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Vantagens/Inconvenientes para

1. Ha necessidade de continuidade Sim de servico Passo 5 Tem equipa Tem equipa de de Sim manutencao N o manuten o N o Sim Nenhum RN Regime IT compat vel Regime TT Regime TT Preferir o TT pois embora n o garanta total continuidade o que melhor se adapta tendo em conta as caracter sticas impostas Devido seletividade no corte torna mais f cil a coloca o em opera o Figura 8 10 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede com recetores sens veis a grandes correntes de defeito 76 M todo para definir o Regime de Neutro de uma instala o BT 8 3 2 2 Recetores com baixo nivel de isolamento fornos aparelhos de soldar cozinhas industriais Natureza dos recetores Recetores com baixo n vel de isolamento Passo 1 Identificar finalidade da instala o el trica Passo 2 H imposi o RN escolhido Passo 3 Conhecer exig ncias do cliente final Passo 4 H necessidade de continuidade Sim de servi o Passo 5 N o Tem equipa Tem equipa de de Sim manuten o N o manuten o N o Sim Nenhum RN compat vel f ha ca Nenhum RN Regime TT Regime TT ou caracteristica compativel E TN da rede Preferir o TT pois embora n o garanta total continuidade o que melhor se adapta tendo em conta as caracter sticas impostas Devido
2. 2s2 esgaar cde team picados we at eet ti teed ated 52 Figura 6 5 Esquema TN C e TN S caso de corte acidental do condutor PEN e PE respetivamente 5 are oa aa tide he cedo RL Meee eee decent anes ME aaa an a epee 55 Figura 6 6 Problem tica da exist ncia simult nea numa instala o do regime TT e regime TN C 5 na cies neta they sewn eee Reese anh a ee a ee 56 Figura 8 1 Associa o em s rie dos varios regimes de neutro numa instala o 7 67 Figura 8 2 Associa o em antena dos v rios regimes de neutro numa instala o 7 67 Figura 8 3 Fluxograma para a sele o expedita do regime de neutro risco INCENCIO EXPIOSAO nirun enni aidaa aaia ec aaa end aani aiian 68 Figura 8 4 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede extensa com boas liga es terra rare areaareeaaaraaaaaaaa na eaanaraaaaaraaanarananaaa 69 Figura 8 5 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede extensa com m s liga es atenta mieria aa aaa eai te ae aa a aaau ondas des Se ana aE 70 Figura 8 6 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede sujeita a perturba es SobretensGes cccccescccceeeeecceeeeseceeeeneeceeeessaeaeeesseeeeeeseaeeeseseaeeeeneeeeenenees 71 Figura 8 7 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede com correntes de fuga elevadas gt 500MA aere
3. eira AEAEE AEAEE eF ARARA 20 ef o ii o DER OR Re Err PERO RR DPE NRO a een ame eet eed a ana el are indie 23 O Perigo do Contato Direto em Cada Regime de Neutro 23 AeA NIPOdU O essi ra beac EAT AAEE EA EIEEE canis TEE E EE E AT E ud vegeta STEES 23 4 2 Perigo de Contato Direto em Esquema de Liga o IT 23 4 2 1 Caso de uma rede isolada e de pequena extens o 23 4 2 2 Caso de uma rede isolada e de grande extens o 24 4 2 3 Caso de uma rede apresentando um defeito de isolamento 24 4 2 4 Caso de um contato com o condutor de neutro nee 25 4 3 Perigo de Contato Direto em Esquema de Liga o TT ou TN 25 4 3 1 Caso de uma rede bem isolada errar aereas 25 4 3 2 Caso de uma rede com um defeito de isolamento numa das fases 26 4 3 3 Caso de um contato direto com o neutro raras 27 4 4 Prote o contra os contatos diretos em baixa tens o 28 Capitulo 5 savin aye aie eee da DA Dea SGD CT ee eae vee a eee 31 O Perigo de Contato Indireto em Cada Regime de Neutro 31 o 1 Intr du o wa as Aisne ee aie Sas Lo PAULO URL ROL de A cd EAV EDU a FU qe Nao Ea 0 e 31 5 2 Perigo de Contato Indireto em Esquema de Liga o IT 31 5 2 1 Tens o de contato ap s o primeiro defeito de isolamento 31 5 2 2 Tens o de contato ap s o segundo def
4. Fluxograma para a escolha expedita do RN a utilizar 71 8 3 1 3 Rede sujeita a perturba es sobretens es Natureza da rede Rede sujeita a perturba es sobretens es Passo 1 Identificar finalidade da instala o el trica Passo 2 H imposi o RN do RN por escolhido lei norma Passo 3 Conhecer exig ncias do cliente final Passo 4 Ha necessidade de continuidade Sim de servico N o Passo 5 Tem equipa de manuten o Tem equipa de manuten o Sim N o Sim Nenhum RN compat vel Nenhum RN Regime TT devido compat vel Reena th ou TN caracteristica da rede Preferir o TT pois embora n o garanta total continuidade o que melhor se adapta tendo em conta as caracter sticas impostas Devido seletividade no corte torna mais f cil a coloca o em opera o Figura 8 6 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede sujeita a perturba es sobretens es 72 M todo para definir o Regime de Neutro de uma instala o BT 8 3 1 4 Rede com correntes de fuga elevadas gt 500mA Natureza da rede Rede com correntes de fuga elevadas gt 500 mA 1 Passo 1 Identificar finalidade da instala o el trica Passo 2 H imposi o RN do RN por escolhido lei norma Passo 3 Conhecer exig ncias do cliente final Passo 4 Ha necessidade de con
5. Preferir o TT pois embora n o garanta total continuidade o que melhor se adapta tendo em conta as caracter sticas impostas Devido seletividade no corte torna mais f cil a coloca o em opera o Figura 8 14 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta a alimenta o de sistemas de controlo e comando 80 M todo para definir o Regime de Neutro de uma instala o BT 8 3 3 Escolha do RN tendo em conta OUTRAS CARATER STICAS 8 3 3 1 Instala o com possibilidade elevada de modifica es Outras Carateristicas Instala o com possibilidade elevada de modifica es Passo 1 Identificar finalidade da instala o el trica Passo 2 H imposi o RN do RN por escolhido lei norma Passo 3 Conhecer exig ncias do cliente final Passo 4 Ha necessidade de continuidade Sim de servico Passo 5 Tem equipa de manuten o N o Tem equipa de manuten o Sim Sim Nenhum RN Regime IT Regime TT Regime TT compat vel Preferir o TT pois embora n o garanta total continuidade o que melhor se adapta tendo em conta as caracter sticas impostas Devido seletividade no corte torna mais f cil a coloca o em opera o Figura 8 15 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma instala o com possibilidade levada de modifica es Fluxograma para a escolha expedi
6. Schneider Electric 2001 5 Teixeira Arm nio Concep o de Instala es El tricas Sistema TN pdf FEUP 2004 6 Lacroix Bernard Calvas Roland Caderno T cnico n 172 Esquemas das Liga es de Aterramento de BT regimes de neutro Schneider Electric 2000 7 Lacroix Bernard Calvas Roland Cuaderno T cnico n 173 Los esquemas de las conexiones a tierra en el mundo e su evoluci n Schneider Electric 2000 8 http automoveiseletricos blogspot pt 2012 07 instalacaoeletrica residencial html Ve culos El tricos Os Carros Verdes acedido em Outubro de 2012 9 Schneider Electrics Programa de Forma o continuada Prote o diferencial Schneider Electric 2007 10 http engionica blogspot pt 2012 10 regimes de neutro tt tn it html S tio Eletrot cnico Espa o Dedicado Engenharia Eletrot cnica acedido em Novembro de 2012 11 http elettroblog issm it p 339 ELETTROBLOG Instituto Salesiano San Marco acedido em Outubro de 2012 12 Mitolo Massimo Electrical Safety of Low Voltage Systems 2009 13 Louren o S rgio Farias Silva Thadeu Silva Filho Silv rio Um estudo sobre os efeitos da electricidade no corpo humano sob a gide da sa de e seguran a do trabalho S Paulo 2007 14 Prote o contra choques el ctricos e inc ndios Dispositivos DR Siemens 2009 15 Cronshaw Geoff Earthing Your Questions An
7. Tens o de contato numa rede de neutro isolado ap s o primeiro defeito de isolamento 1 5 2 2 Tens o de contato ap s o segundo defeito de isolamento Admitindo que se produz um segundo defeito de isolamento agora na massa ma estabelece se entre as massas m e Mz uma corrente de defeito Esta corrente circula atrav s dos condutores de fase e dos condutores de prote o que interligam as massas Esta corrente apenas limitada pela imped ncia do anel de defeito ABCDEFGHIJ ver figura 5 2 Problema demonstrativo e Considerando o primeiro recetor m alimentado por um cabo de cobre de 50 mm com um comprimento de 50m e o segundo recetor mz alimentado por um cabo de cobre de 25mm e 30m de comprimento Perigo de Contato Indireto em Esquema de Liga o IT 33 e Os condutores de prote o de igual sec o e igual comprimento e Imped ncia nula entre Fe E Se negligenciarmos as reat ncias a imped ncia do anel ABCDEFGHIJ ser igual a 30 50 Z 2x px 2 3 2x 21 56 x 1073 x 2 2 94 86mQ 5 3 Com p 21 56 x 1020 mm m resistividade do cobre a 30 C Ug 0 8 x U 400 x 0 8 320V para se ter em conta as liga es AB e IJ temos como corrente de defeito 320 l _ 40404 5 4 F 94 86 x 1073 oe A tens o entre as massa m e mp igual a Zoe X Ip 2 2 x Ip 191 62V 5 5 A massa m apresenta um potencial de 50 _ 5 6 Um p x 59 ly 21 56 x 103 x 4040
8. 6 3 3 Vantagens e Mais f cil de ser estudado instalado controlado e explorado e A falha de isolamento resulta na interrup o do fornecimento de energia que apenas ser cortada no circuito em defeito e N o necessita de uma vigil ncia constante durante a explora o necessita de um controlo peri dico dos dispositivos diferenciais e A presen a de diferenciais permite a preven o de risco de inc ndio quando a sensibilidade superior a 300mA e Localiza o f cil de defeitos e Este esquema ideal para a elimina o de sobretens es e Permite o emprego de materiais com n vel de isola o dimensionados para a tens o fase neutro e Devido s baixas correntes de defeito bom para locais com risco de inc ndio e ou explos o e O baixo valor das correntes de defeito aumenta a vida til dos barramentos e dos condutores devido aus ncia de grandes esfor os eletrodin micos e t rmicos durante um curto circuito e Vantajoso em situa es de aparelhos sens veis a elevadas correntes de defeito motores por exemplo e Este regime permite uma boa equipotencialidade que essencial para os aparelhos de comunica o 6 3 4 Inconvenientes e Corte de alimenta o ao primeiro defeito de isolamento baixando a fiabilidade da instala o 54 Vantagens Inconven t cnicas de explora o e prote o de pessoas de cada RN 6 4 Utiliza o de um dispositivo diferencial no in cio de cada cir
9. A 2 Esquema de liga es na instala o do utilizador final A 2 1 Caso de Instala o TN S tteeeseres sieca TT corpanta jes MOG OU Oo ns bias Addy J leleleleielelelele Interruptor principal 16 mm sa 10 mm 10 mm Tubo de Tubo de ee seso seno A sec o do condutor de fase neste exemplo de 25mm Assim o condutor de prote o el trica de 16mm ver RTIEBT 543 1 2 sec o 54 e o condutor de equipotencialidade de 10mm ver RTIEBT 547 1 1 sec o 54 Figura A 1 Sistema TN S monof sico na instala o do utilizador final 106 Anexos A 2 2 Caso de Instala o TN C S Eletrodo de terra Tubo de Tubo de servi o de servi o agua de g s A sec o do condutor de fase neste exemplo de 25mm Assim o condutor de prote o el trica de 16mm ver RTIEBT 543 1 2 sec o 54 e o condutor de equipotencialidade de 10mm ver RTIEBT 547 1 1 sec o 54 Figura A 2 Sistema TN C S monof sico na instala o do utilizador final Esquema de liga es na instala o do utilizador final 107 A 2 3 Caso de Instala o TN C FASE Eletrodo de terra Tubo de Tubo de servi o de servi o gua de g s A sec o do condutor de fase neste exemplo de 25mm Assim o condutor de prote o el trica de 16mm ver RTIEBT 543 1 2 sec o 54 e o condutor de equipotencialidade de 10mm ver RTIEBT 547 1 1 sec o 54
10. o contra os contatos diretos 4 2 2 Caso de uma rede isolada e de grande extens o O aumento da rede faz com que as capacidades fase terra aumentem igualmente tornando assim a rede mais perigosa Considerando uma capacidade de 1uF correspondente a 4km de cabo de baixa tens o com uma imped ncia de 32000 e admitindo que a resist ncia do corpo humano de 20000 todas as pessoas que entrem em contato com uma pe a que esteja sob tens o percorrida por uma corrente de 110mA e submetida a uma tens o de 220V ver figura 4 1 Figura 4 1 Rede perfeitamente isolada contato com a fase 1 1 4 2 3 Caso de uma rede apresentando um defeito de isolamento Supondo um defeito na fase 1 e se este defeito for franco R 0 Re R3 gt 250kQ Os efeitos da capacidade e da resist ncia de isolamento das fases s s s o negligenci veis Uma pessoa que entre em contato com uma destas fases fica submetida tens o composta da rede Se o defeito nao for franco O lt R lt lt R e Rs ver figura 4 2 Neste caso ainda podemos negligenciar o efeito das capacidades e das resist ncias de isolamento das fases sas Assim uma pessoa que entre em contato com uma das fases sas fica submetida a uma tens o compreendida entre a tens o simples e a tens o composta Perigo de Contato Direto em Esquema de Liga o TT ou TN 25 Figura 4 2 Rede apresentando um defeito de isolamento na fase 1 1 4 2 4 Caso de um contato com o conduto
11. terra que coloque a sua vida em risco importante na conce o deste tipo de instala es a necessidade de identificar casos em que a vida de pessoas possa ser colocada em risco de modo a que possam ser contornados e as pessoas salvaguardadas crucial por exemplo manter a continuidade de servi o em blocos operat rios e de anestesia em hospitais ou cl nicas tamb m o de igual modo importante manter a continuidade no fornecimento de energia em instala es de ilumina o de emerg ncia em espa os recebendo p blico impens vel que em qualquer destes casos referidos haja uma falha de energia nas instala es pois colocar se iam em risco muitas vidas humanas e as consequ ncias poderiam ser desastrosas Uma outra preocupa o relevante a prote o de bens contra eventuais riscos de inc ndio provocados por um defeito el trico que nos dias de hoje infelizmente ainda acontecem Estes casos s o alguns dos exemplos em que essencial a escolha acertada do regime de neutro a utilizar H situa es em que a legisla o indica sobre qual o regime de neutro indicado n o havendo outra hip tese de escolha mas 2 Introdu o noutros casos particulares n o legislados necess rio analisar bem a instala o e escolher qual o regime de neutro que melhor se adapta em cada situa o Os regimes de neutro s o o resultado de uma evolu o orientada no sentido de melhorar a prote o de pessoas Esta evolu o
12. 2 4 Contatos diretos e indiretos 2 4 1 Tens o de contato Considerando um determinado defeito de isolamento num recetor da instala o onde acidentalmente uma fase entra em contato com a massa do equipamento estabelece se uma corrente de defeito l entre a massa do recetor e a terra ver figura 2 3 Qualquer pessoa que entre em contato com essa massa ir estar sujeita a uma diferen a de potencial U denominada por tens o de contato Uc Ry X If Como para a corrente de defeito a tens o de contato est diretamente ligada imped ncia Zn imped ncia de liga o do neutro terra logo ao regime de neutro Assim se o neutro for isolado a corrente de defeito 1 ser bastante baixa assim como a tens o de contato U O contr rio se passar se o neutro for ligado diretamente terra Contatos diretos e indiretos 11 Fase 3 Fase 2 Fase 1 Figura 2 3 Tens o de contato 1 Entende se como massa de um equipamento qualquer elemento met lico que suscet vel de ser tocado em regra isolado das partes ativas de um material ou aparelho el trico mas podendo ficar acidentalmente sob tens o Como partes ativas entende se condutores ativos e pe as condutoras de um material ou aparelhos que est o sob tens o em servi o normal Os condutores ativos s o condutores de corrente el trica 2 4 2 Medidas de Prote o para Contatos Diretos Os contatos diretos s o aqueles que se
13. Estes dispositivos n o dispensam a tomada de medidas de prote o precedente mas asseguram uma prote o complementar desligando a parte da instala o onde surgiu a corrente baixa de defeito terra Disjuntor dferencial s30ma Rit Resist ncia de conex o do neutro terra Ry Resist ncia do corpo humano hy Corrente que circula pelo corpo humano Rs Rz Rs Resist ncia de isolamento da rede C Ca Cs Capacidade fase terra da rede In Parte da instala o apresentando risco de contato direto Figura 4 7 Prote o de contatos diretos por dispositivo diferencial 1 30 O Perigo do Contato Direto em Cada Regime de Neutro Cap tulo 5 O Perigo de Contato Indireto em Cada Regime de Neutro 5 1 Introdu o No cap tulo 2 sec o 2 4 foi descrito em que consistiam as tens es de contato e o significado de contato direto e indireto Neste cap tulo pretende se descrever os perigos do contato indireto em cada um dos regimes de neutro normalizados para baixa tens o TT TN IT 5 2 Perigo de Contato Indireto em Esquema de Liga o IT 5 2 1 Tens o de contato ap s o primeiro defeito de isolamento Na medida do poss vel todas as massas de uma mesma instala o devem ser interligadas No entanto as massas situadas longe umas das outras ou em diferentes edif cios n o o devem ser Supondo uma rede inicialmente bem isolada os valores das resist ncias de isolamento R R2 R3 apresentam valor igua
14. Risco de n o Continuidade de Energia El trica Nos dias de hoje a ind stria a economia e tantas outras atividades s o totalmente dependentes da energia el trica Podemos dizer sem arriscar ao diz lo que a energia el trica move o mundo e a humanidade Desde a mais simples tarefa de iluminar o nosso quarto at s que poder o ser mais exigentes por exemplo um processo industrial ou mesmo uma cirurgia h energia el trica envolvida pelo que a exist ncia de corte de energia pode ter como consequ ncia desde o simples transtorno at fatalidade ou causar danos irrevers veis com preju zos avultados Tomando como exemplo a situa o de uma cirurgia delicada a um paciente dentro de um bloco operat rio impens vel haver falhas de energia nesta situa o assim como numa ind stria cujo processo de fabrico exija o equipamento constantemente em labora o correndo o risco de desperdi arem horas para voltarem a entrar em servi o ap s uma situa o de corte provocando um preju zo econ mico muito elevado pela n o produ o A falha repentina de ilumina o num edif cio recebendo p blico pode instalar o p nico entre a multid o e provocar tamb m consequ ncias desastrosas Se a corrente de defeito na instala o for elevada h o desgaste prematuro na instala o e nos equipamentos a esta conetados podendo aumentar os custos e tempos de repara o dos mesmos As correntes elevadas que circulam entre fase e terra podem tamb
15. m provocar anomalias em equipamentos sens veis A falha de energia pode tamb m provocar sobretens es e ou fen menos de radia o eletromagn tica podendo deste modo danificar os equipamentos sens veis ou provocar desperd cios de mat ria prima Estes s o alguns dos exemplos em que fundamental preservar a continuidade na alimenta o de energia um dos aspetos fundamentais ao qual o projetista deve dar a devida import ncia e aten o Este risco importante para o cliente pois conduz a custos de n o produ o e de repara o que podem ser relevantes e que dependem naturalmente do regime de neutro utilizado Sendo D a disponibilidade e sendo uma grandeza estat stica podemos verificar atrav s da figura a seguir figura 2 2 que esta equivale rela o entre dois per odos e tempo durante o qual a energia est presente e tempo durante o qual a energia est presente tempo em que a energia est ausente 10 Import ncia do Regime de Neutro MDT MUT MDT MUT 4 Desenergiza o Desenergiza o Desenergiza o por falha por falha por falha Retorno Retomo Retorno da da tens o da tens o tens o EE Estado de talha EB Estado de opera o ac D Disponibilidade MDT Mean Down Time D MDOT MUT MUT Mean Up Time tempo m dio da falha tempo m dio de bom detec o interven o funcionamento ap s a repara o repara o retomo opera o Figura 2 2 Disponibilidade de energia 6
16. por um lado devido deteriora o do alternador em caso de um defeito interno por outro lado devido limita o da corrente de defeito fase neutro devido s caracter sticas do alternador Os grupos de socorro devem poder alimentar as instala es de emerg ncia e n o devem ser desconetados ao primeiro defeito 7 A corrente de defeito monof sica pode atingir varios valores de corrente correndo o risco de danificar as bobinas dos motores e fazer envelhecer ou destruir os circuitos magn ticos 8 Para permitir a continuidade de servi o e a seguran a necess rio e recomend vel para todos os RN separar estes recetores do resto da instala o com transformadores de separa o com liga o ao neutro local 9 Quando a qualidade dos recetores n o tida em considera o na conce o da instala o o isolamento corre o risco de diminuir rapidamente 10 A mobilidade deste tipo de recetores gera defeitos frequentes que conveniente contornar Qualquer que seja o regime recomendado alimentar os circuitos por transformador de separa o com liga o ao neutro local 11 Qualquer que seja o regime deve ser utilizado um dispositivo diferencial de sensibilidade lAn lt 300mA 12 As fortes correntes de defeito tornam perigoso a liga o ao neutro 13 Poss vel sem equipa de manuten o competente 14 Exige pessoal competente para a manuten o e assegurar a seguran a ao longo
