Instalação do loop de terra - princípio de operação e cálculo

O aterramento em circuito é instalado para proteger edifícios contra incêndios e pessoas contra choques elétricos. Ao realizar o trabalho, é necessário cumprir os requisitos do PUE, calcular corretamente, montar o circuito e verificar o nível de sua resistência.

O dispositivo e o princípio de operação de aterramento

Em instalações residenciais, um sistema TN é frequentemente instalado, o neutro do qual é solidamente aterrado. O fio terra conecta todos os consumidores elétricos ao circuito de proteção. Este último tem baixa resistência, e a corrente flui sempre no circuito onde a resistência é menor. Comparado a um dispositivo de aterramento, o corpo humano se distingue pela alta resistência, portanto, o circuito permite resolver as tarefas que lhe são atribuídas.

O aterramento de contorno é um sistema em forma de triângulo equilátero, retângulo ou quadrado, montado a partir de eletrodos de aterramento verticais - hastes ou cantos de aço, que são conectados por soldagem nos pontos superiores com tiras de aço horizontais. Ele é conectado ao equipamento para ser aterrado com um cabo. O tipo de construção mais comum é triangular.

O contorno externo está enterrado no solo. O nível de resistência à propagação de correntes do dispositivo de proteção difere dependendo do tipo de solo, sua estrutura.

Os melhores indicadores são registrados ao instalar o loop de solo em solo turfoso, argiloso e argiloso. Neste último caso, desde que as águas subterrâneas estejam próximas da superfície. Se o solo consistir em inclusões rochosas densas, o desempenho se deteriora.

Você pode montar o circuito sozinho ou usar um kit pronto.

Variedades de loops de solo

Existem vários tipos de estruturas usadas para aterramento.

Sistemas de aterramento tradicionais

Um sistema deste tipo consiste em um número mínimo de elementos: dois eletrodos verticais de reforço metálico e um em forma de faixa horizontal que conecta os dois anteriores. As seções e dimensões dos elementos devem estar de acordo com as normas. Recomenda-se instalar o aterramento na parte sombreada ao norte do local, em local úmido. No entanto, devido ao fato de que o circuito muitas vezes é feito de aço e não pode ser pintado com tinta, ele corrói rapidamente. Além disso, a resistência de tal dispositivo é influenciada pela temperatura e nível de umidade do solo, uma vez que o circuito é colocado nas camadas superiores.

Sistemas de aterramento profundo

Esse sistema é fabricado usando um método de pino modular. Em comparação com a versão anterior, é diferente:

• longa vida útil;
• cálculos simples;
• não afetado pela influência do meio ambiente;
• falta de necessidade de manutenção;
• facilidade de instalação.

A medição da resistência do equipamento instalado deve ser realizada por especialistas.

O loop de aterramento externo consiste em eletrodos verticais e elementos de aterramento horizontais. É constituído por quatro faixas com uma espessura de 40-50 mm e é instalado a uma distância de pelo menos 1 m do edifício.A faixa horizontal deve estar localizada a uma profundidade de 50 a 70 cm da superfície.

Cálculo do contorno de proteção

Para realizar um cálculo preciso do loop de solo, você deve considerar:

• umidade do solo;
• temperatura média no inverno e verão na área de instalação;
• resistência do solo e salinidade;
• seção transversal e comprimento de condutores e eletrodos de aterramento;
• a distância da casa ao contorno.

O cálculo é feito de acordo com as fórmulas, esse procedimento é difícil para quem não tem formação em engenharia. No entanto, mesmo se cálculos corretos forem feitos, a resistência real do circuito será diferente da calculada devido a um grande número de fatores dinâmicos que influenciam.

Na verdade, muitos levam em consideração apenas o afastamento do contorno da fundação, e então ajustam a resistência medindo este indicador da estrutura já montada.

