fsr04aterramento

7/29/2019 FSR04Aterramento

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Jos Osvaldo S. Paulino 1

Conceitos bsicos sobreaterramentos

(Estudo Tcnico 2: Aterramento de cercas e currais.)


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PROGRAMA:

x

Conceitos bsicos sobre aterramento.x Segurana pessoal.

x

Aterramento de torresx Proteo de cercas e currais contra raios.


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FINALIDADE DOS SISTEMAS DE ATERRAMENTOFINALIDADE DOS SISTEMAS DE ATERRAMENTO

Segurana ou ProteoSegurana ou Proteo: partes metlicas no energizadas

Limitar potenciais produzidos:

Segurana dos seres vivos

Proteo de equipamentos


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Servio ou FuncionalServio ou Funcional: parte integrante dos circuitos

Ponto neutro de transformadores 3 (Y)

Neutro das redes de distribuio

Eletrodo de retorno de circuitos eltricos CA (MRT)

Eletrodo de retorno em sistemas CC

Plano de terra de sistemas de comunicao

Contra descargas eletrostticas

Contra interferncia eletromagntica


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DEFINIES

Terra: Massa condutora de solo que envolve o eletrodo

de aterramento

Eletrodo de aterramento: elemento condutor metlico

ou conjunto de elementos condutores interligados, emcontato direto com a terra de modo a garantir ligao como solo

Condutor de ligao: condutor empregado paraconectar o objeto a ser aterrado ao eletrodo deaterramento ou para efetuar a ligao de dois ou mais

eletrodos


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Eletrodos de aterramento isolados: eletrodos deaterramento suficientemente distantes uns dos outros paraque a corrente mxinma susceptvel de ser escoada por um

deles no modifique sensivelmente o potencial do outro

Eletrodos de aterramento interligados: eletrodos de

aterramento que possuam ligao (intencional ou no) e queinteragem eletricamente

Sistema de aterramento: sistema formado por um ou maiseletrodos de aterramento, isolados ou no, visando atendernecessidades funcionais ou de proteo


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Terra remoto: massa condutora de solo distante osuficiente de qualquer eletrodo de aterramento para queseu potencial eltrico seja sempre igual a zero

Elevao de potencial de terra (EPT): diferena depotencial entre o eletrodo de aterramento e o terraremoto quando por este eletrodo flui corrente para a

terra, ou seja, a tenso produzida no eletrodo deaterramento quando este dispersa corrente terra emrelao ao terra remoto

Resistncia equivalente de aterramento (Req): relaoentre a elevao de potencial de terra de um eletrodo e acorrente por este injetada no solo


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Aterramentos eltricos

Porque os sistemas eletricos so

aterrados?


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Controle de sobretenses.

Segurana pessoal.

Proteo contra descargas

atmosfricas.


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Conceito de referencial:

V


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V

V

Conceito de referencial


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VFN VFF

VFF = 3 .VFN

Controle das sobretenses


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VFN

VFF

VFF

VFF



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VFN

VFN

VFN

VFF

I



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Segurana Pessoal


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CHOQUE ELTRICO

Corrente alternada (60 Hz).

Tempo de circulao maior que trs segundos.Corrente passando pelo:

torax (pulmo e corao)

ou pelo crebro.


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CHOQUE ELTRICO

1 mA - Limiar de sensibilidade - Formigamento5 a 15 mA - Contrao muscular - Dor15 a 25 mA - Contraes violentas - Impossibilidade de soltar

o objeto (fio) - Morte aparente - AsfixiaRespirao artificial

25 - 80 mA - Morte aparente - Asfixia - Fibrilao ventricularRespirao artificial - Massagem cardaca

Maior que 80 mA - Desfibrilao eltrica.Corrente de ampres - Queimaduras e morte.


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Efeitos fisiolgicos da corrente

alternada (15Hz a 100Hz) -pessoas com mais de 50kg

0,1 a 0,5mA Leve percepo superficial 0,5 a 10mA Ligeira tetanizao do brao

10 a 30mA No perigosa se interrompida em

menos de 5 segundos

30 a 500mA Paralisia estendida dos msculos do

trax, com sensao de falta de ar e tontura.

Possibilidade de fibrilao ventricular se a

descarga se mantiver por mais de 200 ms Acima de 500mA Parada cardaca, salvo

interveno imediata de pessoal especializado.


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Resistncia do corpo humano

Medida entre duas mos.

Mos secas: R = 5000

Mos midas: R = 2500

Mos molhadas: R = 1000

Mos imersas na gua: R = 500


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Proteo contra choques eltricos

Contatos diretos contato com partes metlicas

normalmente sob tenso (partes vivas)

Contatos indiretos contato de pessoas ou

animais com partes metlicas normalmente no

energizadas (massas), mas que podem ficarenergizadas devido a uma falha de isolamento.