17. 2 1 Edif cio de escrit rios de apoio ao cliente Tipo de recetores e Computadores e Aparelhagem inform tica Exig ncias e recursos do cliente e Tem equipa de manuten o e exigida continuidade de servi o Caracter sticas relevantes e Rede extensa com boas liga es terra A 1 2 2 Cl nica cir rgica Tipo de recetores e Aparelhagem hospitalar Exig ncias e recursos do cliente e Tem equipa de manuten o e exigida continuidade de servi o Caracter sticas relevantes e Nao apresenta A 1 2 3 Fabrica pirot cnica Tipo de recetores e M quinas para fabrico de artigos pirot cnicos Exig ncias e recursos do cliente e N o tem equipa de manuten o e Nao exigida continuidade de servi o Aplica o do Algoritmo 101 Caracter sticas relevantes e Local com risco de inc ndio e explos o e Rede extensa com m s liga es terra A 1 2 4 Cl nica veterin ria Tipo de recetores e Aparelhagem hospitalar e cir rgica Exig ncias e recursos do cliente e Tem equipa de manuten o e exigida continuidade de servi o Caracter sticas relevantes e Nao apresenta A 1 2 5 Infra Estrutura portu ria Tipo de recetores e Guinchos Exig ncias e recursos do cliente e Nao tem equipa de manuten o e N o exigida continuidade de servi o Caracter sticas relevantes e Rede sujeita a sobretens es A 1 2 6 Infa
18. 87V 3 9 E a massa mp 30 a 5 7 Una px 55 Ip 21 56x 10 3 x 1 2 x 4040 104 5V 5 7 Nestas condi es a massa ms n o sofre eleva o de potencial Dando se um segundo defeito produz se numa massa situada longe e n o interligada uma corrente de defeito l que se fecha pela terra e limitada pelas resist ncias de terra Rm e Rus Considerando por exemplo Ry 100 e Ry3 150 as massas interligadas possuem um potencial de _ x Ry 160V 3 8 Ry Rm3 E a massa situada longe apresenta um potencial de 5 9 x Rm3 240V Ru Ru Em todos os casos s o produzidas tens es perigosas e necess rio cortar a alimenta o 34 O Perigo de Contato Indireto em Cada Regime de Neutro eters Tm tu _ ere AAS OO KRY 2 Solo Potencial zero i corrente de defeito numa massa distante Rn Resist ncia de liga o do neutro terra Ru Resist ncia de liga o de terra das massas Rs Resist ncia do solo Rms Resist ncia de liga o de terra da massa afastada e n o interligada l Corrente de defeito C1 C2 C3 Capacidade fase terra UC UC2 UCs UCs UCs Tens o de contato ABCDEFGHIJ Anel de defeito gt Caso de um segundo defeito que se produz no recetor situado longe e cuja massa n o interligada Figura 5 2 Tens o de contato numa rede de neutro isolado ap s o segundo defeito de isolamento 1 5 3 Perigo de Contato Indireto
19. As massas devem ser interligadas e ligadas terra conforme apresentado na figura 5 1 O isolamento deve ser visionado permanentemente por um dispositivo apropriado de modo a que o primeiro defeito seja sinalizado e posteriormente eliminado e se possa evitar o corte da alimenta o com o aparecimento de um eventual segundo defeito de isolamento O corte de alimenta o deve produzir se apenas com o segundo defeito o qual efetuado por dispositivos de prote o contra defeitos entre fases Descarregador de sobretens es que tem como objetivo limitar as sobretens es e escoar para a terra as sobretens es perigosas que possam aparecer provocadas por descargas atmosf ricas sobretens es de manobra etc Controlo permanente de isolamento os quais s o aparelhos de inje o de corrente cont nua Um gerador aplica entre a rede e a terra uma tens o cont nua que cria atrav s das resist ncias de isolamento uma corrente de fuga independente das capacidades da linha M nimo obrigat rio com localiza o de defeito simples por abertura sucessiva de circuitos da instala o esquema a Esquema a Figura 5 10 Esquema a IT 1 Legenda figura 5 10 1 Prote o contra sobretens es acidentais Limitador de sobretens o 2 Controlo global de isolamento e sinaliza o do defeito controlo permanente de isolamento 3 Corte de energia quando se d defeito duplo prote o cl ssica Prote o
20. Contra Contatos Indiretos 43 com localiza o de defeito simples sem corte com dispositivo de procura do defeito sob tens o esquema b para al m do que inclui o esquema a dever tamb m incluir o que se segue Esquema b Legenda figura 5 11 4 Gerador a 4Hz 5 Toro de refer ncia 6 Recetor a 4Hz com comutador de sele o 7 Toro com sistema port til 8 Pin a amperim trica 9 Recetor port til a 4Hz Figura 5 11 Esquema b IT 1 Notas 1 Quando as liga es de terra do posto de transforma o Rp e das massas de utiliza o Rm n o s o interligadas necess rio instalar no in cio da instala o um aparelho diferencial de corrente residual 2 Para um posto de contagem BT necess rio um aparelho de corte vis vel na origem da instala o 3 Zn Imped ncia de minimiza o de varia es de potencial entre terra e a rede utilizada quando necess ria deve ser de valor elevado 17000 5 5 2 2 Caso de uma Instala o com neutro ligado diretamente terra e massas terra TT Neste regime de neutro as massas s o ligadas terra de acordo com a figura 5 4 O corte de alimenta o obrigat rio ao primeiro defeito de isolamento n o sendo admitido que o corte seja efetuado por dispositivos de prote o contra defeitos entre fases mesmo que a liga o terra do neutro e da massa s sejam interligadas Em todos os casos obrigat ria a utiliza o
21. Figura A 3 Sistema TN C monof sico na instala o do utilizador final 108 Anexos A 2 4 Caso de Instala o TT TEE le leloleletolulolol A sec o do condutor de fase neste exemplo de 25mm Assim o condutor de prote o el trica de 16mm ver RTIEBT 543 1 2 sec o 54 e o condutor de equipotencialidade de 10mm ver RTIEBT 547 1 1 sec o 54 Figura A 4 Sistema TT monof sico na instala o do utilizador final Esquema de liga es na instala o do utilizador final 109 A 2 5 Caso de Instala o IT e esquema a o qual permite a localiza o de defeito por abertura sucessiva de circuitos da instala o e esquema b o qual permite a localiza o de defeito sem corte dos circuitos atrav s de dispositivo de procura de defeito sob tens o Figura A 5 Sistema IT esquema a esquerda e esquema b direita 1 Nota Ver sec o 5 5 2 1
22. IT TT TN 7 defeito Recetores com baixo nivel de isolamento N ornos aparelhos de f Ihos d TN 8 TT 8 IT soldadura cozinhas industriais Instala o com io TT 9 IT 9 numerosos recetores pm TN S com TN C 9 port teis monof sicos DDR Recetores de risco por TN 10 TT 10 IT 10 exemplo guinchos Alimenta o de sistemas de controlo e IT TT TN TN C 12 Instala o com possibilidade elevada de modifica es s a TT 13 IT 14 TN 15 Instala es com incerteza no comportamento dos sistemas de terra TT 16 TN S com DDR TN C IT 17 Presen a de equipamentos eletronicos computadores aut matos program veis TN S TT TN C Presen a de sensores e atuadores OE BE 288 TN S TT Compatibilidade entre caracter sticas da rede e os diferentes Regimes de Neutro 63 1 A partir de determinado comprimento da rede torna se ilus rio falar de neutro isolado devido s capacidades parasitas existentes cabos 2 Pode dar se o caso de escorvamento do limitador de sobretens es passando do caso de neutro isolado para neutro terra 3 O controlo permanente de isolamento estaria em alarme permanente 4 Risco de funcionamento intempestivo dos aparelhos diferenciais DDR 5 Os riscos s o elevados devido humidade e poeiras condutoras 6 O sistema TN desaconselhado
23. RN por lei norma Passo 2 Sim RN escolhido Conhecer Passo 3 exig ncias do cliente final Passo 4 Ha necessidade de continuidade de servico Passo 5 Nao Tem equipa de manutencao Tem equipa de manuten o Sim Sim N o Nenhum RN compat vel N o Passo 6 H perigo gt de inc ndio Ha perigo de Ha perigo de inc ndio ou inc ndio ou ou A explos o explos o explos o N o Sim Regime Regime Regime TT ou IT TT TN Preferir o TT pois embora n o garanta total continuidade o que melhor se adapta tendo em conta as caracter sticas impostas Devido seletividade no corte torna mais f cil a coloca o em opera o Figura 8 3 Fluxograma para a sele o expedita do regime de neutro risco inc ndio explos o Fluxograma para a escolha expedita do RN a utilizar 69 8 3 1 Escolha do RN tendo em conta a NATUREZA DA REDE 8 3 1 1 Rede extensa com boas liga es terra Natureza da rede Rede extensa com boas liga es terra Passo 1 Identificar finalidade da instala o el trica H imposi o do RN por lei norma Passo 2 RN escolhido Passo 3 Conhecer exig ncias do cliente final Passo 4 Ha necessidade de continuidade de servico Sim Passo 5 Tem equipa Tem equipa de de Sim manuten o N o manuten o Nenhum RN c
24. Regime de Neutro de 85 uma instala o el trica j existente A Transformar no sistema IT do esquema a o qual permite a localiza o de defeito por abertura sucessiva de circuitos da instala o O neutro do transformador tem de ser isolado Incluir limitador de sobretens es 1 ver esquema a Incluir aparelho de controlo permanente de isolamento e de sinaliza o do primeiro defeito 2 ver esquema a Incluir corte de energia quando se d o segundo defeito prote o cl ssica 3 ver esquema a Seo neutro for distribu do deve obrigatoriamente ser protegido As massas met licas dos recetores s o ligadas diretamente terra ou feita uma liga o equipotencial entre as massas dos recetores e componentes met licos exteriores instala o el trica e ligados a um nico el trodo de terra B Transformar no sistema IT do esquema b o qual permite a localiza o de defeito sem corte dos circuitos atrav s de dispositivo de procura de defeito sob tens o Al m de incluir os mesmos pontos que em A deve possuir ainda Gerador a 4Hz 4 ver esquema b Toro de refer ncia 5 ver esquema b Recetor a 4Hz com comutador de sele o 6 ver esquema b Toro com sistema port til 7 ver esquema b Pin a amperim trica 8 ver esquema b Recetor port til a 4Hz 9 ver esquema b Nota Seo el trodo de terra do posto de transforma o n o estiver interliga
25. UCs UCs UCS Tens o de contato ABCDEF Anel de defeito Figura 5 5 Tens o de contato ap s o primeiro defeito Esquema TN 1 Considerando o recetor alimentado por um cabo de cobre de 50mm e 50 metros de comprimento e o condutor de prote o com a mesma sec o que os condutores de fase e negligenciando AB e EF temos que a imped ncia do anel ser Zanex 2 X 21 56 x 103 x gt 43 x 1030 5 18 Ver 0 8 X 230 184V para ter em considera o as liga es AB e EF Temos ent o a corrente de defeito 184 _ 5 19 ly x 105 42694 5 19 Se negligenciarmos o tro o EF ent o a massa estar sujeita a uma tens o de toque igual a Uc Zpg X If Temos que Z Zpg n 5 20 Vem que Uc 21 56 x 1073 x 4269 92V 5 21 A tens o de contato Uc4 igual tens o Uc Uma rede com esquema TN perigosa ao primeiro defeito de isolamento O corte de alimenta o obrigat rio logo que se d o defeito As correntes s o muito elevadas e admitido que o corte assegurado pelos aparelhos de prote o contra defeitos entre fases Se as liga es terra forem regulares ao longo do condutor de prote o as massas s s n o estar o sujeitas a uma eleva o de potencial aquando de defeito numa outra massa da mesma instala o Nestas condi es a tens o de contato que se desenvolve ao n vel de uma massa s igual queda de tens o na por o do condutor de prote o que vai desde a massa
26. adequado Identificar a finalidade da instala o el trica Assegurar se que a escolha n o seja recomendada ou imposta por normas ou legisla o Alguns casos s o e Salas de opera o em hospitais e cl nicas IT IEC 60364 7 710 2002 11 e Pistas de aeroportos IT e F bricas com processos de fabrico cont nuo IT e Laborat rios IT e C mara frigor ficas de mantimentos IT e Centrais el tricas IT e Instala o alimentada por uma rede de baixa tens o do distribuidor TT e Ilumina o de seguran a dos estabelecimentos recebendo p blico IT e Minas IT ou TT Dialogar com o cliente a fim de conhecer as suas exig ncias e os seus recursos e Setem necessidade de continuidade de servi o e Seo servi o ser com ou sem manuten o Saber as caracter sticas particulares da rede dos recetores e outras caracter sticas do local da futura instala o Por exemplo se prop cio ao risco de inc ndio ou explos o 68 M todo para definir o Regime de Neutro de uma instala o BT 8 3 Fluxograma para escolha expedita do RN a utilizar risco inc ndio explos o Este fluxograma foi elaborado tendo apenas em considera o as caracter sticas b sicas para a escolha do RN sendo estas a continuidade n o continuidade de servi o exist ncia ou n o de equipa de manuten o e perigo de inc ndio explos o Identificar Passo 1 finalidade da instala o el trica H imposi o do
27. apresentada a seguir e De 1880 a 1920 o transporte e distribui o de energia el trica eram realizados com neutro isolado As linhas n o possu am isolamento mesmo na distribui o de baixa tens o e eram suportadas por isoladores Nenhum ponto era colocado voluntariamente terra A tens o nas habita es dom sticas era de 100 110V AC e Em 1882 uma recomenda o da Soci t Britannique des Ing nieurs T l graphistes et Electriciens indica que nas habita es com tens o superior a 60V AC deveria instalar se os interruptores e os condutores de modo a que n o haja risco de eletriza o e Em 1923 em Fran a uma norma relativa s instala es el tricas imp e a liga o da massa dos aparelhos terra As carca as fixas e m veis sujeitas a estarem n o isoladas em instala es de corrente alternada de tens o superior a 150V os eletrodom sticos fixos e port teis de pot ncia superior a 4kW carca as de esquentadores el tricos colocados em casas de banho pe as met licas colocadas em locais impregnados de l quidos condutores e que caso haja algum defeito ficariam em tens o Esta norma n o d nenhuma indica o sobre as condi es de liga o terra nem sobre a resist ncia de terra prevista e n o prev nenhum dispositivo de prote o Para evitar a fus o do fus vel de prote o no 2 defeito de isolamento colocou se o primeiro controlador de isolamento em instala es industriais Se uma das l mpadas
28. caracterizam atrav s do contato acidental n o deliberado entre a pessoa e uma parte ativa fase ou neutro ou outro componente energizado sendo a corrente conduzida pelo corpo da pessoa que liga a parte ativa terra ver figura 2 4 As causas desses contatos podem ser por exemplo a imprud ncia a embriaguez Temos como medidas passivas contra os contatos diretos o isolamento barreiras de prote o afastamento de partes ativas uso de tens o reduzida de seguran a TRS Como medida ativa temos o uso do dispositivo diferencial de alta sensibilidade J lt 30mA Estas medidas s o independentes do regime de neutro adotado sendo necess ria em as A 2 3 N Barramentos ll Is corrente de defeito todos os regimes Figura 2 4 Contato direto 3 12 Import ncia do Regime de Neutro 2 4 3 Medidas de Prote o para Contatos Indiretos Os contatos indiretos s o aqueles que se caracterizam pelo contato entre uma pessoa e a massa de um equipamento que se encontra sob tens o devido a um defeito de isolamento ver figura 2 5 H uma corrente de defeito que circula e provoca a eleva o do potencial entre a massa do equipamento e a terra H perigo se essa massa for tocada e se essa tens o de contato U for superior tens o limite U Os tipos de contatos indiretos que podem existir s o massa massa massa solo ou parede n o isolante massa elemento condutor Temos como medidas passivas de prote o o uso
29. considerando que foram cumpridas todas as regras de implementa o Em termos globais qualquer RN equivalente na prote o de pessoas quando bem implementado ver tabela comparativa na sec o 6 5 Em termos de disponibilidade o melhor o IT pois n o h corte de alimenta o ao primeiro defeito ver tabela comparativa na sec o 6 5 Em termos de manuten o o TN tem uma localiza o do defeito r pida mas o tempo de repara o normalmente elevado Inversamente no IT mais dif cil localizar o defeito mas a sua repara o e elimina o mais r pida e barata O TT tamb m uma boa op o ver tabela comparativa na sec o 6 5 66 M todo para definir o Regime de Neutro de uma instala o BT Em termos de fiabilidade a fiabilidade dos recetores e da instala o pode ver se afetada quando ver tabela comparativa na sec o 6 5 v RN Em TN C pelo fato de no PEN poder existir corrente devido s correntes harm nicas Em TN Ce TN S por falta de rigor ap s extens es Pela aplica o de fontes de baixa pot ncia de curto circuito Pelo efeito dos esfor os eletrodin micos No IT no caso do segundo defeito tamb m se aplicam os mesmos riscos que no TN mas se a elimina o do primeiro defeito se fizer rapidamente a fiabilidade do IT muito boa Em termos de perturba es o esquema TT prefer vel quando comparado com o TN S pois as correntes de defeito elevadas podem ser perturb
30. de contato ap s o primeiro defeito Esquema TN 1 37 Figura 5 6 Tens o de contato ao n vel de uma massa fora de defeito Esquema TN 1 38 Figura 5 7 Material de classe Il ia a A S AEA S A SAEST 40 Figura 5 8 Liga o equipotencial de todas as massas simultaneamente acess veis 40 Figura 5 9 Prote o por afastamento ou por interposi o de obst culos 3 41 Figura 5 10 Esquema a IT Mesana ieee eaves aa a ie 42 Foma gtit Esquema B DE A ssesasesese restos tam vis gera ideia aloe AENEA E A 43 Figura 5 12 Disposi o m nima obrigat ria para prote o por diferencial 44 Figura 5 13 Disposi o para prote o diferencial permitindo seletividade vertical 44 Figura 5 14 Disposi o para prote o diferencial permitindo seletividade horizontal 45 Figura 5 15 Disposi o de uma instala o TN m nimo obrigat rio 1 45 Figura 6 1 Exemplo de escolha de regime de neutro em BT 1 48 Figura 6 2 Utiliza o de dispositivos diferenciais para prote o de recetores 49 xvii Figura 6 3 Esquema IT A circula o de correntes capacitivas pode provocar disparos intempestivos dos aparelhos diferenciais errar 51 Figura 6 4 Controlo permanente de isolamento CPI em diversas partes de uma rede com fonte de emerg ncia 4
31. de dispositivos diferenciais que atuam sobre o corte de alimenta o da instala o Como j foi referido a tens o de contato que se pode surgir na massa de um aparelho no caso de um defeito de isolamento igual a Uc Ry x 1 sendo Rya resist ncia da liga o terra da massa do aparelho e a corrente de defeito que circula na malha de defeito 44 O Perigo de Contato Indireto em Cada Regime de Neutro O recetor deve ser colocado fora de tens o assim que a tens o de contato atinja o valor da tens o limite UL para o local 50V para locais secos 25V para locais h midos e 12V para locais imersos em gua Assim para que a tens o limite nunca seja ultrapassada atingindo valores perigosos de Uc a seguinte rela o deve ser verificada U In lt lt 5 22 Ru A raz o entre a tens o limite e a resist ncia de liga o a terra da massa do aparelho deve ser sempre igual ou superior ao limiar de funcionamento do diferencial para garantir que este vai funcionar em caso de defeito de isolamento As figuras abaixo mostram os locais onde os dispositivos diferenciais devem ser instalados figuras 5 12 5 13 5 14 Em todos os casos a rela o anterior deve ser verificada No caso de existirem v rias liga es das massas terra a regula o do diferencial regulado em fun o da tomada de terra com valor mais elevado No entanto todas as massas protegidas pelo mesmo aparelho diferencial devem ser ligadas ao mesmo el tr
32. de mat rias de classe II de isolamento equipamento o uso de tens o reduzida de seguran a TRS prote o por separa o el trica inacessibilidade simult nea de elementos condutores e massas prote o por isolamento de massas uso de liga es equipotenciais Como medida ativa temos a prote o por corte autom tico de alimenta o As medidas de prote o contra contatos indiretos baseiam se nos seguintes princ pios conex o terra das massas de todos os equipamentos el tricos para evitar que se d um contato direto em caso de defeito equipotencializar as massas acess veis simultaneamente e controlar o risco de defeito de isolamento atrav s da preven o por exemplo medi o do isolamento antes de energizar a instala o Is corrente de defeito Figura 2 5 Contato indireto 3 Cap tulo 3 Regimes de Neutro 3 1 Introdu o Segundo as normas internacionais CEI 60364 a posi o do neutro e das massas determina o regime de neutro de uma instala o de baixa tens o O regime de neutro conhecido pela utiliza o de uma sigla constitu da por duas a tr s letras A primeira letra indica a posi o do neutro do transformador em rela o terra T Terra liga o terra terra de servi o num ponto do sistema el trico normalmente o centro da estrela de um transformador MT BT em A Y I Isolado sistema com neutro isolado da terra ou impedante ligado terra com imped ncia de elev
