23 jul Circulação de correntes pelo sistema de aterramento
As recomendações das normas nacionais (NBR 5410, NBR 14039), internacionais (IEC, IEEE, NEC) e documentos técnicos se referem aos sistemas de aterramento das instalações como um porto seguro para a manutenção das referências das tensões com o aterramento adequado das fontes e proteção física segura contra os choques elétricos em caso de ocorrência de baixa isolação de algum equipamento das instalações, além da garantia da atuação dos dispositivos de proteção e os dispositivos diferenciais residuais. Nos projetos e execução das instalações efetuadas, mesmo de formas adequadas e conformes, é comum verificar a existência de correntes circulando pelos sistemas de aterramento das instalações, causando preocupação aos usuários.
A primeira condição deve considerar que só ocorrerá corrente no aterramento próxima a zero em situações que possuam equipamentos e instalações com isolação tão alta que superam quaisquer expectativas de correntes de fuga, falhas estruturais e envelhecimento. O uso de um sistema “super isolado” parece longe das expectativas até de instalações concebidas com alto grau de confiabilidade de resiliência. As normas recomendam ajustes dos dispositivos de proteção de correntes com valores da ordem de 10% da corrente nominal da fonte. Assim, um transformador de 1000 kVA com alimentação em 380V, terá uma corrente nominal máxima de 1521 A e pick-up do relé de proteção de fuga à terra de até 152 A, com ajuste fino à critério de cada projeto que normalmente reduz esse valor.
O segundo ponto considera o acompanhamento e preservação dos sistemas de isolamento com programas de manutenção dos equipamentos e instalações de forma adequada, mantendo esses valores em níveis adequados de correntes de fuga.
Um terceiro ponto bastante comum de falha é a inadequação da interligação do neutro ao sistema de aterramento que desconsidera padrões adotados pelas normas considerando um ponto único de interligação, normalmente tratado por BEP.
Outras razões que provocam circulação de corrente no aterramento são as ligações equivocadas entre neutro e terra e interligações entre aterramentos que causam “loops” de corrente. Os efeitos de circulação de corrente podem afetar a instrumentação de processos e falhas nos sistemas de automação e controle.
Poderá também ocorrer atuação intempestiva da proteção por extrapolação dos limites ajustados seja por falhas de componentes e mesmo por transientes de tensão que possam induzir respostas das correntes das cargas que venham atuar a proteção como o registrado na figura 1 que indica a circulação de corrente pelas fases e aterramento da instalação que ocorre após um transiente da tensão da rede. Observam-se as componentes de correntes de terceira harmônica nas fases em vermelho (valores máximos de até 350 A, valores semelhantes às correntes na corrente fundamental em azul) e a corrente de terceira harmônica pelo neutro em lilás de até 1050 A compostas por correntes de terceiras harmônicas nas fases que se somam no sistema de aterramento. O registro da corrente fundamental pelo aterramento em verde indica valores abaixo de 50 A.
Figura 1 – Registro de correntes de fase e aterramento no sistema de aterramento com as correntes fundamentais e de terceira harmônica
Nessa situação ocorreu a atuação da proteção de fuga à terra por conta da passagem pelo sistema de aterramento da corrente de terceira harmônica somada ao condutor de proteção.
Pesquisas efetuadas com análise detalhada da topologia de aterramento em conjunto com medições, normalmente resolvem as anomalias quando os sistemas e componentes do sistema de aterramento se encontram íntegros.
Sobre o autor:
José Starosta é diretor da Ação Engenharia e Instalações e membro da diretoria do Deinfra-Fiesp e da SBQEE. É consultor técnico da revista O Setor Elétrico.
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Fonte: www.osetoreletrico.com.br