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Medidas de proteo

QualquerCircuito protegido por dispositivo

DR de alta sensibilidade

AtivaCom-

plem.

Advertida

qualificada

Distanciamento das partes vivas

acessveis

Passiva

Advertida

qualificada

Obstculos removveis sem

ferramenta

PassivaParcial

ComumInvlucros ou barreiras removveis

apenas com ferrramenta

Passiva

ComumIsolao das partes vivas sem

possibilidade de remoo

PassivaTotal

Tipo de

pessoa

SistemaTipo de

medida

Proteo


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Proteo contra contatos indiretos

1. Proteo por dupla isolao2. Proteo por locais no condutores

3. Proteo por ligao equipotencial

4. Proteo por separao eltrica


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CHOQUE ELTRICO

Corrente perigosa: I = 20 mA

V = R x I

Mos secas: V = 100 V

Mos midas: V = 50 VMos molhadas: V = 20 VMos imersas na gua: V = 10 V


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Aterramento dos equipamentos eltricos.

Fio terra Tomada de

trs pinos


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Aterramento dos equipamentos

eltricos: curto-circuito para a carcaa.

Terra

Fase

Neutro

Curto circuito


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Equipamento sem fio terra.

127 V

Fase

Neutro Aterramento

do Neutro

Resistncia

da lmpada

Resistncia

da pessoa

Carcaa do

equipamento


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Equipamento sem fio terra.

127 V

Fase

Neutro

Resistncia

da lmpadaResistncia

da pessoa I


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Equipamento com fio terra.

127 V

Fase

Neutro Aterramento

do Neutro

Resistncia

da lmpada

Resistncia

da pessoa

Carcaa do

equipamento

Fio terra


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Equipamento com fio terra.

127 V

Fase

Neutro

Resistncia

da lmpadaResistncia

da pessoaI

Fio terra

I


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Com o fio terra:

A corrente do circuito aumenta muito

e a proteo (disjuntor/fusvel) ir desligaro circuito;

A corrente que circula pelo corpo da pessoa muito pequena porque ela ficou em

paralelo com o fio terra.


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Sem o fio terra:

A corrente do circuito no aumenta

e a proteo (disjuntor/fusvel) no ir desligaro circuito;

A corrente que circula pelo corpo da pessoapode ser elevada.


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Aterramento dos equipamentos eltricos

A grande dvida :

Em instalaes que no tem tomada de trs

pinos, onde ligar o fio terra?


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Sistema de terra Eletrodo de aterramento condutor ou conjunto de

condutores em contato eltrico com o solo

Condutor de proteo (PE) massas, 3o. Pino das tomadas Condutor PEN proteo e neutro da rede de BT externa

Terminal ou barra de aterramento principal (TAP)

Resistncia de aterramento total do TAP terra Condutor de aterramento liga TAP ao eletrodo de terra

Ligao equipotencial principal, suplementar, e isolada

Condutor de equipotencialidade da ligao equipotencial

Condutor de proteo principal liga PE ao TAP


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Tenso de contato e de passo Tenso de contato - Tenso que uma pessoa possa ser

submetida ao tocar simultaneamente, em um objeto

sob tenso e em outro elemento que se encontra numpotencial diferente

Tenso de passo Parte da tenso de um eletrodo de

aterramento qual poder ser submetida uma pessoanas proximidades do eletrodo, cujos ps estejam

separados pela distncia equivalente a um passo

50 V (secc. rpido) 25 V (secc. lento)

Tenso limite (UL):


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eltricos.

?

FaseNeutro

Terra

fio verde

Resistncia

Conector

A d i


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eltricos.

Terra

Neutro

Fase

Neutro Fase

TerraNeutroFase

Terra


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Esquemas TN Ideais para instalaes com

subestao ou gerador

prprio No esquema TN-C:

h economia de um condutor

utiliza o condutor PEN

Somente pode ser usadoquando S10mm2 em cobre

e S16mm2 em alumnio que

no utilizem cabos flexveis

No se admite o uso dedispositivos DR

Fase 220V

220V

220V

Zero V

Zero V

Rompi-

mento do

PEN


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Malhas de aterramento simples

Hastes na vertical.

Cabos na horizontal.


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Materiais para aterramento


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Haste de aterramento

2,4 e 3,0 m de comprimento.

