Um eletricista verificará os tipos de aterramento em sua primeira visita para instalar uma nova unidade de consumo em uma casa residencial no Reino Unido e o engenheiro de campo verificará os arranjos quando estiver especificando como distribuir eletricidade para uma nova fábrica na Alemanha. O tipo de sistema de aterramento que foi instalado entre o transformador da concessionária e a carga, e o arranjo tanto dos condutores neutro quanto de terra de proteção ditarão como a instalação será protegida contra sobrecorrente/falha de terra (eles precisarão instalar a proteção necessária), a impedância máxima do loop de falha de terra permitida e, em última análise, a velocidade com que uma falha/falha de terra pode ser eliminada e quão rapidamente um invólucro metálico se tornará energizado (ou seja, um invólucro metálico em potencial de terra (/e) pode conduzir essa tensão até que a falha seja eliminada)). TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT são todas notações comuns usadas em instalações e códigos para fins de registro. Compreender as definições associadas a essas abreviações é fundamental para garantir a segurança elétrica em sistemas de eletrificação de baixa tensão (LV).
Por que o Sistema de Aterramento é Importante para Cada Instalação
Um sistema de aterramento fornece um caminho condutivo para uma corrente de falha viajar de um curto-circuito de volta à fonte de eletricidade. Este caminho deve ter uma impedância relativamente baixa para que um dispositivo de proteção (disjuntor ou fusível) possa reagir rapidamente (o tempo de desconexão requerido) quando houver uma condição de falha. Se o sistema de aterramento for selecionado ou aplicado incorretamente, o disjuntor pode nunca desarmar e uma pessoa tocando um aparelho defeituoso pode se tornar o meio de conduzir a corrente de falha para a terra. A Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) classifica os sistemas de aterramento de baixa tensão em IEC 60364‑1, e a mesma classificação é adotada com variações menores em códigos nacionais, incluindo BS 7671 no Reino Unido, AS/NZS 3000 na Austrália e o NEC nos Estados Unidos. Grandes fabricantes elétricos como Schneider Electric e ABB fornecem guias detalhados de aplicação para combinar dispositivos de proteção com sistemas de aterramento.
Os Cinco Tipos Padrão de Sistemas de Aterramento
O sistema IEC usa um código de duas letras. A primeira letra — T ou I — indica como a fonte de alimentação está conectada à terra. A segunda letra — N ou T — indica como as partes condutivas expostas da instalação estão aterradas. Letras adicionais descrevem o arranjo dos condutores neutro e de proteção. A tabela abaixo resume os cinco tipos padrão.
| Sistema | Primeira Letra (Terra da Fonte) | Segunda Letra (Terra da Instalação) | Arranjo do Neutro & PE |
|---|---|---|---|
| TN-C | T — fonte aterrada | N — partes expostas conectadas ao condutor da fonte aterrada | Condutor PEN combinado (Terra de Proteção & Neutro) |
| TN-S | T — fonte aterrada | N — partes expostas conectadas ao condutor da fonte aterrada | Condutores N e PE separados da fonte até a carga |
| TN-C-S | T — fonte aterrada | N — partes expostas conectadas ao condutor da fonte aterrada | PEN combinado a montante, separado em N e PE na entrada da instalação |
| TT | T — fonte aterrada | T — partes expostas aterradas localmente via eletrodo independente | N separado da fonte; PE do eletrodo de terra local |
| IT | I — fonte isolada da terra ou conectada através de alta impedância | T — partes expostas aterradas localmente | Sem conexão direta da fonte à terra; PE local |
TN-C: O Condutor PEN Combinado
As funções de neutro e terra são combinadas em um único condutor (o PEN) ao longo de todo o comprimento desde o transformador até a carga em um sistema TN–C. Isso significa economia de cobre ao usar um condutor em vez de dois; no entanto, cria um risco específico, pois se o condutor PEN se romper ou se separar, haveria tensão total da linha em todas as superfícies metálicas expostas a jusante da ruptura ou separação. Devido a esse ponto, o TN–C geralmente não é permitido para fiação predial além do ponto de entrada de serviço e também não é permitido para circuitos que possuem DRs no lado da carga. Atualmente, a maioria dos usos dos sistemas TN–C ocorre apenas dentro das redes de distribuição da concessionária, e mesmo assim apenas em certos países.
TN-S: Neutro e Terra Separados em Todo o Sistema
Em um sistema TN-S, existem dois condutores (neutro e PE) passando pela instalação desde o transformador de alimentação. As conexões PE ao caminho de terra são independentes e não dependem do neutro estar intacto (ou seja, neutro rompido). O TN-S é frequentemente referido como a configuração/opção TN mais segura para o usuário final e é a forma preferida de configurar ou instalar novos serviços elétricos quando a concessionária fornece um condutor de terra separado. De fato, muitas áreas urbanas antigas que possuem fornecimento elétrico subterrâneo são configuradas como TN-S.