33. de seguran a Economiza se um condutor o condutor de prote o TN C Utiliza o de dispositivos de prote o contra as sobreintensidades para assegurar a prote o contra contatos indiretos Isolamento menos exigente que no caso do neutro isolado O esquema TN S possui a vantagem relativamente ao TN C de no caso do condutor de prote o ser interrompido 12 avaria n o se estabelecer qualquer eleva o de Neutro Ligado Massa TN C e TN S 55 potencial na massa do aparelho desta instala o no entanto 2 avaria por exemplo um defeito massa j se estabelece uma tens o de contato perigosa na massa do aparelho ver figura 6 5 Figura 6 5 Esquema TN C e TN S caso de corte acidental do condutor PEN e PE respetivamente 5 6 4 4 Inconvenientes e Ocorte ao primeiro defeito de isolamento e No sistema TN C necess rio que as fases estejam equilibradas caso contr rio circular corrente no condutor de neutro que neste sistema tamb m de prote o Neste caso provocariam circula o de corrente nas massas met licas nas liga es equipotenciais e em todos os elementos condutores a eles ligados e Algumas cargas n o lineares fazem alterar a forma sinusoidal da onda de corrente fazendo com que circulem correntes no neutro da instala o podendo estas provocarem o aumento da temperatura nas massas met licas e provocarem fa scas tornando este regime de neutro pouco adequado para locais o
34. defeito n o ir para a terra e a nica imped ncia que limitar essa corrente de defeito ser a imped ncia do anel que se formar aquando do mesmo defeito ABCDEFGH ver figura 5 3 A corrente ser muito elevada e o potencial nas massas dos recetores ser muito perigoso Supondo uma imped ncia do anel de 100mQ a corrente de defeito ser de 230 I 23004 5 15 f 0 1 oe Supondo agora que Zpr Zane 2 ent o m estar ao potencial de Uc 0 050 x 2300 115V 5 16 Se Zpe Zpr 2 a tens o entre as massas m e m ser de Uc 0 025 x 2300 57 5V 5 17 Fases Fase2 Faset e SO OX OX S ESSES OOO Solo Potencial zero Rn Resist ncia de ligagao do neutro a terra Ru Resist ncia de liga o de terra das massas Rs Resist ncia do solo Rms Resist ncia de liga o de terra da massa afastada e n o interligada l Corrente de defeito UC UC2 UCs UCs UCs Tens o de contato ABCDEFGH Anel de defeito Figura 5 3 Tens o de contato ap s o primeiro defeito de isolamento 1 36 O Perigo de Contato Indireto em Cada Regime de Neutro Verificamos em todos os casos que a tens o de contato ap s um primeiro defeito de isolamento numa rede com regime de neutro TT perigosa Assim a atua o das prote es ap s o primeiro defeito de isolamento obrigat ria Se n o houver interliga o entre o el trodo de terra do neutro e o el trodo de terra das massas as correntes ser o mu
35. do tempo 15 Os riscos de uma manuten o eficiente n o aconselham este regime 16 Os riscos de rotura dos condutores tornam a equipotencializa o das massas aleat ria A liga o do neutro terra com diferenciais de alta sensibilidade 30mA constitui um modo de preven o deste risco 17 aleat ria a garantia de equipotencializa o das massas 64 Compatibilidade entre caracter sticas da rede e os diferentes Regimes de Neutro Cap tulo 8 M todo para definir o Regime de Neutro de uma instala o BT 8 1 Introdu o O cliente que usufrui da instala o el trica e o explorador da mesma exigem a seguran a total da instala o a energia sempre dispon vel e que esta n o apresente em condi es normais de utiliza o nenhum risco fazendo deste modo com que nos esque amos dela Os componentes essenciais a verificar numa instala o s o v A seguran a v A disponibilidade v A manuten o que deve ser ptima Estes s o os crit rios que permitem fazer uma melhor elei o do RN em fun o v Do tipo de edif cio v Da atividade que nele se desenvolve v Da presen a ou n o de um servi o de energia Em termos de seguran a de pessoas o melhor o IT ap s primeiro defeito pois n o se estabelece qualquer malha de defeito a nica corrente que circula apenas se deve s fugas capacitivas dos condutores j ap s o segundo defeito torna se equivalente a qualquer um dos outros RN
36. e Evitar que o neutro seja distribu do e assim contribuir para aumentar a fiabilidade do sistema pois Se o condutor de neutro for distribu do poder correr se o risco de manifestar se um segundo defeito sem que o primeiro tenha sido sinalizado fazendo atuar a prote o suprimindo assim as vantagens inerentes utiliza o deste regime IT y Seo neutro for distribu do deve obrigatoriamente ser protegido v O fato de n o distribuir o neutro facilita a escolha de dispositivo de prote o contra sobreintensidades e a procura dos defeitos Figura 6 4 Controlo permanente de isolamento CPI em diversas partes de uma rede com fonte de emerg ncia 4 6 3 Neutro Ligado Diretamente Terra TT 6 3 1 T cnicas de Explora o e Seo neutro for ligado diretamente terra sem imped ncia de limita o a corrente de defeito entre fase e terra ser elevada sendo praticamente um curto circuito Sendo necess rio ent o o corte de alimenta o ao primeiro defeito de isolamento Neutro Ligado Diretamente Terra TT 53 6 3 2 T cnicas de Prote o de Pessoas e Liga o terra das massas associando o emprego obrigat rio de dispositivos de prote o diferencial pelo menos um no in cio da instala o e Todas as massas protegidas pelo mesmo dispositivo diferencial devem ser ligadas ao mesmo el trodo de terra e As massas simultaneamente acess veis devem ser ligadas ao mesmo el trodo de terra
37. e acima de tudo pela grande amizade Agradecer s institui es da EDP e CELER pela disponibilidade demonstrada conhecimento transmitido e esclarecimento de d vidas Ao Eng Ant nio Guedes Mesquita da EDP distribui o e CELER pela sua pronta disponibilidade colabora o e esclarecimento de d vidas Ao Eng Daniel Pinto da EDP distribui o pela sua disponibilidade e colabora o N o posso deixar tamb m de agradecer ao Eng Francisco Beires do IEP pela disponibilidade preocupa o e conselhos Finalmente quero agradecer o apoio incondicional da minha fam lia em especial aos meus pais e irm e tamb m minha namorada ndice RESUMO esae a asia dan bec ced raso ie sida ad aa fadas inc dade casi dora dadas acne cicad beceafadeie domo lode A v E e EEA E A E E E E E E A ET vii AgradecimentOS ecs a a e T E A E E E T ladeelbiohn ate na o ix ndice mer Ot eh te REDE RD RR CRE RD RED a Saicteteanalat et RE xi Lsa de Tigua Sai RR S CR RR RR RR PRM PR CR xvii Hade tabelas mosar a E de adudic eh vivian ad anu ET A E adaga nao tala do eaudanet nage xxi Abreviaturas e Simbolos pa ea aa aa a a a aa AE e EA AE aa AEA AE A EE E xxiii Capitulo io e a henna hi iets aaa aar e hittin aa aa ea ate 1 Intr du o ciranean A ee ees eee 1 Gapit 2 annae e a tee tennis a a a eee eaves a ere te 5 Import ncia do Regime de Neutro erre eaera aaa nanaaanea near aaa nana 5 2A 4 LiO o 5 ot o ati ahead het eens Retest Leads fee eee ha RA
38. liga o de todas as massas ao condutor de neutro PEN foi necess rio prever um esquema adequado s condi es em que se torna prov vel uma desliga o acidental do condutor neutro prote o Podem ent o distinguir se dois esquemas num deles o condutor de neutro e o de prote o el trica PE s o o mesmo TN C onde C significa combinado no outro estes dois condutores s o independentes TN S onde S significa separado 18 Regimes de Neutro No primeiro caso TN C o condutor de neutro e o de prote o el trica s o um nico sendo este condutor conhecido por PEN ver figura 3 6 e repartido uniformemente ao longo do condutor PEN liga es terra a fim de evitar o aparecimento de potenciais el tricos nas massas dos aparelhos recetores que se encontram ligados a este garantindo assim que o potencial permane a o mais pr ximo poss vel do da terra A liga o terra referida dever garantir uma resist ncia global do neutro tendo em conta a seguinte condi o x R 3 3 Rn Resist ncia global da terra do neutro Us Tens o limite convencional U Tens o convencional da rede R Resist ncia de um eventual defeito fase terra direto sendo convencionalmente considerada de 50 para instala es com condutores nus ou 500 para instala es com condutores isolados e Ocondutor PEN nunca dever ser seccionado ou protegido e Em instala es fixas pode se utilizar um s condutor c
39. na alimenta o de quadros el tricos e o esquema TN S nos circuitos terminais e naqueles em que existam condutores flex veis Os circuitos com condutores cuja sec o seja inferior a 10mm se de cobre ou 16mm se de alum nio e cabos flex veis t m sempre um condutor de prote o distinto do condutor de neutro TN S Este esquema tamb m usado no caso em que para a diminui o de riscos de explos o e inc ndio ou mesmo para a prote o de um recetor necess ria a instala o de aparelho diferencial 3 5 3 Esquema de Liga o IT Neste esquema o neutro do transformador encontra se isolado da terra ou ligado a esta atrav s de uma imped ncia de valor elevado aproximadamente 17000 A imped ncia serve para reduzir as varia es de potencial entre a rede e a terra que tenham a sua origem em perturba es provenientes da MT e das flutua es de potencial da terra local Esta imped ncia recomendada em redes de pouca extens o que alimentam aparelhos de medida sens veis a este potencial assim como para redes que alimentam aparelhos de comunica o ver figura 3 8 As massas dos recetores s o interligadas quer totalmente quer em par de grupos de recetores Cada grupo interligado conetado terra tamb m poss vel que uma ou mais massas sejam ligadas terra separadamente Sempre que poss vel recomendado que se interliguem todas as massas de uma mesma instala o e que se liguem mesma liga o de ter
40. ou mesmo dar se uma descarga atrav s de um arco el trico devido falha de isolamento Estes acontecimentos poder o aumentar a probabilidade de inc ndio ou mesmo explos o no local quanto maiores forem as correntes que provocam a anomalia Foi demonstrado e aceite pelas entidades de normaliza o que o contato entre um condutor e uma pe a met lica pode provocar o seu aquecimento e consequentemente um inc ndio em locais sens veis quando essa corrente de defeito ultrapassar os 500mA por exemplo em ind strias qu micas Quanto ao risco de inc ndio com o regime de neutro isolado muito baixo no primeiro defeito e torna se muito importante quando se d o segundo defeito equipar vel ao perigo de um esquema TN como poderemos verificar nos cap tulos subsequentes Quanto ao regime TT e TN a corrente de defeito perigosa podendo em TT 5A lt ly lt 50A e em TN 1kA lt lg lt 100kA A pot ncia envolvida sobretudo no regime TN consider vel e conv m agir o mais r pido poss vel desde os mais baixos n veis de corrente para limitar a energia dissipada f Rai dt Estas correntes de defeito s o eliminadas recorrendo a um aparelho diferencial no Riscos provenientes da falha de isolamento 9 caso do TT e recorrendo a aparelhos de sobreintensidades no caso do TN como verificaremos nos cap tulos subsequentes assim como quais os RN que melhor se adequam para estes locais com risco de inc ndio ou explos o 2 3 3
41. possibilidade elevada de modifica es 80 xiii 8 3 3 2 Instala es com incerteza no comportamento dos sistemas de terra 81 8 3 3 3 Presen a de equipamentos eletr nicos computadores aut matos Programa v IS se Jaraa EE ET ADO MA CRE Coe Gal coin t ocean inha aa Co RE UCA 82 8 4 Altera es a efetuar no caso de ser necess ria a mudan a do Regime de Neutro de uma instala o el trica j existente errar aneeaare near aaaaaannnaa 83 8 4 1 Caso de Mudan a do Sistema TT para TN 83 8 4 2 Caso de Mudan a do Sistema TT para IT 84 8 4 3 Caso de Mudan a do Sistema TN para TT 86 8 4 4 Caso de Mudan a do Sistema TN para IT 87 8 4 5 Caso de Mudan a do Sistema TN C para TN S 89 8 4 5 Caso de Mudan a do Sistema TN S para TN C 89 8 4 6 Caso de Mudan a do Sistema IT para TN 90 8 4 7 Caso de Mudan a do Sistema IT para TT 91 Capitulo sro aa cence an e a o on RA a A 93 CONCUSSA asi ivia Ati RR PRE RO CE RO ERRA RR baat PODRE a Aaa a E daa Eaa Iaa ROO 93 BIDIOgrATA sas aa ASIA Peer err peer err ere SAE ES AAA STS a GER a Sa 97 fa E a EEE ested asec TEE RR RE REED COMPRE sane TA Sheena eevee ee sedan Aenea Gee CR RR 99 A 1 Aplica o do Algoritmo rear aaaren na naarernaaaarennana 99 ANA e o ot o REE ERREI ERR RP E a E ETE ENE RO RP EIE ORE RODE ERRO ER 99 A 1 2 Carac
42. seletividade no corte torna mais f cil a coloca o em opera o Figura 8 11 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede com recetores com baixo n vel de isolamento Fluxograma para a escolha expedita do RN a utilizar 77 8 3 2 3 Instala o com numerosos recetores port teis monof sicos Natureza dos recetores Instala o com numerosos recetores port teis monof sicos Passo 1 Identificar finalidade da instala o el trica Passo 2 H imposi o RN do RN por escolhido lei norma Passo 3 Conhecer exig ncias do cliente final Passo 4 Ha necessidade de continuidade Sim de servico Passo 5 Nao Tem equipa Tem equipa de de Sim manutencao N o manuten o N o Sim Nenhum RN compat vel Nenhum RN Regime TT Regime TT ou devido compat vel 9 caracter stica TN S c DDR Preferir o TT pois embora n o garanta total continuidade o que melhor se adapta tendo em conta as caracter sticas impostas Devido seletividade no corte torna mais f cil a coloca o em opera o Figura 8 12 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma instala o com numerosos recetores port teis monof sicos 78 M todo para definir o Regime de Neutro de uma instala o BT 8 3 2 3 Recetores de risco por exemplo guinchos Natureza dos recetores Passo 1 Identi
43. subject in particular is based on the protection of people against indirect contacts This protection estimates that any defect that appears in an electric equipment originates the circulation of a chain that must be interrupted in a time that is compatible with the security of the people The measure of protection for cuts automatic of the feeding is based on the association of accomplishment or existence of a circuit defect mesh that it allows the circulation of a defect chain where the constitution of this mesh depends on the project of the earthings TT TN IT it cuts of this chain is accomplished by an appropriate device of protection in a time determined from the knowledge of the effects of the electric chain in the human body This dissertation finishes with the establishment of a manual technician of advice for designers of electric installations in low neutral tension on regimes of using Also a tool will be elaborated that will allow the consultation of the guide of the designer in electronic format program vii viii Agradecimentos A elabora o desta tese s foi poss vel gra as colabora o que v rias pessoas e institui es prestaram ao longo destes meses a quem quero expressar o meu maior e sincero agradecimento Em primeiro lugar quero agradecer ao meu orientador professor Doutor Ant nio Carlos Sep lveda Machado e Moura pela sua orienta o s bia aten o conselhos motiva o disponibilidade
44. 5 2 2 Causas de Falha de Isolamento ee eeeeceeececeeeceeeeeeeeeeeceeeeecaeeeeaaeeneaeeseeeesaeeesaeeeeneeees 6 2 3 Riscos provenientes da falha de isolamento rena 6 2 3 1 Risco do choque el trico no corpo humano rn 7 2 3 2 Risco de Inc ndio rare aearaa aaa aa naneanarra aaa anaaanas 8 2 3 3 Risco de n o Continuidade de Energia El trica 9 2 4 Contatos diretos e indiretos errar aaaea near acar renan naanana 10 2 4 1 Tens o de conato sia daha aia aa ar ais 10 2 4 2 Medidas de Prote o para Contatos Diretos renn nrnneen eee 11 2 4 3 Medidas de Prote o para Contatos Indiretos renren renees 12 Capitulo ss nt deito a Aten iil dO ei tas cal Ae aa RE a a ht ai shel 13 Regimes de NQUIO eei iataavi alien eaten ee atari aia 13 3 1 ni go o 5 o7 o ERRAR RR RA RAR NR RN PRP RREO Atal 13 3 2 Resist ncia e Capacidade de fuga entre cada Fase e a Terra 14 3 3 Regime de Neutro e Corrente de Defeito rrenan 15 3 4 SObrelensOCSy iat i ees aint aiae a vee beatae ake la dad 16 3 5 Regimes de Neutro Utilizados em Baixa Tens o 17 3 5 1 Esquema de Liga o TT sec eraraecaanasaacaanasaananataaa 17 3 5 2 Esquema de Liga o TN erre erarenr aerea naarenana 17 3 5 3 Esquema de Liga o IT
45. 5mA Estas correntes somam se se est o ligadas mesma fase Estas correntes anulam se mutuamente quando est o equilibradas soma vetorial e se os aparelhos estiverem ligados nas tr s fases Os aparelhos de controlo de isolamento por inje o de corrente cont nua s o afetados por estas correntes Neutro Isolado IT 51 Para que n o se produzam disparos intempestivos ver figura 6 3 sobretudo quando os aparelhos diferenciais t m um limiar de funcionamento baixo a corrente de fuga permanente n o pode ser superior a 0 17IAn no regime de neutro IT Zwn a Figura 6 3 Esquema IT A circula o de correntes capacitivas pode provocar disparos intempestivos dos aparelhos diferenciais Se houver um defeito na deriva o B o diferencial em Da que se encontra numa deriva o muito capacitiva com muitos filtros pode disparar em lugar de Dp 4 e A verifica o do disparo corte para dois defeitos simult neos deve ser efetuada se poss vel no estudo do projeto da rede atrav s de c lculos e obrigatoriamente quando a instala o se encontra em servi o e Os aparelhos recetores n o devem ter uma baixa resist ncia de isolamento sobretudo no caso de fornos de indu o soldadura com arco e no caso de os cabos da instala o serem muito velhos Uma baixa resist ncia de isolamento equivale a um defeito de isolamento permanente fazendo com que o aparelho de controlo de isolamento fique constantemente em alarme
46. Estas condi es fazem com que esta medida esteja limitada a um recetor Para o caso de m ltiplos recetores que s o alimentados por um transformador de separa o tem de respeitar as prescri es seguintes v As massas dos recetores devem estar interligadas atrav s de um condutor de prote o mas este n o deve ser ligado terra v As tomadas de liga o de recetores na instala o devem estar munidas de contato terra Este serve para permitir a liga o entre as v rias massas recetoras da instala o v Em caso de um duplo defeito de isolamento simult neo um dispositivo de prote o deve assegurar o corte de alimenta o nas mesmas condi es definidas para o regime IT 40 O Perigo de Contato Indireto em Cada Regime de Neutro v Utiliza o de material de classe II Tamb m conhecido como prote o de duplo isolamento utilizado na sua maior parte em equipamentos port teis empunh veis normalmente Esta medida consiste em aplicar um isolamento suplementar a um material el trico que j tenha isolamento funcional ver figura 5 7 Suprimindo assim a eventualidade de um risco de choque el trico Nenhuma parte condutora do material de duplo isolamento deve ser ligada ao condutor de prote o Parte ativa Isolamento funcional Isolamento suplementar Figura 5 7 Material de classe Il v Liga o equipotencial local sem liga o a terra Esta medida implica a liga o de todas as massas dos elemento
47. Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Regimes de Neutro em Redes e Instala es de BT Vantagens Inconvenientes para a Seguran a das Pessoas Bens e para a Explora o dos Sistemas Pedro Jorge Vieira Meireles VERS O FINAL Disserta o realizada no mbito do Mestrado Integrado em Engenharia Eletrot cnica e de Computadores Major Energia Orientador Prof Doutor Ant nio Carlos Sep lveda Machado e Moura Fevereiro 2012 O Pedro Jorge Vieira Meireles 2012 Resumo Esta disserta o tem como principal objetivo a conce o e implementa o de um algoritmo de sele o de regime de neutro em baixa tens o Este algoritmo permite selecionar qual o regime de neutro mais adequado a cada situa o de acordo com as vantagens e os inconvenientes que possam advir da utiliza o de cada um tendo em conta a situa o em que s o utilizados nomeadamente a natureza da instala o e da rede sempre com prioridade prote o de pessoas e bens assim como explora o do sistema Este algoritmo que funcionar como guia define o regime de neutro de uma instala o de baixa tens o tendo em considera o a imposi o ou recomenda o da legisla o em vigor aborda a eventual necessidade de uma an lise conjunta entre o utilizador final e o operador de rede para a verifica o de compatibilidade entre a instala o particular e o regime de neutro j estabelecido localmente ou a estabelecer que depender essencialm
48. Na Dana 65 8 2 Definir o Regime de Neutro de uma Instala o 66 8 3 Fluxograma para escolha expedita do RN a utilizar risco inc ndio explos o 68 8 3 1 Escolha do RN tendo em conta a NATUREZA DA REDE 69 8 3 1 1 Rede extensa com boas liga es terra 69 8 3 1 2 Rede extensa com m s liga es terra 70 8 3 1 3 Rede sujeita a perturba es sobretens es is 71 8 3 1 4 Rede com correntes de fuga elevadas gt 500MA 72 8 3 1 5 Rede com linhas a reas iraereeecaer ear anaaaaneaa 73 8 3 1 6 Rede com grupo de emerg ncia raras 74 8 3 2 Escolha do RN tendo em conta a NATUREZA DOS RECETORES 75 8 3 2 1 Recetores sens veis a grandes correntes de defeito 75 8 3 2 2 Recetores com baixo n vel de isolamento fornos aparelhos de soldar cozinhas industriais Jyunii ides ee aiarar ee Mite ainda ae sida da a Dana da das pa aan 76 8 3 2 3 Instala o com numerosos recetores port teis monof sicos 77 8 3 2 3 Recetores de risco por explo guinchos 78 8 3 2 4 Alimenta o de sistemas de controlo e comando 79 8 3 3 Escolha do RN tendo em conta OUTRAS CARATERISTICAS 80 8 3 3 1 Instala o com