Cobreadas ou zincadas (galvanizadas)


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ELETRODOS ELEMENTARES

Eletrodo Hemisfrico na Superfcie do Solo

Eletrodo hemisfrico metlico Superfcie do solo


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I (A)

J (A/m2)

x (m)

U = 0 V(terra remoto)

DENSIDADE DE CORRENTE NO SOLO


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I (A)

U (V)

x (m)

U = 0 V(terra remot

EPT (V)

Tenso medida na superfcie

do solo a partir do eletrodo


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I (A)

U (V)

x (m)

U = 0 V(terra remot

EPT (V)

)(

)()(

AI

VEPTR =

Conceito de resistncia

de aterramento


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A superfA superfcie esfcie esfricarica

Do ponto de vista matemtico, a esfera no

espao R confundida com o slido

geomtrico (disco esfrico) envolvido pela

mesma, razo pela qual muitas pessoas

calculam o volume da esfera. Na maioria

dos livros elementares sobre Geometria, aesfera tratada como se fosse um slido,

herana da Geometria Euclidiana.


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A superfA superfcie esfcie esfricarica A esfera no espao R o conjunto de todos os pontos do

espao que esto localizados a uma mesma distncia

denominada raio de um ponto fixo chamado centro. Umanotao para a esfera com raio unitrio centrada na origemde R :

S = { (x,y,z) em R: x + y + z = 1 }

Do ponto de vista prtico, a esfera pode ser pensada como

a pelcula fina que envolve um slido esfrico. Em umlimo esfrico, a esfera poderia ser considerada a pelculaverde (casca) que envolve a fruta.


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Quando indicamos o raio da esfera pela letra R e o centro

da esfera pelo ponto (0,0,0), a equao da esfera dadapor:

x + y + z = R

A rea total da Esfera dada por:

Sesfrico = 4 R

Logo em um Eletrodo hemisfrico tem-se:

Shemisfrico = 2 R

A superfA superfcie esfcie esfricarica


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Esfera deEsfera de influnciainfluncia dede umumEletrodoEletrodo SimplesSimples

Gradientes de PotencialGradientes de Potencial


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Gradientes de PotencialGradientes de Potencial

Determinao analtica da Raterramento:


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Ex.: Aterramento realizado por semi - esfera metlica de raio

a. Considera - se o TERRA ideal como sendo uma casca

semi - esfrica metlica de raio b.

U

a b

i

1=

Aplica - se U entre os eletrodos e verifica - se Raterramento entre ae

b quando b tende a infinito.

Verifca - se que i ser radial e do eletromagnetismo


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Verifca se que i ser radial e, do eletromagnetismo,

podemos igualar a tenso U com a integral do campo eltrico,ento:

aa

R

baI

UR

ba

idr

r

idr

JdrEU

oaterrament

oaterrament

b

a

b

a

b

a

.2..2

1

b""Se

11

.2

1

11

.2..2.

2

==

==

====


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Tipos de Sistemas de AterramentoTipos de Sistemas de Aterramento


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0,5 m

Cabos enterrados

L


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Malhas simples


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Parmetros importantes da malha

Resistncia de aterramento.

Equalizao de potenciais.

Impedncia de aterramento.


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Medio da resistividade do solo

Solo de uma camada

a

R

= 2. . .a R

Medidor Universal:


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U

~ I

+ E -

b

a a a

C1 C2P1 P2


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MM

todo dos Quatro Eletrodos outodo dos Quatro Eletrodos ou

MMtodo detodo de WennerWenner


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Mtodo dos quatro eletrodos de Wenner

m][

44

2

4

21

4

2222

+

+

+

=

ba

a

ba

a

ra

a

m][2 raa ou


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MMtodo dos dois Pontostodo dos dois Pontos


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Medio da resistividade do solo

Solo de mais de uma camada: mtodo grfico

a = 2, 4, 6, 8, 16, 32, 64 e 128 m.

1

2

3

h1

h2

Medio da resistncia de aterramento


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Medio da resistncia de aterramento.

A

20 a 40 m

60 m

V

Empregando telurmetro (terrmetro)


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Empregando telurmetro (terrmetro)

CPMalha

Raterramento

A

VRaterr =.

x(m)

P3P2P1 P4

Zonas de influncia dos eletrodos Malha e C

Terra remoto

A

VC1 P1 P2 C2

Terrmetro

Distncia eletrodo-C2

maior que 6D

D-maior dimenso doeletrodo

Corrente de medio de5 mA at 40 mA

Medio da resistncia de aterramento


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20 m 40 m 60 m

R

()

Medio da resistncia de aterramento.

Erro mais comum (medida desejada pelo cliente)


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CPMalha

Raterr.