TN-C-S: Aterramento Múltiplo de Proteção (PME)
TN-C-S O Aterramento Múltiplo de Proteção (PME) é comumente usado em residências no Reino Unido. O condutor PEN é o caminho para o fornecimento de energia e possui o fio neutro e terra juntos desde o transformador até a cabeça de serviço, isso ocorre antes do cabo ser separado em fios individuais de terra e neutro na cabeça de serviço, e a terra é aterrada em um eletrodo de aterramento local como medida de segurança. O “múltiplo” significa que o condutor PEN está conectado à terra em vários pontos. Desde que o condutor PEN esteja em boas condições, isso tem a vantagem de fornecer um caminho de corrente de falha de baixa impedância através do sistema, permitindo que os dispositivos de disjuntor desarmem rapidamente. No entanto, existe o risco de falha do condutor PEN, como em um sistema TN-C, resultando em uma parte exposta do sistema ficando energizada (potencialmente em alta tensão) se o condutor PEN se romper antes de ser dividido em fios individuais. Um dos métodos usados para mitigar esse risco é a equipotencialização de quaisquer outras partes condutivas do edifício (tubulações de água/gás, aço de reforço etc.) e o uso de um eletrodo de aterramento local na cabeça de serviço. Nosso guia sobre qual tamanho de disjuntor você precisa explica como a impedância do loop de falha informa a seleção do disjuntor, que é diretamente influenciada pelo sistema de aterramento.
TT: Eletrodo de Terra Local, Sem Terra da Concessionária
O transformador de alimentação em um sistema TT está aterrado, mas o conector de terra para a instalação está ausente. Normalmente, o edifício possui seu próprio eletrodo de terra local — o que geralmente significa uma ou mais hastes cravadas no solo — e qualquer metal exposto dentro do edifício está conectado ao eletrodo de terra local. Como o caminho de falha de volta ao lado da alimentação é através da massa geral da terra, o caminho de falha tem uma impedância relativamente maior do que um condutor plástico. Além disso, devido à alta impedância do circuito de falha à terra, um dispositivo de proteção padrão pode não operar suficientemente rápido para uma falha à terra. Portanto, sistemas TT requerem o uso de dispositivos de detecção de corrente residual (RCDs) para proteção contra falha à terra. Sistemas TT são tipicamente usados em redes rurais aéreas por toda a Europa e Austrália, onde existem estacas/hastes de terra individuais para cada residência.
IT: Fonte Isolada ou Aterrada por Impedância
Um sistema IT separa a alimentação da terra de uma maneira que isola a alimentação da terra ou a conecta através de uma alta impedância. A primeira falha à terra que ocorre no sistema IT não gera corrente de falha significativa, eliminando assim a necessidade de desconectar a alimentação imediatamente. Isso é especialmente importante em salas cirúrgicas médicas, minas e indústrias pesadas; a perda súbita de alimentação resultante da desconexão do sistema IT poderia resultar em consequências catastróficas. Um dispositivo de monitoramento de isolamento (IMD) monitora continuamente a resistência à terra no sistema IT e gera um alarme visível e audível para identificar e localizar a primeira falha antes da segunda falha em outra fase e a criação de um curto-circuito. Sistemas IT não são usados em instalações residenciais ou comerciais gerais, pois são destinados apenas para aplicações de alta confiabilidade.
TN-C-S vs. PME: O Mesmo Sistema, Jargões Diferentes
TN-C-S e PME podem ser considerados como duas palavras diferentes que podem ser usadas para descrever o mesmo tipo de arranjo de distribuição elétrica, pelo menos no que diz respeito ao uso desses termos no contexto elétrico do Reino Unido. Ambos se referem a um arranjo de um condutor PEN combinado que vem do transformador, é dividido na cabeça de serviço e possui múltiplas conexões de aterramento ligadas ao longo do sistema de distribuição. O termo que descreve esse sistema segundo a Comissão Eletrotécnica Internacional é TN-C-S. O termo do Reino Unido PME denota que existem múltiplos pontos de aterramento; portanto, mesmo que não haja diferenças elétricas entre os dois termos, eles são simplesmente uma diferença na terminologia usada para descrever esse sistema. Do ponto de vista de um inspetor ou eletricista, a norma aplicável é a BS 7671 (Regulamentos de Fiação IEE), que usa o termo TN-C-S e estabelece requisitos específicos de ligação e aterramento para instalações que usam esse sistema.