Tamanhos recomendados de interruptores de aterramento:

• tiras - largura - 40-50 mm, espessura - 4-5 mm, comprimento mínimo de 2,5 m;
• cantos - espessura da prateleira - 4-5 mm, largura da prateleira 40-50 mm, comprimento mínimo de 2,5 m;
• hastes (necessariamente lisas) - seção 16-20 mm, comprimento não inferior a 2,5 m;
• tubo - espessura da parede 3,5 mm, diâmetro não inferior a 32 mm, comprimento - não inferior a 2,5 m.

Cálculos precisos, levando em consideração todos os parâmetros, devem ser realizados se grandes edifícios comerciais e industriais precisarem ser aterrados.

Objetos que requerem equipamento com contorno

Deve ser aterrado sem falhas:

• salas onde operam máquinas, dispositivos e fontes de luz com invólucros e invólucros de metal;
• subestações transformadoras completas, bem como edifícios que abrigam equipamentos elétricos com invólucros de aço;
• enrolamento secundário do transformador de medição;
• dutos metálicos para cabos, salas onde as estruturas metálicas e os cabos estão localizados ao mesmo tempo, fios.

Não é necessário aterrar dispositivos que estão instalados em equipamentos já aterrados, disjuntores em painéis elétricos, dispositivos elétricos de medição.

Diagramas de conexão

Os esquemas de conexão mais comuns são triangulares fechadas e lineares. Um sistema de malha fechada é mais estável em operação, porque mesmo se uma das chaves de aterramento horizontais for danificada, ela continuará a desempenhar sua função. Linear, nesse sentido, perde para um design fechado. Ele para de funcionar se o jumper estiver danificado.

Além dos designs lineares e triangulares, podem ser feitos protetores ovais e retangulares, mas são menos populares.

Laço de aterramento dentro da instalação

O loop de aterramento está localizado dentro e fora das instalações. Ao criá-lo em ambientes fechados, você deve seguir as regras:

• Não use aquecimento central, esgoto e dutos semelhantes, carregando cabos, luvas de metal, fios blindados como condutores de proteção zero.
• Os condutores de aterramento e neutro são colocados de forma aberta, pois devem ser acessíveis para inspeção, e pintados com listras verde-amareladas.
• As passagens pelas paredes e tetos são feitas com tubos não metálicos à prova de fogo.
• Os pneus de aço são pintados, as juntas soldadas são tratadas com tinta a óleo.
• Em salas úmidas, os condutores são soldados aos suportes.

Estas são as regras básicas, mas existem outras que são relevantes na instalação do circuito interno em salas com ambiente agressivo, nas oficinas de empresas industriais.

Instalando o loop de aterramento

De acordo com o procedimento clássico de instalação do loop de aterramento, primeiro é realizado o trabalho preparatório, depois o dispositivo é instalado diretamente e a resistência é medida.

Preparando para instalação

Para a instalação, você precisa preparar as ferramentas:

• pá;
• moedor ou serra para metal;
• inversor de soldagem;
• perfurador;
• chaves para 8, 10;
• metros de corrente, tensão, resistência.

Materiais requisitados:

• Ângulos em aço resistente à corrosão, 40 × 40 × 4/50 × 50 × 5 cm e um comprimento de pelo menos 2,5 m. Ou hastes redondas de aço com um diâmetro de 20 mm.
• Três tiras de metal com 250 cm de comprimento, 40 a 60 mm de largura e cerca de 5 mm de espessura. Quanto maior a distância entre os eletrodos, melhor será o espalhamento das correntes, uma vez que os campos eletromagnéticos interagem menos entre si. Idealmente, a distância entre os eletrodos deve corresponder ao seu comprimento ou aumentar em múltiplos deste parâmetro.
• Tira de aço inoxidável para conectar o circuito à fundação 40 × 4 ou 50 × 5 mm ou cabo de força.
• Parafusos М8, М10.
• Condutor de cobre.

O local de instalação do circuito deve ser próximo à fundação e ao quadro de distribuição.