49. Terra Em baixa tens o est sempre presente uma resist ncia de fuga entre cada uma das fases e a terra Admite se que uma rede est corretamente isolada quando a resist ncias de fuga Regime de Neutro e Corrente de Defeito 15 terra Ri R2 Rs s o pelo menos iguais a 1000 O V E numa situa o de correto isolamento admitido sempre que R R gt Rs R Tamb m necess rio ter em considera o a capacidade entre cada fase e terra C C2 C3 O valor proporcional ao comprimento dos cabos Em baixa tens o o valor da ordem de 0 25 uF por fase e por quil metro admitido sempre que C C2 C3 C Uma rede de baixa tens o sempre caracterizada por ver figura 3 2 e Uma resist ncia de isolamento R e Uma capacidade C entre cada uma das fases e a terra e Uma resist ncia de liga o do neutro terra de valor Ry e Uma resist ncia de liga o das massas terra de valor Ry Transformador e alimenta o Figura 3 2 Esquema equivalente de uma rede 1 3 3 Regime de Neutro e Corrente de Defeito Considerando uma rede trif sica de baixa tens o como a da figura 3 3 o regime de neutro depende do valor e da natureza da imped ncia Zyn sendo este a imped ncia de fixa o terra do neutro 1 e Se Zy pr xima de zero o neutro est ligado diretamente terra e Se Zn tem um valor extremamente elevado o neutro isolado ou fortemente impedante e Se Zy tem um valor baixo mas diferente de zer
50. a aerea 72 Figura 8 8 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede com linhas aereas amis san canis a atear cen a Geek danced each A Slice reek a rias aaa hace da a 73 Figura 8 9 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede com grupo de emerg ncia s suisaninias pesada shane ienaa Rodas pita e ca nla ge dad apa daN a efa ada dado ralada pap dane 74 Figura 8 10 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede com recetores sens veis a grandes correntes de defeito ecceccccesssececeeseeeeeesseeeesesaeeeseeaaes 75 Figura 8 11 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede com recetores com baixo n vel de isolamento eee 76 Figura 8 12 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma instala o com numerosos recetores port teis monof sicos eee 77 Figura 8 13 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede com recetores de TSO liar eee a eine deat he eel ea ee es 78 Figura 8 14 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta a alimenta o de sistemas de controlo e comando cratera aaaraaanaa 79 Figura 8 15 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma instala o com possibilidade levada de modifica es eee 80 Figura 8 16 Fluxograma para a sele o do r
51. a defeitos entre fases por exemplo disjuntores imperativo que em todas as disposi es seja facilitado o estabelecimento de uma corrente elevada no caso de um defeito de isolamento Num regime TN as massas do posto de transforma o o neutro as massas da instala o devem ligar mesma liga o de terra 1 ver figura 5 15 Deve ser instalado um aparelho de corte vis vel na origem da instala o 2 ver figura 5 15 A figura 5 15 mostra a disposi o de uma instala o do tipo TN sendo esta m nima obrigat ria M nimo obrigat rio A Repartir as conex es terra ao longo do condutor PEN ou PE B Distribuir o condutor PE ou PEN ao longo das fases C Conetar o borne de massa do recetor ao condutor PEN D Corte de alimenta o ao primeiro defeito de isolamento atrav s de dispositvos de prote o de defeitos entre fases por exemplo disjuntor E Separa o do neutro e do condutor de Ren 7 prote o quando 1 e As canaliza es s o amov veis e Sec o do neutro lt 1Omm se de cobre ou lt 16mm se de alum nio Figura 5 15 Disposi o de uma instala o TN m nimo obrigat rio 1 46 O Perigo de Contato Indireto em Cada Regime de Neutro Cap tulo 6 Vantagens Inconvenientes t cnicas de explora o e prote o de pessoas de cada Regime de Neutro 6 1 Introdu o Tendo em considera o o aspeto da prote o de pessoas os tr s regimes de neutro s o equivalent
52. aa E e aa bese 103 AA 3 0 Infantaria aaae eene daa aeree ar E a eaa aant e e ia aieas 103 A 1 3 7 Armaz m de produtos congelados de pequena dimens o 104 xiv A 1 3 8 Pistas de aeroporto ee eete eset eeeeee tesa aeeeeeeeaeeeeeeeaeeeeesaeeeeeseeeaeeeeeeeaeees 104 A 2 Esquema de liga es na instala o do utilizador final 105 A 2 1 Caso de Instala o TN S errar aaaeaaanee aerea aaar anne 105 A 2 2 Caso de Instala o TN C S errar aaeeeare near near nanaa 106 A 2 3 Gaso de Instala o TNQ riassunse aa nani a aue ha aa sin Eana iaa 107 A24 Cas de lnstala ao TT preserie a naa a aeaa E aara EE a Eaei 108 A25 Cas de InstalaGao Tiira a aaa a a aE Aaaa Ea Ra EAEan 109 Xv xvi Lista de figuras Figura 2 1 Efeitos da corrente no corpo humano em fun o do tempo 14 7 Figura 2 2 Disponibilidade de energia 6 raras 10 Figura 2 4 Contato direto 3 eecceeecceceneeeeeeeeeeeeceeeeeceaeseeaaeseeeeeeaeeeeaaeeseaeeseeeescaeesseaeeeeneeees 11 Figura 2 5 Contato indireto 3 e arreaaa aa aaeenaraa atas aaaaaanneaa 12 Figura 3 1 Exemplo de v rios regimes de neutro coexistindo na mesma instala o 6 14 Figura 3 2 Esquema equivalente de uma rede 1 15 Figura 3 3 Regime de neutro e corrente de defeito 1 16 Figura 3 4 Esque
53. adas terra O isolamento efetuado atrav s de materiais isolantes da dist ncia que pode necessitar de um isolamento a gases ou por linhas de fuga como o caso dos isoladores entre as linhas e apoio O isolamento caracteriza a performance de determinado isolante material assim sendo um isolamento caracterizado por tens es m ximas suport veis que s o aplicadas a equipamentos Uma instala o realizada conforme as regras e sendo os produtos empregues fabricados conforme as normas corre um risco muito baixo de falha de isolamento Este fato invertido medida que a instala o envelhece crescendo o risco medida que os anos avan am Tamb m s o causas de falha de isolamento a deteriora o mec nica do isolante aquando da instala o a deposi o de poeiras mais ou menos condutoras o desgaste t rmico do isolante provocado por temperatura elevada do clima harm nicos etc as for as eletrodin micas durante um curto circuito que al m de danificarem os cabos podem diminuir a dist ncia de isolamento entre os mesmos as sobretens es de manobra ou devidas a descargas atmosf ricas De um modo geral nos v rios regimes de neutro as falhas de isolamento ocorrem em modo comum entre condutores ativos e massa ou terra e principalmente nos recetores e cabos 2 3 Riscos provenientes da falha de isolamento Qualquer que seja a causa da falha de isolamento esta pode representar perigo para a vida das pessoas
54. ado valor A segunda letra indica a posi o relativa das massas dos aparelhos conetados instala o T Terra liga o das massas dos aparelhos de utiliza o terra terra de prote o N Neutro liga o das massas dos aparelhos de utiliza o ao neutro do transformador A terceira letra aplicada ao sistema TN que possui diversos subesquemas e indica como est o ligados o condutor neutro N e o condutor de prote o el trica PE C Combinado neutro e prote o el trica num s condutor PEN S Separado neutro e prote o el trica em condutores distintos A conjuga o das letras forma assim segundo as normas CEI 60364 tr s esquemas normalizados TT TN IT O esquema TN tem ainda diversos subesquemas que s o TN C TN S e TN C S neste ltimo trata se da combina o de TN C e TN S na mesma instala o onde apenas permitido a montagem TN S ficar a jusante da montagem TN C Cada regime de neutro pode ser aplicado numa instala o na sua totalidade mas numa mesma instala o podem coexistir os v rios esquemas ver figura 3 1 14 Regimes de Neutro Figura 3 1 Exemplo de v rios regimes de neutro coexistindo na mesma instala o 6 Para uma dada rede o regime de neutro desempenha um papel muito importante Ap s um defeito de isolamento ou um contato acidental entre uma fase e a terra o valor tomado pela corrente de defeito as tens es de contato e as sobretens es est o dire
55. adoras Para o projetista o estudo de um sistema TT mais simples mesmo ap s uma expans o O estudo de um sistema IT e de um sistema TN S s o de uma complexidade equivalente Quanto aos custos A instala o do sistema TN S a mais barata mas a manuten o e repara o j n o o s o A instala o do sistema IT um pouco mais cara devido ao material de controlo de isolamento e localiza o do defeito A procura de uma melhor disponibilidade de energia el trica exige pessoal qualificado para minimizar a repara o A instala o do sistema TT um pouco mais cara que a IT sobretudo se se instalarem v rios DDR seletivos mas a localiza o de defeitos simples e a repara o menos custosa que o TN 8 2 Definir o Regime de Neutro de uma Instala o Quando pretendemos efetuar a escolha do regime de neutro n o nos podemos esquecer que os tr s regimes de neutro TT IT TN podem coexistir numa mesma instala o el trica ver figura 8 1 e 8 2 Deste modo podemos garantir a obten o de uma melhor resposta s necessidades de seguran a e de disponibilidade Definir o Regime de Neutro de uma Instala o 67 Figura 8 1 Associa o em s rie dos v rios regimes de neutro numa instala o 7 Figura 8 2 Associa o em antena dos v rios regimes de neutro numa instala o 7 Seguidamente apresentam se os passos essenciais que devem ser seguidos para a escolha do regime de neutro
56. ar o borne de massa do recetor ao condutor PEN TN C Implementar a reparti o das liga es terra ao longo do condutor PEN TN C uma vez que necess rio garantir que se mantenha ao potencial da terra Quanto prote o de pessoas deve se garantir o corte de alimenta o ao primeiro defeito de isolamento atrav s de dispositivos de prote o de defeito entre fases por exemplo os disjuntores ou fus veis 90 M todo para definir o Regime de Neutro de uma instala o BT 8 4 6 Caso de Mudan a do Sistema IT para TN De IT Figura 8 28 Sistema IT esquema a esquerda e esquema b direita 1 Para TN Sistema TN S Sistema TN C S Figura 8 29 Sistema TN 8 Ligagao a terra do neutro do transformador ka Distribui o do neutro se n o se verificar e do condutor de prote o TN S ao longo da instala o quando Canaliza es s o amov veis Sec o do neutro lt 1 omm se de cobre ou lt 16mm se de alum nio Necessidade de prote o de recetor ou prote o contra risco de inc ndio explos o atrav s de aparelho diferencial Altera es a efetuar no caso de ser necess ria a mudan a do Regime de Neutro de 91 uma instala o el trica j existente No caso de n o se verificar o ponto anterior o condutor de neutro N deve estar distribu do ao longo da instala o passa a condutor PEN TN C e tera de ser dimensionado de modo a suportar
57. as correntes de defeito curto circuito Conetar o borne de massa do recetor ao condutor PEN TN C ou ao condutor PE TN S Implementar a reparti o das liga es terra ao longo do condutor PEN TN C ou ao longo do condutor PE TN S uma vez que necess rio garantir que se mantenha ao potencial da terra Quanto prote o de pessoas deve se garantir o corte de alimenta o ao primeiro defeito de isolamento atrav s de dispositivos de prote o de defeito entre fases por exemplo os disjuntores ou fus veis TN C TN S ou atrav s de aparelho diferencial TN S 8 4 7 Caso de Mudan a do Sistema IT para TT Figura 8 30 Sistema IT esquema a esquerda e esquema b direita 1 Para TT Li L3 Figura 8 31 Sistema TT 8 92 M todo para definir o Regime de Neutro de uma instala o BT P o Liga o terra do neutro do transformador Distribui o do condutor de neutro ao longo da instala o se ainda n o se verificar As massas met licas dos recetores s o ligadas diretamente terra ou feita uma liga o equipotencial entre as massas dos recetores e componentes met licos exteriores instala o el trica e ligados a um nico el trodo de terra Prote o diferencial cabe a da instala o com corte do circuito ao primeiro defeito de isolamento esta topologia m nima obrigat ria e n o garante seletividade para outros casos em que se garante seletividade ver
58. ca se o regime IT Se n o for poss vel alterar aplica se o regime TT que o que melhor se adapta situa o tendo em conta as restri es uma vez Aplica o do Algoritmo 103 que se for garantida seletividade apenas o circuito em defeito desligado continuando o resto da instala o em servi o A 1 3 2 Cl nica cir rgica De acordo com a CEI 60364 7 710 o regime de neutro para este caso o IT A 1 3 3 F brica pirot cnica De acordo com o fluxograma da sec o 8 3 o regime de neutro aplic vel tendo em conta todas as exig ncias e a caracter stica de perigo de inc ndio e explos o o TT De acordo com o fluxograma da sec o 8 3 1 2 rede extensa com m s liga es a terra o regime de neutro aplic vel tendo em conta todas as exig ncias e esta caracter stica o TT O regime de neutro aconselhado ent o o TT A 1 3 4 Cl nica veterin ria De acordo com o fluxograma da sec o 8 3 o regime de neutro aplic vel tendo em conta todas as exig ncias e caracter sticas o IT A 1 3 5 Infra Estrutura portu ria De acordo com o fluxograma da sec o 8 3 2 3 recetores de risco o regime de neutro aplic vel tendo em conta todas as exig ncias e esta caracter stica o TT De acordo com o fluxograma da sec o 8 3 1 3 rede sujeita a sobretens es o regime de neutro aplic vel tendo em conta todas as exig ncias e esta caracter stica o TT O Regime de neutro aconselhado ent
59. cia do Regime de Neutro 2 1 Introdu o O sistema trif sico de baixa tens o composto por 3 tens es simples as quais s o medidas entre cada uma das fases e o neutro ponto comum Em regime sim trico essas tens es est o desfasadas entre si de 120 e t m o valor de Uc v3 sendo o Uc a tens o composta verificada entre fases considerado como ponto neutro o ponto comum entre os tr s enrolamentos do secund rio do transformador quando montados em estrela podendo este ser acess vel ou n o distribu do ou n o Por raz es econ micas em m dia tens o o neutro n o distribu do O neutro criado novamente no ltimo transformador da rede de distribui o de baixa tens o Neste ltimo transformador o ponto de neutro pode ser ligado ou n o terra consistindo este fato no chamado regime de neutro A liga o do neutro terra permite proporcionar uma refer ncia comum para as tens es do sistema A terra apresenta em condi es normais o mesmo potencial em todos os pontos podendo ser considerada potencial neutro ou zero em rela o ao qual se medem todas as outras tens es O potencial de terra mant m se uniforme porque existe uma certa condutividade do solo a qual tende a uniformizar a distribui o de cargas eletrost ticas na sua superf cie Sob condi es impostas externamente como nuvens carregadas eletrostaticamente podem ocorrer acumula es de cargas sim tricas na terra fazendo assim com que o p
60. como as caracter sticas da natureza da rede e dos recetores que ser o conetados a essa instala o el trica S o todos estes fatores que influenciam e determinam a escolha do regime de neutro mais apropriado para a futura instala o el trica Atrav s da escolha acertada do regime de neutro teremos a m xima fiabilidade poss vel da instala o de acordo com as caracter sticas particulares que esta apresenta Nestas condi es a seguran a de pessoas e bens salvaguardada assim como a melhor explora o do sistema com o m nimo de falhas poss vel e O regime de neutro que melhor se adapta grande maioria das situa es tendo em conta as diferentes caracter sticas o TT ver tabela 7 1 Possui como vantagens o fato de n o ser necess ria equipa de manuten o n o serem colocados fora de servi o todos os circuitos da instala o em caso de defeito num dos circuitos se for garantida a seletividade da instala o Tamb m um regime que devido prote o obrigat ria por disjuntor diferencial de corrente residual comporta em caso de defeito correntes de defeito reduzidas o que permite 94 Conclus o aumentar a longevidade da instala o Possui uma grande facilidade de expans o comparativamente aos outros regimes Tendo em considera o o que foi dito e o fato de ser o regime que necessita de menor manuten o torna o bastante vantajoso A instala o em si um pouco mais cara que a IT principalmente se houver
61. cuito para permitir obter seletividade total Para a dete o de correntes de defeito baixas necess rio aparelhos diferenciais que s o mais caros quanto maior a sensibilidade Os recetores ou partes da instala o que s o a causa em condi es normais de correntes de defeito importantes devem ser objeto de medidas especiais para evitar os disparos intempestivos alimentar os recetores atrav s de transformadores de separa o ou utilizar dispositivos diferenciais com limiar de disparo elevado compat vel com a resist ncia de liga o terra das massas Este esquema provoca todos os inconvenientes e perigos de uma corrente elevada de fuga terra com danos e dist rbios que podem ser elevados O perigo para as pessoas durante o defeito pode ser elevado se n o for devidamente protegido podendo as tens es de contato que se desenvolvem ser elevadas Neutro Ligado Massa TN C e TN S 6 4 1 T cnicas de Explora o Corte ao primeiro defeito de isolamento 6 4 2 T cnicas de Prote o de Pessoas Liga o do neutro terra e liga o das massas ao neutro Corte ao primeiro defeito de isolamento por prote o contra sobreintensidades disjuntores ou fus veis 6 4 3 Vantagens O esquema TN C permite simplicidade e pode representar uma economia para a instala o suprimido um p lo na aparelhagem de corte j que de uma maneira geral o neutro n o pode ser cortado pois desempenha uma fun o
62. de potencial perigosa Paredes isolantes Obst culos isolantes Figura 5 9 Prote o por afastamento ou por interposi o de obst culos 3 5 5 2 Prote o com corte autom tico de alimenta o As medidas de prote o faladas anteriormente n o contemplam o corte autom tico de alimenta o As medidas de prote o com corte autom tico assentam sobre dois princ pios fundamentais sendo estes v Liga o terra de todas as massas de equipamentos el tricos e de todos os elementos condutores acess veis de uma instala o Duas massas ou uma massa e um elemento condutor simultaneamente acess veis devem estar ligados ao mesmo el trodo de terra Esta medida visa reduzir a probabilidade do aparecimento de uma tens o perigosa no contato entre duas massas simultaneamente acess veis v Coloca o fora de tens o de uma instala o ou parte desta quando se produz um defeito de isolamento Esta medida feita de modo a que uma pessoa n o seja submetida a uma tens o de contato Uc superior tens o m xima suport vel pelo corpo humano tendo em conta o local onde esta se d A escolha do dipositivo de prote o para uma determinada instala o depende do regime de neutro utilizado 42 O Perigo de Contato Indireto em Cada Regime de Neutro 5 5 2 1 Caso de uma Instala o com neutro isolado e massas terra IT A instala o de neutro isolado deve satisfazer obrigatoriamente os seguintes pontos v
63. de tratamento t rmico cujo isolamento mau e cuja explora o deve ser continua o regime de neutro isolado o que melhor se adapta nesta situa o dado que existe uma equipa de manuten o competente O forno deve ser alimentado atrav s de um transformador de enrolamentos separados com liga o da massa ao neutro local do secund rio e deste terra como mostra a figura 6 1 6 2 Liga o da massa do forno ao neutro do secund rio e deste terra Explora o Forno de em neutro tratamento isolado t rmico Figura 6 1 Exemplo de escolha de regime de neutro em BT 1 Neutro Isolado IT 6 2 1 T cnicas de Explora o Neste tipo de rede se houver uma falha fase terra somente provoca uma corrente baixa atrav s das capacidades fase terra das fases s s Sendo a corrente de defeito fase terra igual a I 3 x C x X V C a capacidade de uma fase em rela o terra w a frequ ncia angular da rede com w 2 xt x f V a tens o fase neutro A corrente de defeito pode ser mantida em princ pio por um longo per odo de tempo sem causar danos pois ultrapassa somente alguns amperes aproximadamente 2A por km para um cabo unipolar de 6kV com sec o de 150mm e capacidade de 0 63uF km Deste modo n o necess rio intervir para eliminar esta primeira falha o que confere a esta solu o a vantagem essencial de manter a continuidade de servi o Mas esta situa o tem consequ
64. do com o el trodo de terra das massas dos recetores necess rio instalar cabe a da instala o um dispositivo diferencial de corrente residual DDR 86 M todo para definir o Regime de Neutro de uma instala o BT 8 4 3 Caso de Mudan a do Sistema TN para TT De TN Sistema TN S Sistema TN C S Figura 8 22 Sistema TN 8 Para TT L1 L3 Figura 8 23 Sistema TT 8 O condutor PEN TN C passa a ser s condutor de neutro N O condutor de PE TN S suprimido As massas met licas dos recetores s o ligadas diretamente terra ou feita uma liga o equipotencial entre as massas dos recetores e componentes met licos exteriores instala o el trica e ligados a um nico el trodo de terra Altera es a efetuar no caso de ser necess ria a mudan a do Regime de Neutro de 87 uma instala o el trica j existente o Prote o diferencial cabe a da instala o com corte do circuito ao primeiro defeito de isolamento esta topologia m nima obrigat ria e n o garante seletividade para outros casos em que se garante seletividade ver sec o 5 5 2 2 i Prote o cl ssica para cada circuito 8 4 4 Caso de Mudan a do Sistema TN para IT De TN Sistema TN S Sistema TN C S Figura 8 24 Sistema TN 8 Para IT Figura 8 25 Sistema IT esquema a esquerda e esquema b direita 1 88 M todo para de
