Como Determinar o Tamanho Adequado de Condutores de Terra, Cabos de Aterramento e Eletrodos de Terra

Calcule o Tamanho do Condutor de Continuidade de Terra, Cabo de Aterramento e Eletrodos de Terra?

Para fins de aterramento, o tamanho do condutor de continuidade de terra, cabo de aterramento e eletrodos de terra depende dos cabos de fiação usados no sistema. O exemplo resolvido abaixo tornará o ponto fácil de entender: como determinar o tamanho adequado do condutor de terra, cabo de aterramento e eletrodos de terra em uma instalação específica.

Encontrando o Tamanho do Condutor de Terra, Cabo de Aterramento e Eletrodo de Terra em Fábrica (Exemplo Resolvido)

Abaixo está o exemplo resolvido para instalação de aterramento em fábrica. O layout é mostrado abaixo na fig 1.

Exemplo:

Encontre o tamanho adequado do condutor de terra, cabo de aterramento e eletrodo de terra para sistema de aterramento nas instalações da fábrica. Detalhes e descrição da carga dada (dispositivos e equipamentos elétricos na fábrica) a seguir:

1. Motores

• 2 unidades de 50cv, 415V trifásicos, indução; cabo conectado: 19/.064.
• 1 unidade de 20cv, 415V trifásica, indução; cabo: 7/.064.
• 2 unidades de 15cv, 415V trifásicas, indução; cabo: 7/.052.
• 3 unidades de 10cv, 240V monofásicas, indução; cabo: 19/.052.
• 12 unidades de 2cv, 240V monofásicas, indução; cabo: 7/.036.

2. Transformador

Há um transformador de 250kVA, trifásico 11kV/400V (abaixador) instalado na fábrica, cujo neutro deve ser aterrado. Tamanho dos cabos conectados ao BT (Baixa Tensão) é 37/.083.

3. Nível de Água

Nível de água profundo cerca de 30 pés.

Solução:

Encontrando o Tamanho do Condutor de Terra:

Layout do sistema completo de aterramento da fábrica mostrado na fig 2 abaixo. Aqui, a maior fonte possível de corrente de falta é o transformador; portanto, pelo menos uma placa de aterramento deve ser instalada próxima ao transformador e a localização adequada para instalação da placa de aterramento (para transformador) é mostrada na fig 2 (Posição A).

Como o nível de água é profundo cerca de 30 pés, devemos cavar cerca de 30 pés e ambas as placas podem ser instaladas no mesmo poço (fazendo isso, não precisamos de dois poços, além de reduzir o custo de instalação). No entanto, para melhores fins de segurança, outro poço de cerca de 12 pés pode ser cavado (na Posição B) próximo à posição A para instalação da segunda placa de aterramento. Certifique-se também que a rega seja possível quando necessário.

Um ponto de conexão próximo ao quadro principal de distribuição é feito no ponto C. O segundo ponto em D e o terceiro em E, logo abaixo da combinação de chave fusível e acima da canaleta de cabos.

Estes pontos são conectados via fios passando pelas canaletas. Como o exemplo está totalmente relacionado ao aterramento de aparelhos elétricos apenas, portanto, existem dois condutores de continuidade de terra separados em toda a fábrica (condutores de continuidade de terra de outras obras metálicas, como quadros de distribuição de fusíveis, chaves fusíveis e outra fiação elétrica não são mostrados na fig devido à complexidade).

• Leia também: Tipos de Fiação Elétrica

Após a seleção adequada das placas e pontos de conexão, agora podemos encontrar o tamanho adequado do condutor de continuidade de terra e cabo de aterramento com a ajuda da tabela 1 abaixo. Nesta tabela, o tamanho adequado do condutor de continuidade de terra é dado para cada tamanho de cabo. Para simplificar, todo o esquema de aterramento da fábrica é dividido em três seções.

Explicação de cada seção a seguir:

Seção A:

Conforme tabela 1:

• Condutor de continuidade de terra para motor 50cv (cabo 19/.064) = 4 SWG
• Condutor de continuidade de terra para motor 20cv (cabo 7/.064) = 10 SWG
• Condutor de continuidade de terra para motor 15cv (cabo 7/.052) = 12 SWG
• Condutor de continuidade de terra para motor 10cv (cabo 19/.052) = 6 SWG

Nesta seção, o maior motor é 50cv; portanto, o par central de condutor de continuidade de terra deve ser capaz de passar qualquer valor de corrente de falta produzido no motor. Nesta seção, como cada motor de 50cv é instalado na extremidade final do sistema de distribuição, o tamanho de cada condutor de continuidade de terra ao redor desta seção é 4 SWG. Os tamanhos adequados dos condutores de continuidade de terra para outros motores menores aos pares principais também são dados na tabela 2.2.

Seção B:

Conforme a tabela, os tamanhos dos condutores de terra são os seguintes para esta seção:

• Condutor de continuidade de terra para motor 10cv (19/.052) = 6 SWG
• Condutor de continuidade de terra para motor 2cv (7/.036) = 14 SWG

O sistema de distribuição nesta seção é projetado de forma que o tamanho de cada condutor de continuidade de terra (do motor 10cv ao ponto de conexão E) é 6 SWG, mas para motores 2cv, o tamanho do condutor de terra é 14 SWG. Haveria um caminho seguro se falta ocorrer no lado do motor 10cv.

Seção C:

O tamanho dos condutores de continuidade de terra para esta seção é:

• Condutor de continuidade de terra para motor 5cv (7/.052) = 12 SWG
• Condutor de continuidade de terra para motor 10cv (7/.036) = 14 SWG

O tamanho do condutor de continuidade de terra do motor 15cv ao ponto de conexão D é 12 SWG, enquanto para motores 2cv (cada), o tamanho do condutor seria 14 SWG.

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Encontrando o Tamanho dos Cabos de Aterramento:

Agora podemos encontrar o tamanho adequado dos cabos de aterramento. Como o tamanho do cabo do transformador no lado BT é 37/.083, podemos usar fio de cobre 3/0 SWG (ou tira de cobre 3/16 x ¾ ou 1/8 pol). Se falta ocorrer no transformador, a corrente de falta fluirá através da placa de aterramento A ou B ou ambas ao mesmo tempo, dependendo também da resistência de aterramento.

Portanto, os cabos de aterramento devem ser capazes de passar a corrente de falta. Para este propósito, devemos usar 3/0 SWG para todos os cabos de aterramento do transformador para C, C para A, C para D, e D para B. Como a corrente de falta do transformador não fluirá nos fios entre E e D, seu tamanho deve ser 4 SWG (igual ao grande condutor de continuidade de terra conectado a E).

Encontrando o Tamanho para Placas de Terra e Eletrodos de Terra

Como ambas as placas de terra estão abaixo do nível de água, portanto, tamanho de placa 2ft x 2ft x 1/8 é mais adequado para cada placa principal e secundária. A continuidade deve ser verificada após testar o sistema, mas também considere a resistência de terra.

Se a resistência de terra aumentar acima de 1Ω, nesse caso, placas adicionais podem ser usadas em paralelo com a placa secundária para minimizar a resistência total do sistema de aterramento.

Tabela 1. Condutores de Aterramento

Tamanho de fio de cobre e tira para condutor de continuidade de terra e cabos de aterramento.

Tabela 2.

Tamanho do Fio de Terra em SWG e Eletrodo de Terra para Motores e Outros Aparelhos, Dispositivos e Equipamentos Elétricos.
Nota: Realize teste de continuidade para instalação de aterramento para garantir que tudo está funcionando como esperado.

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