TN-S vs. TT: Quando a Terra Vem da Rede ou de uma Haste
Uma grande diferença prática entre os sistemas TN-S e TT é para onde a Corrente de Falha à Terra é direcionada. O TN-S fornece um caminho de retorno específico através de um condutor metálico de volta ao transformador, garantindo assim uma impedância de loop muito baixa para o disparo magnético rápido do disjuntor, enquanto o Sistema TT depende da Corrente de Falha à Terra retornando através da Terra e de volta ao transformador usando seu eletrodo de terra; portanto, a impedância do loop será sempre maior devido à resistência do caminho da Terra, o que significa que o uso de um DR para fornecer um meio alternativo de desconexão é um requisito ao usar TT. Ao instalar uma nova propriedade residencial, a concessionária especificará se deve usar TN-S ou TT e não o proprietário; portanto, é responsabilidade do instalador determinar qual tipo de sistema existe e escolher os dispositivos de proteção apropriados.
Escolhendo o Disjuntor Certo para Cada Sistema de Aterramento
O Sistema de Aterramento é um fator essencial na determinação do tipo e da classificação do dispositivo de proteção. Em redes TN, com baixa impedância de loop de falha à terra, um disjuntor automático (MCB) pode fornecer desconexão automática em caso de sobrecarga e curto-circuito à terra. No entanto, em redes TT, devido à maior impedância de loop de falha à terra, um disjuntor padrão pode não cumprir os tempos de desconexão exigidos. Portanto, um DR (Dispositivo Diferencial Residual) também será necessário quando a proteção contra fuga à terra for requerida. A HUYU pode fornecer uma gama completa de dispositivos de proteção para todos os 5 tipos de sistemas de aterramento, incluindo MCBs AC para instalações do tipo TN, RCCB e RCBOs quando a proteção contra fuga à terra for necessária, e MCBs DC para o número crescente de instalações Off-Grid e com bateria de backup. O disjuntor e o Sistema de Aterramento representam dois componentes da mesma equação de segurança; se você especificar um sem o outro, deixará a instalação desprotegida.
Perguntas Frequentes
Quais são os 5 tipos de sistemas de aterramento?
De acordo com a IEC 60364, existem cinco tipos de sistemas de aterramento utilizados para proteger baixas tensões: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT e IT. Eles diferem com base em como a fonte é aterrada, como o componente exposto é aterrado e se o neutro é aterrado junto com os condutores de proteção ou separadamente.
Qual é a diferença entre TNC e TNCS?
O sistema TN-C une os condutores neutro e terra de proteção desde a fonte de energia até a carga. Em contraste, com o sistema TN-C-S, os condutores PEN (Terra Neutro de Proteção) são combinados apenas na seção de distribuição e divididos em condutores neutro e terra separados no ponto de fornecimento. As normas de construção tornaram o uso do TN-C obsoleto para edifícios; portanto, quase todas as residências no Reino Unido agora usam TN-C-S (PME) como seu principal sistema de fornecimento elétrico.
Qual é a diferença entre PME e TNCS?
As características elétricas não são muito diferentes entre esses exemplos, pois o Reino Unido chama o arranjo de aterramento de “PME”, enquanto a IEC o chama de “TN-C-S”. Ambos têm o mesmo significado, pois descrevem um arranjo de aterramento que utiliza um condutor PEN combinado desde o transformador na cabeça de serviço e fornece múltiplas conexões locais de eletricidade/aterramento ao longo da distribuição.
O que é o sistema TN-S e TT?
TN-S TT separa os condutores neutros do transformador até a instalação e não possui conexão à terra na alimentação de uma concessionária, utilizando apenas eletrodos de aterramento locais na própria instalação. TN-S fornece uma impedância do circuito de falta à terra menor do que a fornecida pelo TT, portanto o TT requer o uso de dispositivos de corrente residual (RCDs) ou outros meios de proteção contra faltas à terra.
Referências
- IEC 60364‑1 — Instalações elétricas de baixa tensão — Parte 1: Princípios fundamentais, avaliação das características gerais, definições — Comissão Eletrotécnica Internacional.
- Schneider Electric — Guia de Aplicação de Sistemas de Aterramento — Orientação prática sobre seleção de dispositivos de proteção para sistemas TT, TN e IT.
- BS 7671 — Requisitos para Instalações Elétricas (Regulamentos de Fiação IET) — Institution of Engineering and Technology, norma nacional do Reino Unido.
- Construção e Manutenção Elétrica (EC&M) — Artigos sobre aterramento e equipotencialização em instalações comerciais e industriais.
Compreendendo o sistema de aterramento — seja ele TN-C, TN-S, TN-C-S, TT ou IT — é o primeiro passo no projeto de uma instalação elétrica segura. Ele determina o caminho da falta, o tempo de desconexão e o tipo de dispositivo de proteção que deve ser instalado. Para o eletricista, o inspetor ou o engenheiro, o sistema de aterramento não é um detalhe a ser verificado no final do projeto. É o ponto de partida a partir do qual todas as outras decisões de proteção seguem. A HUYU fornece os disjuntores, RCDs e RCBOs que correspondem aos requisitos específicos de cada sistema de aterramento, garantindo que, independentemente de como o edifício esteja aterrado, os dispositivos de proteção sejam corretamente especificados.