65. dor de BT no caso da instala o ser alimentada diretamente de um PT p blico 84 M todo para definir o Regime de Neutro de uma instala o BT ki Separa o do neutro e do condutor de prote o TN S quando Canaliza es s o amov veis Sec o do neutro lt 1 omm se de cobre ou lt 16mm se de alum nio Necessidade de prote o de recetor ou prote o contra risco de inc ndio explos o atrav s de aparelho diferencial na No caso de n o se verificar o ponto anterior o condutor de neutro N passa a condutor PEN TN C e ter de ser dimensionado de modo a suportar as correntes de defeito curto circuito na Conetar o borne de massa do recetor ao condutor PEN TN C ou ao condutor PE TN S oe Implementar a reparti o das liga es a terra ao longo do condutor PEN TN C ou ao longo do condutor PE TN S uma vez que necess rio garantir que se mantenha ao potencial da terra e Quanto prote o de pessoas deve se garantir o corte de alimenta o ao primeiro defeito de isolamento atrav s de dispositivos de prote o de defeito entre fases por exemplo os disjuntores ou fus veis TN C TN S ou atrav s de aparelho diferencial TN S 8 4 2 Caso de Mudan a do Sistema TT para IT De TT Li L3 Figura 8 20 Sistema TT 8 Para IT Figura 8 21 Sistema IT esquema a esquerda e esquema b direita 1 Altera es a efetuar no caso de ser necess ria a mudan a do
66. e As fugas capacitivas importantes na rede perturbam o controlo de isolamento atrav s do aparelho atr s referido provocando tamb m a circula o de correntes diferenciais suscept veis de provocarem o disparo intempestivo dos diferenciais Por esta raz o n o aconselhado que as redes sejam extensas e que tenham deriva es por exemplo para a alimenta o de energia de v rios edif cios separados uns dos outros e Instala o de limitadores de sobretens o e Necessidade de equipotencializar as massas de outra forma necessita de instala o de dispositivos diferenciais e Dif cil localiza o de defeitos no caso de redes extensas e Equipamentos dimensionados para tens o composta o que leva a um agravamento econ mico 52 Vantagens Inconven t cnicas de explora o e prote o de pessoas de cada RN e No caso de redes com alimenta o de emerg ncia independente da fonte de alimenta o que est em servi o deve ser assegurada a dete o do primeiro defeito de isolamento e o corte de alimenta o ap s o segundo defeito N o aconselh vel o controlo de isolamento simult neo nas posi es A e B ver figura 6 4 porque se influenciam mutuamente portanto necess rio impedir que funcionem ao mesmo tempo este impedimento pode ser atrav s de rel s ou atrav s de sistemas de controlo que utilizem interc mbio de informa o por meio de barramentos digitais e que adaptam automaticamente a configura o da rede
67. e o limiar de funcionamento do dispositivo de prote o instalado no m ximo igual a metade da corrente de defeito franco que circula numa instala o cujo regime de neutro seja TN Fase3 Fase2 Faset N diferencial de corrente residual gt Rn lt Dispositivo I J 7 Ru F Rm Figura 6 2 Utiliza o de dispositivos diferenciais para prote o de recetores 6 2 2 T cnicas de Prote o de Pessoas e Interliga o das massas e liga o terra e Vigilancia do primeiro defeito para controlo permanente de isolamento e Corte de alimenta o ao segundo defeito por aparelhos de prote o contra sobreintensidades disjuntores ou fus veis 50 Vantagens Inconven t cnicas de explora o e prote o de pessoas de cada RN 6 2 3 Vantagens e Assegura uma melhor continuidade de servi o durante a explora o pois a corrente de defeito ap s a primeira falha muito baixa o que possibilita o n o desligamento autom tico na primeira falha sendo a interrup o apenas necess ria no segundo defeito e A sinaliza o do primeiro defeito de isolamento a sua pesquisa e a sua elimina o permite uma preven o sistem tica contra o risco de eletrocuss o e Os aparelhos de controlo permitem vy Antecipar as interven es v A busca r pida do primeiro defeito de isolamento automatismo incluindo a dist ncia a que se encontram atrav s do controlo mediante barramentos de conex o digital
68. egime de neutro tendo em conta uma instala o com incerteza no comportamento do sistema de terras na 81 Figura 8 17 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede com presen a de equipamentos eletr nicos reatar aerea nana 82 Figura 8 18 Sistema TT 8 rir eearra near ra aaaaaa area aaar aa aaaraanneaaa 83 Figura 8 19 Sistema TN 8 ecccceeececeseeeeseeceeececeeeeeeeaeeeeaaeeaaaessaeeeeaaesaaaeeeaeesaeeeeaaeeseaaeeaes 83 Figura 8 20 Sistema TTF 8 cesses tei lene tense ieee 84 Figura 8 21 Sistema IT esquema a esquerda e esquema b direita 1 84 Figura 8 22 Sistema TN 8 a sae aaen araa aai aa a A aaa essi Tiana a ses tenses 86 Figura 8 23 Sistema TT 8 iisses pecvinecacdceussuecatncevadciebesscasbodecdcdunesqcuansasadicedsstedanssatactensencatndanagiaes 86 Figura 8 24 Sistema TN 8 c cceeesceceeeeeceeeeeeaeeeeeeecaeeeeeaeeseaeeseaeeeseaeeeseaeeeeeeeseeesenaeeseaeeeeaes 87 Figura 8 25 Sistema IT esquema a esquerda e esquema b direita 1 87 Figura 8 26 Sistema TN C S 1a sa pizaerastpnfiaa ths atveeiih aaa Oda na gua Ea Lda a du nas aaa SALA aaa ia 89 Figura 8 27 Sistema TN C 1 rr carraaearnaaanaa area anar aa anaraa nana 89 Figura 8 28 Sistema IT esquema a esquerda e esquema b direita 1 90 Figura 8 29 S
69. eito de isolamento cccccsseeeeenees 32 5 3 Perigo de Contato Indireto em Esquema de Liga o TT 34 5 4 Perigo de Contato Indireto em Esquema de Liga o TN 36 5 5 Prote o Contra Contatos Indiretos errar 38 5 5 1 Prote o sem corte de alimenta o rear 38 5 5 2 Prote o com corte autom tico de alimenta o 41 5 5 2 1 Caso de uma Instala o com neutro isolado e massas terra IT 42 5 5 2 2 Caso de uma Instala o com neutro ligado diretamente terra e massas terra TI E aee OR SAD RD QE SURG fee ane a ee 43 5 5 2 3 Caso de uma Instala o com neutro ligado diretamente terra e massas ao neutros TN ROEE EA EA amera area tas sina ea scans dera sad as SO panda da Lua o dani A A a 45 Cap tulo 6 ti toena e ras diogo ta mediana Dutra oh a aa ae aaa al chemi ADO a pl end Vi all qu 47 Vantagens Inconvenientes t cnicas de explora o e prote o de pessoas de cada Regime de ING U Ligo sega deer ea PTE OLD RODO PERES TEE E E PER RR IODO E O SRU URRE O PRE PODRE TON RR RR 47 6 1 IMPOdU O PEPEN E ETE E T E EE sentiodes E T sobe ET Starved 47 6 2 Neutro Isolado Ta a a aa aa aa a te aaea aaae a ala a bia 48 6 2 1 T cnicas de Explora o sseni aeiiaaie aaa aa a ra ean a Aaa 48 xii 6 2 2 T cnicas de Prote o de Pessoas reatar 49 6 2 3 Van
70. eito fisiol gico perigoso Curva b Transi o entre efeitos incipientes e efeitos sens veis Habitualmente nenhum dano org nico grave H alguma probabilidade de contra o muscular e de dificuldades respirat rias assim como de transtornos revers veis ao n vel do cora o Transi o entre n o exist ncia e exist ncia de risco de fibrila o Curva c1 ventricular O Jl P ili fibrila icular inferi Vo Zona AC 4 1 robabilidade de fibrila o ventricular inferior a 5 AG 4 2 Probabilidade de fibrila o ventricular inferior a 50 Para al m dos efeitos indicados para a zona AC 3 podem ocorrer NE queimaduras mais ou menos graves paragem respirat ria e card aca e ona AC risco de fibrila o ventricular Probabilidade de fibrila o ventricular superior a 50 2 3 2 Risco de Inc ndio As instala es poder o ficar sujeitas quando submetidas a situa es anormais de explora o a situa es de sobretens es sobreintensidades correntes de fuga e pontos fracos de contato Se um inc ndio se der as consequ ncias poder o ser irrevers veis pelo que este tamb m um fator importante a ter em considera o aquando do projeto da instala o el trica Para se dar um inc ndio basta ocorrer um dos casos anteriormente citados que de um modo geral tem como consequ ncia o aquecimento excessivo de um cabo
71. em Esquema de Liga o TT Na presen a de um defeito de isolamento num recetor de uma instala o desenvolve se uma corrente de defeito que sendo o el trodo de terra do neutro e o el trodo de terra das massas separados ou seja n o interligados essa corrente de defeito limitada pelas resist ncias desses mesmos el trodos de terra ver figura 5 3 V 5 10 D Ry Ry V a tens o simples da rede Supondo Ry 100 e Ry 150 vem que 230 9 5 11 aoe ony As massas interconetadas apresentam uma tensao de contato igual a Ue Ry X Ip 15 x 9 2 138V 5 12 Sendo uma tens o perigosa que imp e o corte imediato da alimenta o a fim de salvaguardar a seguran a de qualquer pessoa que entre em contato com qualquer das massas dos aparelhos Perigo de Contato Indireto em Esquema de Liga o TT 35 A tens o que aparece entre duas massas vizinhas m e Mp igual a Uca Zpg X Ip 5 13 Sendo o tro o DE constitu do por um cabo de cobre com 50m de comprimento e sec o de 50mm p 21 56 x 10730 mm m ent o Zpe 21 56 x 10730 Assim sendo Uc 21 56 x 1073 x 9 2 0 198V 0 2V 5 14 Este potencial n o representa qualquer perigo para um contato acidental entre as 2 massas m Mo A massa ms visto n o estar interligada com as outras n o sofre qualquer subida de potencial na sua massa Se o el trodo de terra do neutro e o el trodo de terra das massas forem interligadas a corrente de
72. ente da natureza das cargas el tricas da necessidade de continuidade de servi o pretendida e do limite do n vel de perturba o imposto pelos equipamentos mais sens veis da rede O algoritmo tem em considera o os crit rios de seguran a propostos pela CEI 60364 Comiss o Eletrot cnica Internacional RTIEBT Regras T cnicas das Instala es El tricas de Baixa Tens o O crit rio de seguran a das normas anteriormente mencionadas e para o caso deste tema em particular baseiam se na prote o de pessoas contra contatos indiretos Esta prote o pressup e que qualquer defeito que surja num equipamento el trico origina a circula o de uma corrente que deve ser interrompida num tempo que seja compat vel com a seguran a das pessoas A medida de prote o por corte autom tico da alimenta o baseia se na associa o de realiza o ou exist ncia de um circuito malha de defeito que permite a circula o de uma corrente de defeito onde a constitui o desta malha depende do esquema das liga es terra TT TN IT o corte dessa corrente seja efetuado por um dispositivo de prote o apropriado num tempo determinado a partir do conhecimento dos efeitos da corrente el trica no corpo humano Esta disserta o termina com o estabelecimento de um manual t cnico de aconselhamento para projetistas de instala es el tricas em baixa tens o sobre regimes de neutro a utilizar Tamb m ser elaborada uma ferramenta que permit
73. ente el trica que podem ter v rios graus de gravidade ver figura e tabela 2 1 A imped ncia do corpo humano como foi dito anteriormente varia conforme o ambiente em que se insere h mido seco molhado A tens o de seguran a CA que deve ser salvaguardada para cada um dos casos U 50V para locais h midos e secos e U 25V locais molhados U 12V para piscinas Para locais h midos e secos o tempo m ximo de corte do dispositivo de prote o definido nas normas para U 50V de 5s e quanto maior a tens o de contato Uc em rela o a UL menor ter de ser o tempo m ximo de corte do dispositivo Para locais molhados e para U 25V o tempo maximo de corte definido nas normas de 5s e quanto maior o Uc em rela o a U menor ter de ser o tempo de corte Para Uc lt U a tens o Uc suportada sem riscos em perman ncia t no entanto as normas exigem que os aparelhos de prote o atuem num tempo inferior a 5s garantindo assim uma seguran a acrescida ms 10000 000 gt 2000 1000 500 Dura o da Corrente de fuga 0 1 0 2 0 5 7 2 5 10 20 50 100 200 500 7000 2000 5000 10000 mA Corrente de fuga Figura 2 1 Efeitos da corrente no corpo humano em fun o do tempo 14 8 Import ncia do Regime de Neutro Tabela 2 1 Descri o da figura 2 1 Zona AC 1 Habitualmente nenhuma rea o Zona AC 2 Habitualmente nenhum ef
74. es Considerando outros aspetos alguns deles j falados nos cap tulos anteriores necess rio ponderar sobre qual o melhor regime de neutro a adotar Os seguintes pontos descrevem sobre as situa es que determinam a escolha do regime e Leis regras que imp em determinado regime e da escolha do utilizador se este for alimentado por um transformador MT BT utilizador em baixa tens o ou se possuir a sua pr pria fonte de energia ou um transformador BT BT Quando o utilizador livre de escolher a defini o do regime resultar do acordo entre este e o projetista da rede levando a que o Em primeiro lugar se tome em considera o a obrigatoriedade de exist ncia ou n o de continuidade de servi o e sobre as condi es de explora o se h ou n o pessoal t cnico respons vel pelo servi o de explora o se a manuten o est entregue a uma companhia exterior etc o Em segundo lugar deve ter sido em conta as caracter sticas particulares da rede e dos recetores Em certos casos devido natureza dos recetores pode ser necess rio fazer coexistir na mesma instala o dois regimes de neutro distintos Nesta situa o tamb m necess rio cortar a alimenta o da rede sendo ent o necess rio que cada grupo de recetores seja alimentado atrav s de um transformador de isolamento 48 Vantagens Inconven t cnicas de explora o e prote o de pessoas de cada RN Tomando como exemplo a alimenta o de um forno
75. ficar finalidade da instala o el trica Passo 2 H imposi o do RN por lei norma RN escolhido Passo 3 Conhecer exig ncias do cliente final Passo 4 Ha necessidade de continuidade Sim de servico Nao Passo 5 Tem equipa Tem equipa de de Sim manutencao N o manuten o N o Sim Nenhum RN compat vel aa do Nenhum RN Regime TT Regime TT ou caracteristica compativel TN da rede Preferir o TT pois embora n o garanta total continuidade o que melhor se adapta tendo em conta as caracter sticas impostas Devido seletividade no corte torna mais f cil a coloca o em opera o Figura 8 13 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede com recetores de risco Fluxograma para a escolha expedita do RN a utilizar 79 8 3 2 4 Alimenta o de sistemas de controlo e comando Natureza dos recetores Alimenta o de sistemas de controlo e comando Passo 1 Identificar finalidade da instala o el trica Passo 2 H imposi o do RN por lei norma RN escolhido Passo 3 Conhecer exig ncias do cliente final Passo 4 Ha necessidade de continuidade Sim de servi o Passo 5 Tem equipa Tem equipa de de Sim manuten o N o manuten o Sim Nenhum RN Regime IT compat vel Regime TT Regime TT
76. finir o Regime de Neutro de uma instala o BT Nota Transformar no sistema IT do esquema a o qual permite a localiza o de defeito por abertura sucessiva de circuitos da instala o O neutro do transformador tem de ser isolado O condutor PEN TN C passa a ser o neutro N ou suprime se o condutor PE TN S Incluir limitador de sobretens es 1 ver esquema a Incluir aparelho de controlo permanente de isolamento e de sinaliza o do primeiro defeito 2 ver esquema a Incluir corte de energia quando se d o segundo defeito prote o cl ssica 3 ver esquema a Se o neutro for distribu do deve obrigatoriamente ser protegido As massas met licas dos recetores s o ligadas diretamente terra ou feita uma liga o equipotencial entre as massas dos recetores e componentes met licos exteriores instala o el trica e ligados a um nico el trodo de terra Transformar no sistema IT do esquema b o qual permite a localiza o de defeito sem corte dos circuitos atrav s de dispositivo de procura de defeito sob tens o Al m de incluir os mesmos pontos que em A deve possuir ainda Gerador a 4Hz 4 ver esquema b Toro de refer ncia 5 ver esquema b Recetor a 4Hz com comutador de selec o 6 ver esquema b Toro com sistema port til 7 ver esquema b Pin a amperim trica 8 ver esquema b Recetor port til a 4Hz 9 ver esquema b Se o el trodo de terra do post
77. ia da fonte deve ser Neutro Ligado Massa TN C e TN S 57 suficientemente reduzida sendo desaconselh vel o sistema TN em instala es com alternador ou transformador em estrela estrela Requer a instala o de el trodos de terra em intervalos regulares ao longo da instala o No caso de elevada corrente de defeito monof sico esta provoca elevados esfor os eletrodin micos e t rmicos sobre os condutores redu o da vida til dos disjuntores possibilidade de destrui o do isolamento contornamento das cadeias de isoladores aparecimento de fen menos de indu o eletromagn tica sobre as linhas de telecomunica es Sendo a maior parte dos defeitos de car ter fugitivo com elimina o atrav s de religa o a qualidade de servi o fica penalizada 58 Vantagens Inconven t cnicas de explora o e prote o de pessoas de cada RN 6 5 Compara o entre os v rios Regimes de Neutro Tabela 6 1 Compara o entre os v rios regimes de neutro IT 1 IT 2 TN S TN C TT Comentarios eU pr ximo de zero ap s 1 defeito no IT e De pessoas contra contatos eSe as regras o forem cumpridas indiretos todos os RN s o id nticos na prote o de pessoas le TN C proibido e Inc ndio c diferencial e Equivalente para todos os RN em que permitido a utiliza o de DDR e Explos o c diferencial e IT o nico que Ap s 1 defeito E E con
78. iado n mero de fatores a tomar em considera o no momento de decis o do regime a selecionar sele o essa que se for apropriada pode ser sin nimo de economia prote o aumentada dos bens e at das pessoas garantindo simultaneamente disponibilidade m xima uma maior fiabilidade e a satisfa o do cliente Ainda no cap tulo 8 sec o 8 4 foi elaborado um guia complementar para altera o do regime de neutro de uma instala o el trica j existente sendo abordadas as altera es pr ticas necess rias efetuar para cada caso altera es m nimas obrigat rias Foram ainda elaborados esquemas de liga o na instala o do consumidor final que se encontram no anexo A 2 que permitem ajudar o projetista a perceber as liga es que dever o existir em cada RN Bibliografia 1 SOLIGNAC G rard Guide de l ing nierie lectrique des r seaux internes d usines Technique amp Documentation Lavoisiere amp Doc Electra Ouvrage r alis par un groupe anim par G rard Solignac 1990 2 http paginas fe up pt arminio cie apontamentos html Concep o de Instala es El tricas Prote o de Pessoas acedido em Novembro de 2012 3 Tison Etienne Electrical installation guide 2010 According to IEC international standards Schneider Electric 2010 4 Jullien Fran ois Heritier Isabelle Cuaderno T cnico n 178 El esquema IT neutro aislado de los esquemas de conexi n a tierra BT
79. ir a consulta do guia do projetista em formato eletr nico programa vi Abstract This work has as main purpose the conception and implementation of an algorithm for selection of the neutral at low voltage This algorithm allows the selection of the most appropriate scheme neutral to each situation according to the advantages and disadvantages that may arise from the use of each one taking into account the situation in which they are used namely the nature of the installation and the network always with priority to the protection of persons and property as well as the operation of the system This algorithm that will function as guide defines the neutral regimen of an installation considering the imposition or recommendation of the legislation discusses the possible need for a joint analysis between the client and the network operator to check compatibility between the particular installation and the regimen of neutral already established locally or to establish that it will depend essentially on the nature of electric loads the necessity of intended continuity of service and of the limit of the disturbance level tax for the equipment most sensitive of the net The algorithm has in consideration the criteria of security proposed by CEI 60364 International Electrotechnical Commission RTIEBT Regras T cnicas de Instala es El tricas de Baixa Tens o The criterion of security of the norms previously mentioned and for the case of this
80. istema TN 8 sa sa amigos reias ciel a ne ert rere Da 90 Figura 8 30 Sistema IT esquema a esquerda e esquema b direita 1 91 xviii Figura 8 31 Sistema TT 8 P PE EA EEA E E TEE E E E E 91 Figura A 1 Sistema TN S monof sico na instala o do utilizador final 105 Figura A 2 Sistema TN C S monof sico na instala o do utilizador final 106 Figura A 3 Sistema TN C monof sico na instala o do utilizador final 107 Figura A 4 Sistema TT monof sico na instala o do utilizador final 108 Figura A 5 Sistema IT esquema a esquerda e esquema b direita 1 109 xix XX Lista de tabelas Tabela 2 1 Descri o da figura 2 1 a ES EIA T ORA 8 Tabela 6 1 Compara o entre os v rios regimes de Neutro ceeeseeeeesteceeeesteeeeeeneeeessnaes 58 Tabela 7 1 Compatibilidade entre caracter sticas da rede e os diferentes RN 61 xxi xxii Abreviaturas e S mbolos Lista de Abreviaturas BT CEM PEN PE CPI AC ou CA DC DDR IEC MDT MUT MT TT TN TN C TN S Baixa Tens o Compatibilidade Eletromagn tica Condutor de neutro com fun o de prote o Condutor de prote o El trica Controlador Permanente de Isolamento Corrente Alternada Corrente Cont nua Dis