A

VR

aterr=.

x(m)

P3P2P1 P4

Zonas de influncia dos eletrodos Malha e C

Terra remoto

Valor medido errado, menor

do que o verdadeiro

Erro mais comum (medida desejada pelo cliente)

distncia entre o eletrodo medido e C, insuficiente

Ex.:

1 haste :


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l

hastedadimetro:

)(4

ln

.2

6

dd

l

l

R

lD

s

h=

l

Malha:

=

=

+=

)(condutores

)(

)(443,0

6

2

mL

mareaA

LA

R

lD

solosolo

m

MTD-20KW

Digital. De 3 dgitos. Mede resistncia


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de aterramento, tenses esprias eresistividade especfica do terreno pelo

mtodo de Wenner. Sistema automtico

de controle de corrente injetada no

terreno. Alarme indicador de corrente

insuficiente.

Escala: 0-20/200/2.000/20.000 Exatido: 1% do valor lido 1% do

fundo de escala.

Resoluo: 0,01 Alimentao: 9 pilhas grandesTamanho: 290 x 155 x 130mmPeso: 2,1kg (3,6kg)

EXEMPLO DE TELURMETRO COMERCIAL


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EXEMPLO DE TELURMETRO COMERCIAL

Limitaes

Se a resistncia (impedncia)das conexes ou dosaterramentos for muito

grande, apresenta indicaode OUT OF RANGE

Pode sofrer interfernciasde correntes esprias no solo

3 terminais

universal

(4 terminais)

Empregando alicate de terra


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p ega do a cate de te a

Instrumento alicate demedio de resistncia

de aterramento

Aterramentoa medir

Demaisaterramentos

interligados ao

aterramento a medir

RA R1 Rn-1 Rn

Cabos de conexo considerados com resistncia desprezvel

Equao de definio da resistncia de aterramento medida RA


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quao de de o da es st c a de ate a e to ed da A1

11

111

++++=

nn

AM

RRRRR L

erro do mtodo de medio

RM

resistncia do aterramento medidoRA

resistncia do aterramento em anliseR1

resistncia do aterramento 1 (qualquer)

Rn-1 resistncia do aterramento n-1 (qualquer)Rn

resistncia do aterramento n (qualquer)

EXEMPLO DE ALICATE DE ATERRAMENTO


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EXEMPLO DE ALICATE DE ATERRAMENTO

COMERCIAL

Limitaes

S pode ser aplicado emsistema multi-aterrados

Se a resistncia (impedncia)das conexes ou dosaterramentos for muito

grande, apresenta indicaode OUT OF RANGE

Clculo do valor da resistncia de aterramento


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L

2a

RL

L

a=

2

41

. .(ln

.)

Clculo do valor da resistncia de aterramento.


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Duas equaes para a resistncia de uma haste


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q p

)(4

ln.2

4 =d

l

lR

s

)(14

log2

5

=

a

l

lR

e

s

0 1000 2000 3000 4000 500

500

1000

1500

2000

R4 ( )

R5 ( )

Diferena inferior a 6 %



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1 2 3 N

a > L

aL

Req = (R/N).K

N K

2 1,163 1,19

4 1,36

8 1,68

Resistncia de aterramento de sistemas multi hastes


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Rtotal = Rhaste x F / Nmero de hastes


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81/97


S/2

2.L

RL

La

LS

SL

SL

SL

= + + +

44 4 2

2 16 512

2

2

4

4. .

(ln . ln .. . .

)



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S/2

Anel: dimetro do fio = d

D

RD

D

d

D

S= +

2

8 42

. .(ln

.ln

.)

Mtodo Seletivo com uso de


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Mtodo Seletivo com uso deAlicate AmperAlicate Ampermetrometro


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87/97


88/97


89/97

A liA li d d t d SPDAt d SPDA


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AplicaAplicao dos mo dos mtodos a SPDAtodos a SPDA

A liA li d d t d SPDAt d SPDA


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AplicaAplicao dos mo dos mtodos a SPDAtodos a SPDA


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O uso dos Dispositivos DRO uso dos Dispositivos DR


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O uso dos Dispositivos DRO uso dos Dispositivos DRLei 8078/90, art. 39-VI11, art. 12, art. 14, e norma ABNT NBR5410/97. RESPONSABILIDADE CIVIL

Desde dezembro de 1997, obrigatrio no Brasil, em todas asinstalaes eltricas, o uso do dispositivo DR (diferencial residual)nos circuitos eltricos que atendam aos seguintes locais: banheiros,cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, reas de servio e reasexternas.

O dispositivo DR um interruptor automtico que desligacorrentes eltricas de pequena intensidade (da ordem decentsimos de ampre), que um disjuntor comum no conseguedetectar, mas que podem ser fatais se percorrerem o corpohumano.

Dessa forma, um completo sistema de aterramento, que proteja aspessoas de uma forma eficaz, deve conter, o dispositivo DR.


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