Sistemas Eletricos solidamente aterrados em Baixa Tensão - Setembro 1986 – Paulo de Tharso S. Castro

O aterramento do neutro, solidamente, dos sistemas elétricos em tensões abaixo de 1 Kvca, em especial

em subestações industriais de processo ou utilidades, é de fundamental importância para diminuir os estragos

causados aos equipamentos pelas correntes de curto circuito, para permitir a operação seletiva de relés de

terra e para evitar o aparecimento de sobretensões transitórias de valor elevado. Sistemas acima de 1Kv a 15Kv

são normalmente aterrados através de resistores, selecionados de maneira que num curto fase-terra, exista

corrente necessária para sensibilizar os relés de terra. Vários esquemas de relés são disponíveis para se obter

uma proteção eficiente contra curtos monofásicos.

O melhor deles, sem duvida, é o esquema diferencial, função Ansi 87, extremamente rápido e sensível e

também altamente seletivo. Consiste de dois ou mais jogos de transformadores de corrente que comparam as

correntes que entram e saem numa dada parte do sistema. Se houver um curto circuito monofásico dentro da

área abrangida pelos transformadores de corrente, haverá um desbalanceamento das correntes e a bobina de

operação do relé será sensibilizada. A sua rapidez de operação é excelente, da ordem de 3 ciclos. O conceito

pode ser estendido aos alimentadores e linhas de distribuição através de um esquema denominado proteção por

fio piloto.

Os relés de sobrecorrente em arranjo residual, função Ansi 51N são também largamente usados na

proteção de sistemas elétricos industriais contra curto circuitos fase-terra. O ultimo arranjo, denominado

Ground Sensor – Sensor de terra, função Ansi 50GS é mais rápido e mais sensível, pois não está sujeito aos

erros de corrente que podem existir nos circuitos residuais dos transformadores de corrente. Os relés de

sobrecorrente residuais ou “ground sensor” podem ter características temporizadas ou instantâneas.

Os esquemas de proteção diferencial 87 são inerentemente seletivos, enquanto que os arranjos em

cascata de relés de sobrecorrente residuais e de terra devem aguardar, no plano tempo-corrente, uma

determinada margem de tempo (folga de coordenação: 200 a 400 milissegundos) a fim de coordenarem

seletivamente, isolando a parte desejada da área com defeito. Esta margem é estabelecida para uma corrente

igual a corrente de curto-circuito fase-terra da área. Como os transformadores ligados em Delta-Estrela DY

isolam a circulação das correntes fase terra, os intervalos de coordenação são reiniciados em tempo.

Quando existem vários relés de terra em série, a atuação e retirada do defeito podem apresentar

tempos da ordem de segundos, que à base dos conceitos de energia incidente são considerados excessivamente

longos e inadmissíveis. Como os valores de corrente de curto circuito monofásico em sistemas de baixa tensão

solidamente aterrado podem atingir valores elevadíssimos, da ordem de 20 a 50 KA nos sistemas industriais,

muitos profissionais sugerem a instalação de resistores em baixa tensão a despeito de sobretensões

transitórias de 5 a 6 vezes a tensão nominal.

Sistemas Eletricos solidamente aterrados em Baixa Tensão - Setembro 1986 – Paulo de Tharso S. Castro

Achamos que a solução a ser projetada e testada seria a instalação de um disjuntor 52 instalado no

aterramento solido, em paralelo com um resistor de aterramento. Desta forma a operação contínua em caso

normal, seria como se o sistema fosse solidamente aterrado, mas no caso de um defeito fase-terra de

proporções suficientes para acionar o disjuntor, este abriria e através de contatos auxiliares faria alarme ou

isolaria a área atingida. Desta forma teríamos uma solução de operação sem desequilíbrios de tensão e uma

limitação da energia incidente causada por arco de um defeito fase-terra.

TF 2000 Kva13.8 - 0.48Kv

RS5252

52

13.8Kv

0.48Kv

Delta-EstrelaAterramento Solido

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