81. ito baixas e n o far o disparar os dispositivos de prote o entre fases disjuntor ou fus veis Neste caso necess rio um dispositivo de prote o diferencial Quando o el trodo de terra do neutro e o el trodo de terra das massas se interligam as correntes de defeito s o mais elevadas Como nenhuma das disposi es anteriores obrigat ria neste regime independente do tipo pelo qual se opte n o poss vel afirmar que o dispositivo de prote o contra defeitos entre fases atue Assim torna se obrigat rio o uso de um dispositivo de prote o diferencial ra ver figura 5 4 t Dispositivo de prote o diferencial El trodo Interliga o de terra ame ums do ou n o neutro Ry Ru Eletrodo de terra H das massas de utiliza o Figura 5 4 Prote o por dispositivo diferencial Esquema TT 1 5 4 Perigo de Contato Indireto em Esquema de Liga o TN O princ pio deste regime de neutro TN passa por ligar as massas dos recetores ao neutro provocando em caso de defeito um curto circuito monof sico entre fase e neutro A imped ncia deve se apenas ao anel de defeito que se estabelece em caso de defeito de isolamento sendo no caso do exemplo o anel Z ABCDEF ver figura 5 5 Perigo de Contato Indireto em Esquema de Liga o TN 37 Estrutura met lica Solo Potencial zero Rn Resist ncia de liga o do neutro a terra Rs Resist ncia do solo UC
82. juntor Diferencial de Corrente Residual Disponibilidade ndice de Prote o International Electrotechnical Commission Mean Down Time Tempo m dio de falha Mean Up Time Tempo m dio de bom funcionamento M dia Tens o Neutro do transformador ligado Terra e massas Terra Neutro do transformador ligado Terra e massas ligadas ao Neutro Neutro do transformador ligado Terra e massas ligadas ao Neutro desempenhando este a fun o de prote o el trica Neutro do transformador ligado Terra e massas ligadas ao Neutro existindo um condutor de prote o el trica distribu do xxiii IT PT RN RTIEBT TRS Lista de S mbolos Cy C2 C3 lan w f Z Zn I laou l Repiderme Rm Ry Ra Reorpo Rinterna R Ro R3 p t Uc UL Neutro do transformador Isolado e massas ligadas Terra Posto de Transforma o Regime de Neutro Regras T cnicas de Instala es El tricas de Baixa Tens o Tens o Reduzida de Seguran a Capacidade entre cada fase e a terra F Corrente diferencial limiar de funcionamento do diferencial Frequ ncia angular da rede 2 11 f rad s Frequ ncia el trica Hz Imped ncia 0 Imped ncia de liga o do neutro terra O Intensidade de corrente A Intensidade de corrente de defeito A Resist ncia da epiderme 0 Resist ncia de liga o da Massa terra Q Resist ncia de liga o do Neutro terra Q Resist ncia do circui
83. l ou superior a 250kQ Dando se um defeito de isolamento numa das fases a corrente de defeito limitada pela resist ncia Ru e pela imped ncia apresentada pelos condutores relativamente terra Supondo uma rede com condutores de 10km de extens o a capacidade entre fase e terra de 2 5uF a corrente de defeito toma o valor de k 3 C w V 542mMA Vsmples 230V 5 1 A influ ncia de Rm em compara o com a imped ncia das capacidades fase terra negligenci vel Se Ry 100 as massas interligadas apresentam um potencial Uc Ru Ip 10 x 0 52 5 2V UC e UC 5 2V 5 2 32 O Perigo de Contato Indireto em Cada Regime de Neutro Este potencial n o apresenta perigo Como as massas est o interligadas n o h tens o entre duas massas vizinhas simultaneamente acess veis UC e UCs OV O aumento do potencial de uma massa afastada n o interligada nulo UC3 0V Uma rede mesmo sendo extensa n o apresenta perigo em presen a de um 1 defeito de isolamento A explora o da instala o pode continuar a ser feita no entanto o defeito tem de ser sinalizado e investigado Solo Potencial zero Rn Resist ncia de liga o do neutro terra Ru Resist ncia de liga o de terra das massas Rs Resist ncia do solo Rms Resist ncia de liga o de terra da massa afastada e n o interligada I Corrente de defeito C1 C2 C3 Capacidade fase terra UC UC2 UCs UCs UCs Tens o de contato Figura 5 1
84. ma de liga o TT 1 rear aarenna aereas 17 Figura 3 5 Esquema de liga o TN C S atra iaecarea near naaaaanneaa 18 Figura 3 6 Esquema de liga o TN C 1 errantes 19 Figura 3 7 Esquema de liga o TN S 1 eee earraaaaaaaneaa 19 Figura 3 8 Esquema de liga o IT 1 reatar naaren raras 21 Figura 4 1 Rede perfeitamente isolada contato com a fase 1 1 24 Figura 4 2 Rede apresentando um defeito de isolamento na fase 1 1 25 Figura 4 3 Contato com o condutor de neutro 1 serena 25 Figura 4 4 Caso de uma rede bem isolada 1 reatar 26 Figura 4 5 Caso de uma rede com defeito de isolamento 1 26 Figura 4 6 Caso de um contato direto com o neutro 1 esn nesn nesr nernesnnssrnens 27 Figura 4 7 Prote o de contatos diretos por dispositivo diferencial 1 29 Figura 5 1 Tens o de contato numa rede de neutro isolado ap s o primeiro defeito de isolamento il biz sshcec ns ecg cay ad ag E Es d A Ras enagay dans E eagle sb ainda ASS UR prada 32 Figura 5 2 Tens o de contato numa rede de neutro isolado ap s o segundo defeito de isolam nto 1 sieten ies eda hae chat deed a Mave Steeda a a Soraia tes TER dg ane 34 Figura 5 3 Tens o de contato ap s o primeiro defeito de isolamento 1 35 Figura 5 4 Prote o por dispositivo diferencial Esquema TT 1 36 Figura 5 5 Tens o
85. ncias Vigil ncia permanente do isolamento Sinaliza o do primeiro defeito de isolamento atrav s de um dispositivo de monitoriza o de isolamento ou por uma prote o de sobretens o residual Neutro Isolado IT 49 Pesquisa e elimina o do primeiro defeito obrigat ria por pessoal competente Sea primeira falha n o for eliminada ao ocorrer uma segunda falha em outra fase haver um curto circuito bif sico terra o qual ser eliminado pelas prote es de fase sendo este corte obrigat rio O corte obtido por dispositivos que asseguram a prote o contra os defeitos entre fases por exemplo os disjuntores necess rio que a corrente de defeito que se desenvolva seja suficientemente elevada para fazer atuar estes dispositivos Por isso recomendado na medida do poss vel que sejam interligadas todas as massas de uma mesma instala o de modo a reduzir as imped ncias dos an is de defeito No caso de uma massa situada longe e que n o possua interliga o as correntes de defeito que se possam originar em caso de defeito de isolamento podem n o ser capazes de fazer funcionar os dispositivos de prote o Neste caso s o utilizados os dispositivos de prote o diferencial residual ver figura 6 2 Este montado a montante do recetor ou grupo de recetores cujas massas n o s o interligadas s massas de outros receptores admitido na pr tica que a prote o aquando do segundo defeito assegurada s
86. nde haja risco de inc ndio ou de explos o e Vigil ncia por pessoal qualificado consciente das consequ ncias de qualquer modifica o indevida da instala o relativamente s condi es estabelecidas quando da elabora o do respetivo projeto e A economia realizada na instala o ser por vezes compensada por despesas suplementares de estudo e de explora o e N o pode coexistir com o regime TT ver figura 6 6 Ao ocorrer um defeito na massa M ligada diretamente terra pode fazer elevar o potencial do condutor de neutro da instala o e como consequ ncia elevar o potencial de todas as outras massas M e M 56 Vantagens Inconven t cnicas de explora o e prote o de pessoas de cada RN Up 132V w 280 23 A 6 4 Figura 6 6 Problem tica da exist ncia simult nea numa instala o do regime TT e regime TN C 5 e Se houver probabilidade do condutor neutro prote o no esquema TN C ser cortado acidentalmente ou sempre que haja necessidade de garantir uma prote o suplementar por dispositivos diferenciais dever utilizar se o esquema TN S o qual implica mais um condutor de prote o separado do condutor de neutro e Oesquema TN C implica a utiliza o de canaliza es fixas e r gidas e O esquema TN C necessita de liga es terra uniformemente repartidas por toda a instala o de modo a manter o condutor de prote o ao potencial terra e A verifica o do dis
87. ndo nesse caso necess rio se poss vel alterar alguma ou algumas caracter sticas de modo a torn las compat veis com um RN que se torne aconselhado Caso n o seja poss vel a compatibilidade entre caracter sticas necess ria a escolha de um RN que melhor se adeque s mesmas A elabora o do guia do projetista cap tulo 8 permite assim de uma forma simples e pr tica gra as constru o dos fluxogramas o aconselhamento do regime de neutro RN que melhor se adequa a uma dada situa o O regime aconselhado pelos fluxogramas do guia permite a m xima continuidade de servi o disponibilidade de acordo com as condi es e caracter sticas exigidas assim como a m xima seguran a das pessoas e bens Deste modo poss vel economizar devido redu o de n o disponibilidade de energia A n o continuidade 96 Conclus o obriga a custos de n o produ o ou a custos de perdas de bens por exemplo mantimentos em arcas congeladoras que podem ser causados pela escolha inadequada do regime de neutro custos estes que podem ser avultados No caso de clinicas operat rias o regime IT obrigat rio garantindo a continuidade A escolha inadequada pode tamb m colocar em risco os bens existentes no local da instala o at mesmo os pr prios recetores da instala o el trica e pessoas que estejam nesse local basta por exemplo que o local seja prop cio ao risco de inc ndio ou explos o H assim um var
88. nt rio Tipo de recetores e Aparelhagem de uso dom stico Exig ncias e recursos do cliente e N o tem equipa de manuten o e N o exigida continuidade de servi o Caracter sticas relevantes e Rede a rea e Forno industrial com baixo isolamento 102 Anexos A 1 2 7 Armaz m de produtos congelados de pequena dimens o Tipo de recetores e Arcas congeladoras e frigor ficas Exig ncias e recursos do cliente e Nao tem equipa de manuten o e exigida continuidade de servi o Caracter sticas relevantes e Rede extensa com boas liga es terra A 1 2 8 Pistas de aeroporto Tipo de recetores e Aparelhagem de comando e controlo Exig ncias e recursos do cliente e Tem equipa de manuten o e exigida continuidade de servi o Caracter sticas relevantes e Nao apresenta A 1 3 Escolha do Regime de Neutro A 1 3 1 Edif cio de escrit rios de apoio ao cliente De acordo com o fluxograma 8 3 3 3 presen a de equipamentos eletr nicos o regime de neutro aplic vel tendo em conta todas as exig ncias e esta caracter stica o IT De acordo com o fluxograma 8 3 1 1 rede extensa com boas liga es terra o regime de neutro aplic vel dado pelo fluxograma Nenhum RN compat vel devido caracter stica da rede Neste caso se for poss vel alterar esta caracter stica que impossibilita a utiliza o do regime IT fica resolvida a situa o e apli
89. ntre a tens o simples e a tens o composta da rede ver figura 4 5 Existem dois casos limite No caso de n o haver defeito de isolamento a pessoa que entre em contato com uma das fases sas fica sujeita a uma tens o simples No caso de haver defeito franco de isolamento uma pessoa que entre em contato com uma das fases s s estar submetido a uma tens o composta e Va Fase 3 Wi Ro Ra gt 0 25M2 Ry Roe Ra Figura 4 5 Caso de uma rede com defeito de isolamento 1 Perigo de Contato Direto em Esquema de Liga o TT ou TN 27 4 3 3 Caso de um contato direto com o neutro Na aus ncia de defeito de isolamento em qualquer uma das fases o neutro est ao potencial da terra Qualquer pessoa que entre em contato com este n o estar sujeita a nenhuma diferen a de potencial Se uma das fases apresentar um defeito de isolamento uma corrente estabelece se entre a terra e o ponto de neutro e assim aumentado a um potencial Vy O valor de eleva o do potencial do ponto de neutro vai depender da resist ncia de liga o a terra do neutro Ry e da resist ncia do defeito Qualquer pessoa que entre em contato com o neutro nesta situa o estar no m ximo sujeita tens o simples ver figura 4 6 Assim este tipo de regime de neutro TN exige que haja liga o terra ao longo do condutor PE e PEN a fim de o manter ao potencial de terra e evitar o aumento do potencial de terra nas massas do
90. o de contato direto e indireto Neste cap tulo pretende se descrever os perigos do contato direto em cada um dos regimes de neutro normalizados para baixa tens o TT TN IT 4 2 Perigo de Contato Direto em Esquema de Liga o IT Quando se d um contato direto de uma pessoa com uma fase a corrente que suscet vel de atravessar o corpo humano fecha se pelas resist ncias de isolamento e pelas capacidades entre os condutores e a terra das outras duas fases O homem vai estar sujeito a uma corrente que depende diretamente da resist ncia de isolamento e da capacidade entre as outras duas fases e a terra 4 2 1 Caso de uma rede isolada e de pequena extens o As capacidades fase terra s o muito pequenas e as resist ncias de isolamento tomam um valor importante Nesta situa o a corrente suscet vel de percorrer o corpo humano no caso de um contato direto muito pequena e sem perigo Este aspeto puramente te rico quando consideramos por exemplo para uma tens o de 400V entre fases uma capacidade de 0 124F correspondendo a um cabo de baixa tens o com comprimento igual a 500m a corrente que percorre uma resist ncia representativa do corpo humano 20000 de 26mA ver figura 4 1 Verificamos que uma rede mesmo sendo pouco extensa considerada como perigosa 24 O Perigo do Contato Direto em Cada Regime de Neutro Isolar o neutro n o pode em caso algum ser considerado uma medida de prote o a adotar na prote
91. o de transforma o n o estiver interligado com o el trodo de terra das massas dos recetores necess rio instalar cabe a da instala o um dispositivo diferencial de corrente residual DDR Altera es a efetuar no caso de ser necess ria a mudan a do Regime de Neutro de 89 uma instala o el trica j existente 8 4 5 Caso de Mudan a do Sistema TN C para TN S Sistema TN C S Figura 8 26 Sistema TN C S 1 O condutor PEN derivado e formado o condutor PE Prote o el trica e o condutor N Neutro podem coexistir os dois RN por esta esta ordem TN C S na mesma instala o As massas met licas dos recetores s o conetadas entre si e ligadas terra ou s o ligados individualmente diretamente terra Utiliza o de prote o diferencial para a prote o dos recetores individualmente ou conjuntos de recetores Tamb m poss vel a prote o por aparelho contra sobreintensidades 8 4 5 Caso de Mudan a do Sistema TN S para TN C Sistema TN C Figura 8 27 Sistema TN C 1 Supondo a exist ncia de uma instala o TN S a qual pretendemos transformar em TN C devemos n o deve existir simultaneamente o TN S seguido do TN C pelo que esta mudan a de RN sup e a elimina o do TN S O condutor PE deve ser eliminado e o condutor neutro passa a condutor PEN TN C e ter de ser dimensionado de modo a suportar as correntes de defeito curto circuito Conet
92. o diz se que o neutro impedante A imped ncia pode ser uma resist ncia ou uma reat ncia Na aus ncia de defeito uma corrente baixa percorre as resist ncias e as capacidades de fuga Nenhuma corrente circula atrav s da imped ncia Zn sendo Vy Zy X ly 0 3 1 16 Regimes de Neutro Entende se por resist ncias cada uma das resist ncias de isolamento de cada condutor de fase e por capacidades a capacidade de cada condutor de fase em rela o terra Supondo um contato entre uma fase e a terra estabelece se uma corrente entre a fase em defeito e a terra Ip que se fecha pela imped ncia Zn In assim como pelas capacidades Ic e resist ncias de fuga das fases n o defeituosas Ip Ip Int Ie Ip 3 2 Fase3 Fase2 Faset lt z gt Figura 3 3 Regime de neutro e corrente de defeito 1 3 4 Sobretens es Na aus ncia de defeito a rede encontra se sob regime permanente O aparecimento de um defeito terra por exemplo leva modifica o da estrutura da rede que evolui para outro regime permanente diferente do inicial A altera o de regime acompanhada de regimes transit rios durante os quais se podem desenvolver sobretens es importantes cujas amplitudes s o caracterizadas pelos diferentes constituintes da rede em particular pelas capacidades e pelo regime de neutro utilizado Um neutro isolado da terra ou ligado a esta atrav s de uma reat ncia favorece o aparecimen
93. o do regime de neutro tendo em conta uma rede com linhas a reas 74 M todo para definir o Regime de Neutro de uma instala o BT 8 3 1 6 Rede com grupo de emerg ncia Natureza da rede Rede com grupo de emerg ncia Passo 1 Identificar finalidade da instala o el trica Passo 2 H imposi o do RN por lei norma RN escolhido Passo 3 Conhecer exig ncias do cliente final Passo 4 Ha necessidade de continuidade Sim de servico Nao Passo 5 Tem equipa Tem equipa de de Sim manutencao N o manuten o N o Sim Regime IT ee Regime TT Regime TT Preferir o TT pois embora n o garanta total continuidade o que melhor se adapta tendo em conta as caracter sticas impostas Devido seletividade no corte torna mais f cil a coloca o em opera o Figura 8 9 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede com grupo de emerg ncia Fluxograma para a escolha expedita do RN a utilizar 75 8 3 2 Escolha do RN tendo em conta a NATUREZA DOS RECETORES 8 3 2 1 Recetores sens veis a grandes correntes de defeito Natureza dos recetores Recetores sens veis a grandes correntes de defeito Passo 1 Identificar finalidade da instala o el trica Passo 2 Ha imposi o do RN por lei norma RN escolhido Passo 3 Conhecer exig ncias do cliente final Passo 4
94. o o TT A 1 3 6 Infant rio De acordo com o fluxograma da sec o 8 3 1 5 rede com linhas a reas o regime de neutro aplic vel tendo em conta todas as exig ncias e caracter sticas o TT De acordo com o fluxograma da sec o 8 3 2 2 recetores com baixo n vel de isolamento o regime de neutro aplic vel tendo em conta todas as exig ncias e caracter sticas o TT 104 Anexos O regime de neutro aconselh vel o TT no entanto para permitir continuidade de servi o e a seguran a recomend vel separar o forno industrial do resto da instala o atrav s de um transformador de separa o com liga o ao neutro local A 1 3 7 Armaz m de produtos congelados de pequena dimens o De acordo com o fluxograma da sec o 8 3 1 1 rede extensa com boas liga es terra verificamos que n o h regime compat vel pois n o existe compatibilidade entre continuidade de servi o e a n o exist ncia de equipa de manuten o Neste caso particular o regime que melhor se pode adaptar situa o o TT uma vez que se for garantida seletividade apenas o circuito em defeito desligado continuando o resto da instala o em servi o A 1 3 8 Pistas de aeroporto De acordo com o fluxograma da sec o 8 3 2 4 alimenta o de sistema de controlo e comando o regime de neutro aplic vel tendo em conta todas as exig ncias e caracter sticas o IT Esquema de liga es na instala o do utilizador final 105
95. o transit ria e Os RN com altas correntes de defeito podem causar sobretens es transit rias Caracter sticas el tricas Corrente de defeito e Apenas o IT oferece uma corrente negligenci vel no 1 defeito Tens o de defeito e No sistema IT a tens o de toque muito baixa no 1 defeito 1 1 defeito de isolamento 2 2 defeito de isolamento 60 Vantagens Inconven t cnicas de explora o e prote o de pessoas de cada RN Cap tulo 7 Compatibilidade entre caracter sticas da rede e os diferentes Regimes de Neutro Tabela 7 1 Compatibilidade entre caracter sticas da rede e os diferentes RN RN aconselhados e grau de viabilidade Natureza da rede Adequado Poss vel Desaconselhado Rede extensa TN P IT TT 1 com boas liga es terra Rede extensa TN com m s liga es CO ai TT 5 IT 1 a terra hac Rede sujeita a AAS perturba es ae RS TN TT IT 2 sobretens es Rede com correntes de fuga ii IT 3 elevadas TT 4 gt 500mA Rede com linhas PTP TT TN IT 5 a reas Rede com grupo IT TT TN 6 de emerg ncia 62 Compatibilidade entre caracter sticas da rede e os diferentes Regimes de Neutro Recetores sens veis a comando Locais com risco de inc ndio e ou explos o TN S 11 com DDR grandes correntes de
96. odo de terra afim da rela o anterior ser satisfeita em qualquer caso de defeito O local de coloca o dos dispositivos diferenciais numa instala o el trica podem ser v rios existindo a disposi o m nima obrigat ria e outras disposi es que admitem seletividade quer vertical quer horizontal Minimo obrigat rio A Prote o diferencial cabe a da instala o B Prote o cl ssica para cada circuito Figura 5 12 Disposi o m nima obrigat ria para prote o por diferencial Seletividade vertical A Prote o diferencial retardada cabe a da instala o B Prote o diferencial instant nea em cada circuito principal ou terminal C Prote o Cl ssica Figura 5 13 Disposi o para prote o diferencial permitindo seletividade vertical Prote o Contra Contatos Indiretos 45 Seletividade Horizontal A Prote o geral cl ssica cabe a da instala o B Prote o diferencial instant nea para cada circuito Figura 5 14 Disposi o para prote o diferencial permitindo seletividade horizontal 5 5 2 3 Caso de uma Instala o com neutro ligado diretamente terra e massas ao neutro TN Neste regime todas as massas s o ligadas ao neutro e este por sua vez ligado terra el trodo de terra O corte de alimenta o obrigat rio no primeiro defeito de isolamento sendo este efetuado pela utiliza o de dispositivos de prote o contr