Montagem do dispositivo de proteção

O primeiro passo é fazer valas com cerca de 80 cm de profundidade sob a alça de solo e uma faixa conectando o sistema à fundação. A configuração das trincheiras deve coincidir com a forma do loop de solo. Nesse caso, o aterramento é realizado em forma de triângulo com lados de 2,5 m cada.

Os cantos de metal devem ser afiados para facilitar a entrada no solo. Eles são cravados no solo, em vez de cavar buracos. Os eletrodos devem ser colocados firmemente no solo. Os jumpers são soldados aos eletrodos. Costuras de solda são tratadas com mástique de betume para proteção contra corrosão. O cabo é conduzido através da vala para dentro da casa, para o quadro de distribuição. Para fazer isso, usando parafusos e porcas, o cabo embalado no contato final é fixado na chave de aterramento vertical. Para isso, use pneus de cobre (10mm2), alumínio (16mm2) ou metal (75mm2). O contorno é coberto primeiro com areia e depois com terra.

Medindo a resistência do dispositivo de proteção

Para verificar o desempenho do dispositivo, é recomendável medir sua resistência à propagação da corrente de acordo com todas as regras. O trabalho é melhor realizado no inverno ou no verão, quando a resistência do solo está no máximo. A norma de resistência do circuito de proteção é considerada como indicadores de 15, 30, 60 Ohm ou 2, 4 e 8 Ohm quando medida com eletrodos de aterramento naturais e eletrodos de aterramento repetidos de linhas de saída para uma rede de 660-380, 380-220 ou 220-127 V, respectivamente.

Verificação de resistência de loop

Para medir o aterramento corretamente, dispositivos de medição especiais - "MS-08" ou "MS-416" e eletrodos de teste devem ser usados. A técnica é a seguinte:

1. Um eletrodo de potencial é colocado entre o circuito e a casa a uma distância de pelo menos 20 m, outro em linha reta com o primeiro e dispositivo de proteção, a uma distância de não mais de 40 m.
2. Depois de conectar a tensão, meça a resistência.
3. A medição do aterramento é realizada várias vezes, aproximando gradativamente o eletrodo remoto, mas não a menos de 5 m.

A determinação do valor da resistência é realizada de acordo com o pior resultado obtido.

Os erros mais comuns

Ao instalar um dispositivo de aterramento, os seguintes erros são cometidos com mais frequência:

• O circuito está conectado no ponto errado da instalação elétrica, por exemplo, diretamente no equipamento. Deve ser conectado ao barramento de aterramento principal.
• Em vez de um circuito, é usado um abastecimento de água, aquecimento ou outro tubo. Eles podem ser estruturas de aterramento com algumas ressalvas e nem sempre.
• Falta de conexão do condutor neutro no dispositivo de aterramento, bem como instalação de disjuntores separados no condutor neutro.
• Use como interruptores de aterramento de acessórios, objetos de metal enterrados, trabalho zero, cercas.
• Uso de loops de aterramento feitos de elementos de seção pequena.
• Costura de solda inferior a 10 cm.
• Costuras soldadas não são tratadas contra a corrosão com mastiques betuminosos.
• A faixa de contorno que saiu do solo não é colorida. Deve ser pintado com tinta preta ou verde-amarelada.
• Comprimento insuficiente dos eletrodos de aterramento horizontais e verticais.
• Penetração insuficiente de elementos horizontais.
• Eles estabelecem um loop de aterramento, mas não aterram as comunicações principais, consistindo de elementos de metal: abastecimento de água, aquecimento, abastecimento de gás, esgoto.

Deve ser possível desconectar o dispositivo de aterramento da instalação elétrica para medições, ou seja, deve-se desconectar a tira que sai do dispositivo de aterramento. Essa oportunidade é fornecida pela conexão aparafusada dos elementos.

Se a instalação for feita de acordo com todas as normas, foi possível medir corretamente a resistência e os indicadores corresponderem à norma, o edifício está protegido de forma confiável contra curto-circuitos e suas consequências.