97. olhido Passo 3 Conhecer exig ncias do cliente final Passo 4 Ha necessidade de continuidade Sim de servico N o Passo 5 Tem equipa Tem equipa de de Sim manuten o N o manuten o N o Sim Nenhum RN Regime IT f Regime TT ou 1 compat vel Regime TT TN S c DDR 2 1 Necess rio tomar cuidado c filtros antiparasitas 2 Preferir o TT pois embora n o garanta total continuidade obrigat rios segundo directiva de CEM o que melhor se adapta tendo em conta as caracter sticas Compatibilidade Eletromagn tica ver mais em impostas Devido seletividade no corte torna mais f cil a pormenor acerca disto no cap tulo 6 na sec o 6 2 4 coloca o em opera o Figura 8 17 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede com presen a de equipamentos eletr nicos Altera es a efetuar no caso de ser necess ria a mudan a do Regime de Neutro de 83 uma instala o el trica j existente 8 4 Altera es a efetuar no caso de ser necess ria a mudan a do Regime de Neutro de uma instala o el trica j existente As altera es indicadas em cada caso apenas referem as altera es m nimas obrigat rias 8 4 1 Caso de Mudan a do Sistema TT para TN De TT L1 L2 L3 N PE Figura 8 18 Sistema TT 8 Para TN Sistema TN S Sistema TN C S Figura 8 19 Sistema TN 8 Necess rio comunicar ao distribui
98. om as fun es de condutor de neutro e condutor de prote o desde que o condutor de prote o tenha uma sec o n o inferior a 10mm se de cobre e 16mm se de alum nio e desde que esta parte da instala o TN C n o seja protegida por um aparelho diferencial uma vez que o aparelho diferencial exige que o condutor de prote o seja separado e O TN C sempre montando a montante do TN S sendo a situa o inversa n o permitida para evitar que o condutor de prote o seja percorrido em perman ncia por uma parte da corrente de funcionamento normal da instala o ver figura 3 5 e No esquema TN C o dispositivo capaz de garantir a prote o por seccionamento autom tico necessariamente um dispositivo de prote o contra sobreintensidades L1 L2 L3 PEN en ee ee q ee o ee sms Massa Eletrodo terra de servi o Figura 3 5 Esquema de liga o TN C S Regimes de Neutro Utilizados em Baixa Tens o 19 Figura 3 6 Esquema de liga o TN C 1 No segundo caso TN S o condutor de neutro e o condutor de prote o el trica s o separados ver figura 3 7 e S o repartidos uniformemente ao longo do condutor PE liga es terra a fim de evitar o aparecimento de potenciais el tricos nas massas dos aparelhos recetores garantindo assim que o potencial permane a o mais pr ximo poss vel do da terra e Este regime utilizado nos circuitos derivados dos quadros parciais al m dos ci
99. ompat vel Nenhum RN Radia TT o devido compat vel Regime TT TN caracter stica da rede Preferir o TT pois embora n o garanta total continuidade o que melhor se adapta tendo em conta as caracter sticas impostas Devido seletividade no corte torna mais f cil a coloca o em opera o Figura 8 4 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede extensa com boas liga es terra 70 M todo para definir o Regime de Neutro de uma instala o BT 8 3 1 2 Rede extensa com m s liga es terra Natureza da rede Rede extensa com m s liga es terra Passo 1 Identificar finalidade da instala o el trica H imposi o do RN por lei norma Passo 2 RN escolhido Passo 3 Conhecer exig ncias do cliente final Passo 4 Ha necessidade de continuidade Sim de servi o N o Passo 5 Tem equipa de manuten o Tem equipa de manuten o Sim N o Sim Nenhum RN compat vel Nenhum RN devido compat vel Regime TT Regime TT caracter stica da rede Preferir o TT pois embora n o garanta total continuidade o que melhor se adapta tendo em conta as caracter sticas impostas Devido seletividade no corte torna mais f cil a coloca o em opera o Figura 8 5 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede extensa com m s liga es terra
100. otencial deixe de ser uniforme O neutro pode ser ligado diretamente terra ou por interm dio de uma resist ncia de uma reat ncia ou simplesmente isolado No primeiro caso dizemos que h um neutro direto terra no segundo caso dizemos que h um neutro impedante e no terceiro dizemos que h um neutro isolado N o existe um n vel de neutro de refer ncia considerado ideal S o considerados equivalentes ao n vel da seguran a de pessoas contra os contatos indiretos no entanto apresentam as suas vantagens e inconvenientes ao n vel da seguran a da instala o de BT a n vel econ mico disponibilidade de energia e manuten o da instala o 6 Import ncia do Regime de Neutro A import ncia dos regimes de neutro como j foi sendo dito desde o cap tulo 1 a garantia de prote o de pessoas a seguran a de bens disponibilidade de energia a explora o da instala o A utiliza o de qualquer um dos regimes de neutro depende do tipo de recetores da instala o da import ncia ou n o da continuidade de alimenta o da exist ncia ou n o de equipa de manuten o das caracter sticas da rede entre outras caracter sticas 2 2 Causas de Falha de Isolamento De modo a garantir a prote o de pessoas e a disponibilidade cont nua de servi o os condutores ativos e todas as partes da instala o que possam ser energizadas devem ser isoladas das massas dos respetivos aparelhos as quais por sua vez est o lig
101. para os bens e para a continuidade de servi o Riscos provenientes da falha de isolamento 7 2 3 1 Risco do choque el trico no corpo humano O choque el trico o efeito resultante da passagem da corrente el trica atrav s do corpo humano Dependendo do tempo de passagem t da corrente da intensidade da mesma e da frequ ncia f maiores ou menores ser o os efeitos da corrente el trica sobre o corpo A intensidade de corrente que percorre o corpo depende da resist ncia do corpo da tens o de contato Uc e das condi es em que se estabelece o contato pele seca h mida molhada O percurso da corrente no corpo tamb m pode se determinante nos efeitos da passagem da corrente O mais comum o percurso entre a s m o s e os p s Assim a Rcorpo Repiderme Rinterna Onde a epiderme a entrada da corrente no corpo sendo que o seu estado pele fina calejada etc influencia o valor da resist ncia O fator que mais faz variar a resist ncia a humidade sendo a situa o de pele imersa a situa o de resist ncia m nima A resist ncia interna essencialmente a resist ncia dos pr prios tecidos variando esta com a quantidade de gua contida neles O valor de resist ncia pode variar entre 2000 e 50000 Os riscos graves poder o ser a tetaniza o contra o muscular a paragem respirat ria a fibrila o ventricular desorganiza o completa do ritmo card aco e queimaduras s o os efeitos da passagem da corr
102. paro corte para o primeiro defeito de isolamento deve ser efetuada se poss vel no estudo atrav s de c lculos e obrigatoriamente quando a instala o se encontra em servi o Esta a nica garantia de funcionamento deste regime tanto no momento de coloca o em funcionamento primeiro funcionamento como durante a explora o como ap s interven o sobre a rede e Passagem do condutor de prote o nas mesmas canaliza es que os condutores ativos dos circuitos correspondentes e Necessidade de realizar frequentemente liga es equipotenciais suplementares e Devem ser tomadas precau es para evitar a rotura do condutor neutro quando utilizado como condutor de prote o TN C Se o condutor de neutro for interrompido neste esquema TN C as massas ficam tens o da rede Nesta situa o uma pessoa que toque a massa de um aparelho e um condutor met lico ligado terra fica sujeito a uma corrente perigosa que atravessa o seu corpo ver figura 6 5 e Maiores riscos de inc ndio devido s elevadas correntes de defeito e O sistema TN C proibido em situa es de risco de inc ndio na presen a de aparelhos eletr nicos devido presen a de correntes harm nicas no neutro e S pode ser usado para prote o de pessoas quando a instala o seja alimentada por um PT privado ou gerador pr prio O distribuidor em BT dever autorizar a utiliza o do sistema No caso do PT privado ou produ o pr pria a imped nc
103. r de neutro Se uma rede est em funcionamento normal o neutro est ao potencial da terra Assim qualquer pessoa que entre em contato com o condutor de neutro n o submetido a uma diferen a de potencial Se pelo contr rio existe um defeito franco de uma das fases terra uma pessoa que entre em contato com o neutro fica submetida tens o simples da rede Se o defeito resistente a pessoa submetida a uma tens o compreendia entre O zero e a tens o simples da rede Figura 4 3 Contato com o condutor de neutro 1 4 3 Perigo de Contato Direto em Esquema de Liga o TT ou TN Neste caso o efeito das capacidades pode sempre ser negligenciado 4 3 1 Caso de uma rede bem isolada Ry Re R3 gt 0 25MQ A resist ncia de liga o a terra do neutro Rn muito baixa comparativamente a resist ncia do corpo humano 20000 n o havendo assim uma eleva o do potencial do ponto 26 O Perigo do Contato Direto em Cada Regime de Neutro de neutro Uma pessoa que entre em contato com uma fase fase1 neste caso fica submetida a uma tens o simples ver figura 4 4 Figura 4 4 Caso de uma rede bem isolada 1 4 3 2 Caso de uma rede com um defeito de isolamento numa das fases No caso de haver um defeito de isolamento numa das fases fase 1 neste caso o valor da tens o a que fica submetida uma pessoa que entre em contato com uma das fases s s fase 2 neste caso estar compreendido e
104. ra a n o ser que estas estejam distantes umas das outras ou que se situem em edif cios diferentes Cada grupo de massas ligadas mesma terra e cada massa ligada individualmente terra devem ser protegidos por um dispositivo de prote o de defeito entre fases disjuntores ou fus veis ou no caso dos recetores se encontrarem muito longe tornando poss vel a n o dete o da corrente de defeito em caso de defeito devem estes ser protegidos por um disjuntor diferencial As liga es terra do neutro e das massas podem ser interligadas ou n o desaconselhada a distribui o do neutro ver o porqu na sec o 6 2 4 obrigat ria a instala o de um limitador de sobretens es entre o ponto de neutro do transformador e a terra Se o neutro n o acess vel o limitador de sobretens es ligado entre uma fase e a terra Este assegura o escoamento para a terra das sobretens es de origem externa transmitidas para o transformador e protege a rede de baixa tens o contra as Regimes de Neutro Utilizados em Baixa Tens o 21 eleva es de tens o resultantes do escorvamento entre os enrolamentos de alta tens o e baixa tens o do transformador Fase3 Fase2 Faset Figura 3 8 Esquema de liga o IT 1 22 Regimes de Neutro Cap tulo 4 O Perigo do Contato Direto em Cada Regime de Neutro 4 1 Introdu o No cap tulo 2 sec o 2 4 foi descrito em que consistiam as tens es de contato e o significad
105. rcuitos que necessitem especificamente de prote o diferencial como o caso dos locais com risco de inc ndio e de explos o em que se considere inconveniente o aumento de temperatura provocado pela corrente elevada de um defeito e obrigat ria a utiliza o do sistema TN S nas instala es amov veis com condutores flex veis ou constitu das por canaliza es r gidas se a sec o for inferior a 10mm se de cobre ou 16mm se de alum nio e A partir do ponto da instala o onde iniciada a instala o TN S deixa de se efetuar a liga o direta do condutor neutro terra As liga es subsequentes devem ser efetuadas diretamente ao condutor de prote o e No esquema TN S o dispositivo capaz de garantir a prote o tanto pode ser o dispositivo de prote o contra sobreintensidades como o dispositivo de prote o diferencial Figura 3 7 Esquema de liga o TN S 1 20 Regimes de Neutro Os esquemas anteriormente falados TN C e TN S podem ser agrupados numa mesma instala o TN C S mas um esquema TN C 4 condutores nunca pode estar a jusante de um esquema TN S 5 condutores No esquema TN C a fun o de condutor de prote o prevalece sob a fun o de condutor de neutro O condutor PEN deve sempre ligar ao borne de terra do recetor e deste existir uma ponte de liga o para o borne de neutro Na pr tica os dois esquemas coexistem geralmente numa mesma instala o sendo utilizado o esquema TN C
106. s at liga o terra Ora se a liga o terra existe ao longo do condutor de prote o o comprimento da por o do condutor de prote o anteriormente falado muito pequeno quando 38 O Perigo de Contato Indireto em Cada Regime de Neutro comparado com o anel de defeito sendo a tens o de contato na massa sa muito pr xima de zero ver figura 5 6 Assim Uc R x Ir Solo Potencial zero Rn Resist ncia de liga o do neutro terra Ri Resist ncia da por o de condutor de prote o ligada entre a massa e a terra Rs Resist ncia do solo l Corrente de defeito ABCDEF Anel de defeito Figura 5 6 Tens o de contato ao n vel de uma massa fora de defeito Esquema TN 1 5 5 Prote o Contra Contatos Indiretos 5 5 1 Prote o sem corte de alimenta o v Implementa o de muito baixa tens o de seguran a Esta medida consiste em alimentar as instala es em tens o reduzida de seguran a no m ximo 50V CA No entanto h medidas que devem ser respeitadas para tornarem esta medida eficaz na prote o de pessoas Essas medidas s o v As massas dos aparelhos alimentados em tens o reduzida de seguran a n o devem ser ligadas terra nem massa de outros circuitos nem a elementos condutores v As partes ativas do circuito em tens o reduzida de seguran a e de outros circuitos alimentados em tens o mais elevada devem ter uma separa o equivalente a pelo menos a dis
107. s aparelhos no caso de um defeito de isolamento numa das fases da rede Ro Rg gt 0 25 MQ R1 Roe Rg I Figura 4 6 Caso de um contato direto com o neutro 1 Conclusao Qualquer que seja o regime de neutro da rede ao dar se um contato direto este sempre considerado perigoso Contrariamente ao que se poderia pensar o neutro isolado n o oferece qualquer seguran a no que diz respeito a este tipo de contato n o podendo em nenhum caso ser considerado como um meio de prote o O contato com o neutro deve ser sempre considerado perigoso O condutor neutro um condutor ativo como os condutores de fase e como estes deve ser protegido contra os contatos diretos 28 O Perigo do Contato Direto em Cada Regime de Neutro 4 4 Prote o contra os contatos diretos em baixa tens o Podemos classificar os modos de prote o contra os contatos diretos em tr s categorias Primeira categoria Utiliza o de dispositivos que tornam n o perigoso o contato direto pelo uso de tens o reduzida limitada a 50V CA Esta medida consiste em alimentar os circuitos em tens o reduzida de seguran a no m ximo 50V fornecida por um transformador de seguran a Esta situa o apenas limitada a alguns casos particulares Segunda categoria Utiliza o de meios preventivos destinados a colocar fora do alcance partes ativas sob tens o Estes meios de prote o s o prote o por isolamento das partes ati
108. s condutores simultaneamente acess veis impedindo o aparecimento de uma tens o perigosa de contato Esta medida aplicada a locais pouco extensos onde outras medidas s o dificilmente aplic veis permitindo que as pessoas que se encontrem nestes locais n o sejam submetidas a diferen as de potencial perigosas Piso condutor Acesso plataforma em material isolante Material isolante Figura 5 8 Liga o equipotencial de todas as massas simultaneamente acess veis vy Isolamento suplementar instala o Consiste em realizar aquando da instala o um isolamento das partes ativas procurando uma seguran a equivalente dos materiais da classe Il v Afastamento e interposi o de obst culos Atrav s desta medida torna se diminuta a probabilidade de tocar simultaneamente uma massa apresentando um defeito de isolamento e um elemento condutor ligado terra Esta medida posta em pr tica tendo em conta as seguintes condi es Prote o Contra Contatos Indiretos 41 v As paredes e o ch o do local devem ser isolantes v A disposi o deve ser tal que uma pessoa n o possa tocar simultaneamente duas massas ou entre uma massa e um qualquer elemento condutor v Nenhum condutor de prote o deve ser previsto assim como nenhum elemento condutor ligado terra deve ser introduzido no local v O acesso das pessoas ao local deve ser concebido de tal forma que seja evitado colocar as pessoas a uma diferen a
109. s particulares e nunca em locais com elevado risco de inc ndio explos o por exemplo Tendo em conta as v rias particularidades que influenciam na escolha do regime a adotar foram elaborados ver sec o 8 3 fluxogramas para a escolha simples e r pida do RN tendo Conclus o 95 em aten o os passos necess rios para a escolha do regime j atr s referidos guia do projetista De um modo simples e r pido o projetista ao consultar o fluxograma sabendo priori a natureza da rede dos recetores e ou outras caracter sticas assim como exig ncias e recursos do cliente chega ao RN mais apropriado para o local Nos exemplos demonstrados sobre a aplica o pr tica ver anexos A 1 do guia do projetista fluxogramas foram escolhidos v rios locais de modo a conjugarem uma ou mais caracter sticas distintas fazendo com que se possa perceber na pr tica a consulta do mesmo Utilizando o exemplo da infra estrutura portu ria temos duas caracter sticas distintas sendo uma recetor de risco e a outra rede sujeita a sobretens es Consultando cada um dos fluxogramas de acordo com cada caracter stica e de acordo com as exig ncias do cliente chegamos ao regime TT Deste modo demonstra se como se encontra o regime aconselhado tendo em conta duas ou at mais caracter sticas distintas Claro est que no caso de dois fluxogramas conduzirem a regimes de neutro distintos porque as duas caracter sticas s o incompat veis Nesse caso
110. se apagar significa que h defeito entre a fase correspondente e a terra Assim nasceu o primeiro regime de neutro neutro isolado Este controlador foi utilizado at 1955 e Em 1951 os primeiros CPI Controlador Permanente de Isolamento de inje o de corrente cont nua instalado em minas para controlar o isolamento das fases e do neutro e Em 1962 fabricam se os primeiros CPI de trans stores e Em 1972 fabricam se os primeiros CPI de inje o de corrente alternada de baixa frequ ncia e Em 1927 um decreto obriga em Fran a a liga o do neutro do transformador de distribui o p blica terra tens o maior ou iguala 150V CA e Em 1935 um decreto de prote o de trabalhadores exp e o risco inerente ao defeito de isolamento Neste momento surge a associa o liga o terra de recetores e de dispositivos de corte autom tico Sendo que estes ltimos podem ser fus veis diferenciais ou rel s voltim tricos de tens o massa terra Os primeiros disjuntores diferenciais fabricaram se em 1954 Assim nasceu o regime de neutro terra em Fran a e Em 1973 um decreto do minist rio do trabalho autoriza a utiliza o de prote o pelo neutro A prote o pelo neutro utilizada em v rios pa ses n o em Fran a em ilumina o p blica Protege pessoas de contatos indiretos e exige um controlo rigoroso da imped ncia Introdu o 3 para se estar seguro da atua o do dispositivo de prote o contra curto circui
111. se n o houver possibilidade de alterar uma ou mais caracter sticas de modo a torn las compat veis deve se optar pelo regime de neutro que traga menos problemas para o funcionamento da instala o como o caso no edif cio de escrit rios de apoio ao cliente ver anexos A 1 3 1 Outro exemplo de um caso em que existem duas caracter sticas incompat veis entre si o do armaz m de produtos congelados de pequena dimens o A 1 3 7 que necessita de continuidade de servi o mas n o possui equipa de manuten o para o qual o fluxograma conduz a Nenhum RN compat vel no entanto aconselha o regime TT com seletividade que tendo em conta as particularidades da situa o o que melhor resolve o problema Teremos ent o um regime TT seletivo que apenas colocar fora de servi o o circuito em defeito deixando o resto da instala o alimentada Ainda nos exemplos de demonstra o dado um caso em que o regime de neutro definido pela norma sendo este a cl nica cir rgica em que o regime de neutro a adotar o IT como vem na CEI 60364 7 710 Pudemos perceber ao longo do trabalho e da elabora o do guia do projetista que cada detalhe quer ao n vel da rede da atividade futura no local ao n vel dos recetores e at mesmo do local da instala o podem ser determinantes na escolha do RN a adotar Verificamos tamb m que nem sempre poss vel chegar a um RN que seja compat vel com todas as caracter sticas se
112. sec o 5 5 2 2 Prote o cl ssica para cada circuito Cap tulo 9 Conclus o Ap s toda a an lise e estudo pormenorizado sobre os regimes de neutro mais difundidos em instala es el tricas de baixa tens o TT TN e IT podemos tirar as seguintes conclus es e Nenhum dos regimes apresenta por si s seguran a relativamente a contatos diretos e indiretos S o necess rios meios de prote o que os completam e que s o obrigat rios para o funcionamento adequado de cada um e para que estejam de acordo com as normas e regras como foi descrito nas sec es 4 4 e 5 5 e Todos os regimes de neutro quando bem implementados e de acordo com as normas protegem eficazmente as pessoas contra choques el tricos e necessidade de ter de optar por um dos regimes em alternativa de qualquer um dos outros prende se com o fato de outras condicionantes entrarem em jogo no momento da escolha necess rio ter em considera o o tipo de explora o que ter o sistema com ou sem continuidade de servi o sendo por isso importante saber qual a atividade que se desenvolver no local da instala o Essa atividade pode ser decisiva na escolha do regime se este for imposto por norma ou lei de igual modo importante saber quais os recursos de que o cliente disp e nomeadamente se disp e ou n o de equipa de manuten o com t cnicos especializados Tamb m fundamental conhecer as caracter sticas do local da futura instala o assim
113. seletividade e Quando um dos requisitos a continuidade de servi o apenas o regime IT capaz de cumprir com esta necessidade No entanto este regime obriga exist ncia de uma equipa de manuten o qualificada para que possa garantir a vigil ncia e repara o da rede no caso de ocorr ncia do primeiro defeito Este facto apesar de tornar a instala o mais fi vel torna a mais dispendiosa Tamb m um regime que comporta baixas correntes de defeito no caso do primeiro defeito j no segundo as correntes s o elevadas curto circuito bif sico Necessita de um controlador permanente de isolamento e demais aparelhagem como descrito na sec o 5 5 2 1 o que torna este regime mais custoso ainda Posto isto este regime s se aplica quando a necessidade de continuidade de servi o primordial O regime TN dos tr s regimes o mais econ mico em termos de material e aparelhagem para implementa o Permite economizar um condutor ao longo da instala o assim como um p lo na aparelhagem utilizada TN C dado que o neutro n o pode ser protegido tornando assim este regime mais econ mico no entanto necessita de uma manuten o cuidada j que a prote o das pessoas se faz pelo condutor de neutro TN C sendo importante que este tenha uma liga o terra repartida ao longo da instala o para que seja mantido ao potencial da terra e para que n o haja eleva o do potencial nas massas dos recetores da instala o Neces
114. sita ent o de equipa de manuten o qualificada para manter a instala o operacional e segura assim como para expans es da rede as quais devem ser cuidadas e rigorosas As correntes de defeito neste sistema s o elevadas curto circuito monof sico sendo a deteriora o desta instala o mais elevada devido a este fato efeitos eletrodin micos A variante deste regime o TN S em que a prote o el trica feita por um condutor separado PE do condutor de neutro N utilizado em instala es flex veis ou quando a sec o do condutor de neutro for inferior a 10mm se de cobre e 16mm se de alum nio ver sec o 3 5 2 ou quando h probabilidade do condutor PEN ser interrompido se fosse utilizado o regime TN C ou ainda quando h necessidade de proteger um recetor ou um local com risco de inc ndio explos o atrav s de aparelho diferencial Devido a toda a seguran a assentar numa boa liga o terra repartida ao longo do condutor PEN TN C ou ao longo do condutor PE TN S torna este sistema carente de uma manuten o mais cuidada e necessita de c lculos mais rigorosos e cuidados redobrados aquando da necessidade de expans o da rede um regime que necessita apenas de disjuntores ou fus veis para efetuar a prote o TN C dai poder advir uma maior economia relativamente ao regime TT no entanto tendo em conta as caracter sticas atr s referidas elevadas correntes de defeito s pode ser utilizado em situa es mai
115. swered IEE Wiring Matters Autumn 2005 16 Electrical Installation Guide 2008 Schneider Eletric 2008 17 Santos Jos Neves Riscos El ctricos e Protec o de Pessoas Instala es El ctricas FEUP Maio 2006 18 DGGE CERTIEL Regras T cnicas de Instala es El ctricas de Baixa Tens o 12 Edi o Anotada 2006 Anexos A 1 Aplica o do Algoritmo A 1 1 Introdu o Este cap tulo tem por objetivo aplicar o algoritmo descrito e desenvolvido no cap tulo anterior cap tulo 8 Ser seguida a seguinte ordem 1 Verificar a finalidade da instala o 2 Verificar se a escolha do RN recomendada ou imposta por normas ou legisla o 3 Conhecer as exig ncias e os recursos do cliente continuidade n o continuidade de servi o com ou sem servi o de manuten o 4 Conhecer as caracter sticas particulares da rede caracter sticas dos recetores a instalar da rede e outras 5 Escolha do Regime de Neutro tendo em conta os pontos anteriores As instala es alvo da aplica o deste algoritmo s o e Edif cio de escrit rios de apoio ao cliente e Cl nica cir rgica e F brica pirot cnica e Cl nica veterin ria e Infra estrutura portu ria e Infant rio e Armaz m de produtos congelados e Pistas de aeroporto 100 Anexos A 1 2 Caracter sticas da rede dos recetores e outras Exig ncias e recursos do cliente para cada instala o A 1
116. t ncia que separa os enrolamentos do prim rio e secund rio do transformador Prote o Contra Contatos Indiretos 39 v Os circuitos alimentados em tens o reduzida de seguran a devem ser instalados em canaliza es distintas utilizando cabos multipolares ou condutores isolados sob condutas isolantes prevendo uma tens o pelo menos igual mais elevada das tens es dos outros circuitos v As tomadas n o devem ter contato de terra As fichas correspondentes a estas tomadas devem ser especiais de modo a evitar conetar aparelhos na instala o de maior tens o Quando a tens o inferior a 25V esta medida considerada uma prote o contra contatos diretos v Separa o de seguran a dos circuitos Esta medida consiste em alimentar uma instala o atrav s de um transformador de separa o ou atrav s de um transformador que apresente entre o enrolamento prim rio e secund rio uma separa o de seguran a equivalente O transformador deve ser de classe Il de isolamento O objetivo deste o de impedir que se forme caminho de retorno de corrente em caso de defeito de isolamento Para que tal n o aconte a necess rio que v O circuito separado n o deve ter nenhum ponto ligado terra v O circuito separado deve ser pouco vasto para assim evitar a rotura de corrente pelas capacidades repartidas pelos cabos v O bom isolamento dos circuitos e dos recetores deve ser facilmente verificado pelo simples exame visual
117. t nua dispon vel ap s 1 defeito O custo de repara o E depende dos Custos de repara o lt z danos causados pela amplitude das correntes de defeito e Nos regimes de neutro c elevadas correntes de defeito exigido Estragos na instala o E E que as instala es sejam verificadas ap s defeito e IT permite uma manuten o Es e Toma vantagem aquele que tem la baixa provoca E menos avarias na instala o e menores esfor os eletrodin micos Perturba es e Emiss o cont nua de radia o EM Compara o entre os v rios Regimes de Neutro 59 IT 1 IT 2 TN S TN C TT Comentarios eA liga o do condutor PEN a estruturas met licas da constru o conduz gera o cont nua de um campo eletromagn tico e N o Equipotencialidade transit ria da PE e A PE deixa de ser equipotencial se houver uma grande corrente de defeito Instala o e An lise quanto quantidade de equipamento que constitui cada RN quanto maior quantidade pior em termos econ micos e O esquema TN C permite redu o do nro de condutores eO IT necessita controlo permanente de isolamento eO sistema TT necessita de DDR Sobretens es Sobretens o cont nua e Uma sobretens o F T cont nua no sistema IT se houver um primeiro defeito de isolamento Sobretens
118. ta do RN a utilizar 81 8 3 3 2 Instala es com incerteza no comportamento dos sistemas de terra Outras Carater sticas Instala o com incerteza no comportamento do sistema de terras Identificar finalidade da instala o el trica Passo 1 Passo 2 H imposi o do RN por lei norma RN escolhido Passo 3 Conhecer exig ncias do cliente final Passo 4 Ha necessidade de continuidade de servico Sim Passo 5 Tem equipa de Tem equipa de Sim manuten o N o manuten o N o Sim Nenhum RN compat vel Nenhum RN Regime TT Regime TT ou devido compat vel 9 caracter stica TN S c DDR Preferir o TT pois embora n o garanta total continuidade o que melhor se adapta tendo em conta as caracter sticas impostas Devido seletividade no corte torna mais f cil a coloca o em opera o Figura 8 16 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma instala o com incerteza no comportamento do sistema de terras 82 M todo para definir o Regime de Neutro de uma instala o BT 8 3 3 3 Presen a de equipamentos eletr nicos computadores aut matos program veis Outras Carater sticas Presen a de equipamentos eletr nicos Passo 1 Identificar finalidade da instala o el trica H imposi o do RN por lei norma Passo 2 RN esc
119. tagenS oaea reaa Passira dass alia cad ena eee 50 6 2 4 Inconvenientes iria ae iiia p daid ieii ua edL arena anna 50 6 3 Neutro Ligado Diretamente Terra TT ccccccsesseceessseeeeseseeeeeessaeeessssaeesesssateseneaaes 52 6 3 1 T cnicas de Expl ra o sassmassaa tivas putas papasaias enea a au ech careta bandas 52 6 3 2 T cnicas de Prote o de Pessoas cccecccecssececeeneeeeeeeaeeeeecaaeeeeesaeeeeectaeeeessaaes 53 6 33 Vanago NE ren e e AE R AEE ETA EER AE EAE EATER ra dart arraiais 53 6 3 4 InCONVENIENTOS a eA AE E E EER AE EE T 53 6 4 Neutro Ligado Massa TN C e TN S cccccecccceceeseeeeeeceaeeeseesaeeeeecsaeeesesaeessnenateeeeeaaes 54 6 4 1 T cnicas de Explora o perine eana ea aaa Aa E aE qua aAa 54 6 4 2 T cnicas de Prote o de Pessoas rear 54 6 4 3 VantagenS en e henetiventite nic gula AA A sa luas AE 54 6 4 4 nCONV NIENTOS E EE E EIEE A E E diidte grades anandia gs 55 6 5 Compara o entre os v rios Regimes de Neutro essere 58 Capitulo a oia va a od oo a N a a Sa 61 Compatibilidade entre caracter sticas da rede e os diferentes Regimes de Neutro 61 Cap tulo S sc te iee saia dia e Nida a leads a DO a O aa a Sa a De eotvaed 65 M todo para definir o Regime de Neutro de uma instala o BT nennen nennen nenene 65 8 1 Inttodu o tes a aE ec ye Da UA q o SOU NO DOT ee SGT A
120. tamente ligados ao regime de neutro implementado O principal objetivo da liga o terra facilitar a dete o do defeito e a posterior elimina o limitar fortemente as sobretens es transit rias respeitar os regulamentos relativamente seguran a de pessoas A liga o terra gera no entanto correntes de defeito importantes O neutro isolado por sua vez limita as correntes de defeito mas favorece o aparecimento de sobretens es elevadas A garantia de continuidade de servi o ap s o primeiro defeito depende da escolha do regime de neutro Para esta garantia em baixa tens o e mesmo em alta tens o necess rio que o neutro seja isolado J com o neutro terra necess rio que a corrente de defeito seja eliminada logo ap s o primeiro defeito Assim o equipamento que esteja instalado numa rede com neutro terra e ap s o defeito de isolamento os estragos ser o tanto maiores quanto maiores forem as correntes de defeito O mesmo equipamento instalado numa rede com neutro isolado ou fortemente impedante ap s um defeito de isolamento os estragos ser o menores mas este equipamento deve ter um n vel de isolamento para as sobretens es adequado ao tipo de rede A escolha do regime de neutro est ent o dependente da natureza da instala o assim como da rede e influenciada pela natureza dos recetores e pela necessidade de continuidade de servi o 3 2 Resist ncia e Capacidade de fuga entre cada Fase e a
121. ter sticas da rede dos recetores e outras Exig ncias e recursos do cliente para Cada instalat aO soio a E E cano N fes do dali nestaa fue pda ni nen daben pa aha 100 A 1 2 1 Edif cio de escrit rios de apoio ao cliente 100 A 1 2 2 Cl nica Cir rgica a aa aa a a a aaraa aa aa 100 A 1 2 3 F brica pirot cnica zis pss aseechecuish bas deznaahacnade bases exsheahech disses das f nanda dessa nn ab gas an nada 100 A 1 2 4 Cl nica veterin ria rear aaraaaaeranarra near naaraanneaa 101 A 1 2 5 Infra Estrutura portu ria sr rareereeacarra near naaaaaaneaa 101 Ad2 6 Infante rio 2 40 mz nino reli aaa oaaae a daearen dese a aaa E aA EAO akas AETS 101 A 1 2 7 Armaz m de produtos congelados de pequena dimens o 102 A 1 2 8 Pistas de aeroporto rare eceraraacararaaaeararaaaaanaaaaa 102 A 1 3 Escolha do Regime de Neutro e earerraneareanaaarenana 102 A 1 3 1 Edif cio de escrit rios de apoio ao cliente eese ner ner nssrnssrneene 102 AA 3 2 Clihica CIR RGICA m airsan sasaaa redara aea aae data anna da radar fern a 103 AA Fabrica piroteGniCal 2 4cv 2d2ssrecc Speck deceateteativvadihass aves Acddrnet saga dba da agenda pa gh ada 103 A 1 3 4 Cl nica veterin ria cece eeeeaeceeeeeeeeeeeceaeeeeaaeseeaeeseeeeesaeeeeaeeseneeee 103 As1 3 5 Infra Estrutura portu ria a iaeiaiai nne aana ea
122. tinuidade Sim de servico N o Passo 5 Tem equipa de manuten o Tem equipa de manuten o Sim N o Sim Nenhum RN Nenhum RN compat vel compat vel a Nenhum RN p Regime TN devido caracter stica de rede compat vel caracter stica da rede 1 O sistema TT desaconselhado de ser usado uma vez que pode provocar disparos intempestivos devido s correntes de fuga elevadas Figura 8 7 Fluxograma para a sele o do regime de neutro tendo em conta uma rede com correntes de fuga elevadas gt 500mA Fluxograma para a escolha expedita do RN a utilizar 73 8 3 1 5 Rede com linhas a reas Natureza da rede Rede com linhas a reas Passo 1 Identificar finalidade da instala o el trica H imposi o do RN por lei norma Passo 2 RN escolhido Passo 3 Conhecer exig ncias do cliente final Passo 4 Ha necessidade de continuidade Sim de servico Passo 5 Tem equipa de manuten o Tem equipa de manuten o Sim N o Sim Nenhum RN compat vel i aoa Nenhum RN Regime TT Regime TT ou compat vel caracter stica TN da rede Preferir o TT pois embora n o garanta total continuidade o que melhor se adapta tendo em conta as caracter sticas impostas Devido seletividade no corte torna mais f cil a coloca o em opera o Figura 8 8 Fluxograma para a sele
123. to de defeito Q Resist ncia do corpo Q Resist ncia Interna 0 Resist ncias de isolamento da fase 1 2 e 3 respetivamente 0 Resistividade Q mm m Tempo s Tens o de Contato V Tens o Limite V xxiv Cap tulo 1 Introdu o Nos dias de hoje imposs vel imaginar o mundo sem a energia el trica Esta tornou se num insumo essencial para quase todas as tarefas e atividades modernas Por m apesar de todos os benef cios incontest veis esta requer cuidados especiais pois os perigos n o atingem somente os profissionais na rea da eletricidade mas qualquer pessoa que interaja com instala es el tricas Qualquer utilizador pode estar sujeito a acidentes que podem ser fatais Ao longo do tempo a prote o de pessoas e bens tem ocupado cada vez mais um lugar de destaque e de import ncia crescente a ter em considera o em qualquer projeto onde seja previs vel a intera o das mesmas nomeadamente no projeto de instala es el tricas As normas e regras em vigor contemplam este indispens vel aspeto como o caso da CEI 60364 Comiss o Eletrot cnica Internacional e RTIEBT Regras T cnicas de Instala es El tricas de Baixa Tens o que s o abordadas nesta disserta o fundamental que os utilizadores que usufruem de uma instala o el trica estejam em qualquer situa o de normal utiliza o protegidas de um eventual choque el trico provocado por um defeito de isolamento ou de um defeito
124. to de sobretens es elevadas por outro lado o neutro ligado diretamente a terra ou resistivo limita fortemente a amplitude das sobretens es 1 Regimes de Neutro Utilizados em Baixa Tens o 17 3 5 Regimes de Neutro Utilizados em Baixa Tens o 3 5 1 Esquema de Liga o TT Neste esquema o neutro do transformador encontra se diretamente ligado terra As massas dos recetores encontram se ligadas individualmente ou por conjuntos terra ver figura 3 4 Todas as massas protegidas pelo mesmo dispositivo de prote o diferencial dever o estar ligadas ao mesmo el trodo de terra O el trodo de terra do neutro e das massas poder o ou n o ser interligadas 1 O neutro pode ou n o ser distribu do Nestas condi es um defeito a terra ir fechar o seu circuito atrav s do solo fluindo pelo el trodo terra de prote o e pelo el trodo terra de servi o sendo a corrente limitada pela resist ncia dos el trodos terra mencionados Fase Fase2 Faset Figura 3 4 Esquema de liga o TT 1 3 5 2 Esquema de Liga o TN Neste esquema de liga o o neutro do transformador ligado diretamente terra As massas dos recetores s o ligadas ao condutor de neutro No caso de qualquer defeito fase massa este torna se efetivamente um curto circuito fase neutro sendo eliminado por aparelhos de prote o contra sobreintensidades Devido ao fato de toda a seguran a deste regime assentar na garantia efetiva de
125. to que deve desligar a parte em defeito nos tempos legislados para prote o de pessoas O grande objetivo de um bom projeto el trico n o s o de minimizar os custos de conce o como tamb m nunca deixar de parte retirar ou desvalorizar o aspeto da prote o de pessoas ao qual pelo contr rio deve ser dada a maior relev ncia Um projeto el trico pode at cumprir o seu objetivo fundamental mas nunca ser um bom projeto se n o analisar em pormenor o aspeto da seguran a quer de pessoas quer de bens Por forma a contornar ou a minimizar os riscos de choque el trico falha de energia e risco de inc ndio ent o importante saber analisar com pormenor a instala o el trica verificando a natureza das cargas el tricas a necessidade de continuidade de servi o pretendida e o limite do n vel de perturba o imposto pelos equipamentos mais sens veis da rede Com base nisto apurada a escolha acertada sobre o regime de neutro em baixa tens o que mais se adequa a cada caso em particular A disserta o debru a se assim sobre esta importante tem tica e tem como principal objetivo o estabelecimento de um manual t cnico de aconselhamento para o projetista das instala es el tricas no qual ir estar presente um algoritmo que ser concebido e implementado Tamb m ser elaborada uma ferramenta que permitir a consulta deste manual t cnico em formato eletr nico programa 4 Introdu o Cap tulo 2 Import n
126. v A prepara o previs o das repara es e Tem como ponto forte a seguran a nos circuitos de comando e controlo de m quinas contra defeitos de isolamento Devido a apresentar uma corrente baixa no primeiro defeito tamb m apresenta como ponto forte a seguran a contra os riscos de inc ndio e explos o sendo estes m nimos e Boa compatibilidade eletromagn tica interliga o das massas e em princ pio s uma liga o terra e Um defeito fase terra n o provoca um curto circuito 6 2 4 Inconvenientes e Necessita de pessoal de manuten o para vigil ncia permanente da instala o e procura r pida do primeiro defeito de isolamento e Necessita de um bom n vel de isolamento da rede implicando a fragmenta o da rede se esta for muito extensa e para recetores com correntes de fugas elevada por exemplo recetores com grande acoplamento capacitivo terra necess ria a sua alimenta o atrav s de transformadores com enrolamentos separados Diversos aparelhos com filtro capacitivo t m o mesmo efeito que uma rede extensa que utilizada o regime IT Um exemplo claro s o os equipamentos de inform tica impressoras computadores monitores quando ligados mesma deriva o monof sica Estes filtros antiparasitas s o obrigat rios pela norma europeia sobre CEM Compatibilidade Eletromagn tica estando instalados em aparelhos e produzindo em modo monof sico correntes de fuga permanentes a 50Hz que podem alcan ar os 3
127. vas por exemplo uma caixa isolante ou revestimento isolante a prote o por meio de barreiras tamb m uma medida de prote o bastante implementada por assegurar a prote o contra contatos diretos Estes equipamentos devem possuir o grau de prote o de no m nimo IP2X para a abertura de portas e gavetas necess ria a utiliza o de uma chave ou instrumento a coloca o pr via fora de tens o das partes ativas a interposi o autom tica de uma prote o ecr que s pode ser retirada com a ajuda de uma chave ou instrumento as partes met licas devem ser conetadas terra a prote o partilhada por meio de obst culos ou coloca o fora do alcance por afastamento Estas medidas n o s o consideradas uma prote o completa no entanto s o utilizadas nas instala es el tricas Prote o contra os contatos diretos em baixa tens o 29 Terceira categoria S o medidas complementares que resultam na quebra de fornecimento de energia Consistem na utiliza o de disjuntores diferenciais de alta sensibilidade Todas as medidas descritas anteriormente s o de car ter preventivo e a experi ncia mostra que podem falhar por diversas raz es e falta de manuten o e imprud ncia e utiliza o anormal de um isolante e contato acidental Uma medida para eliminar parte dos riscos acidentais consiste na utiliza o de dispositivos diferenciais de corrente diferencial de alta sensibilidade lt 30mA

Vantagens/Inconvenientes para

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