O aterramento é um dos primeiros conceitos que encontramos ao estudar engenharia elétrica. A necessidade de introdução de aterramento de proteção é devido ao fato de que uma condição necessária para operação de qualquer instalação elétrica é o fechamento forçado de todos os seus componentes condutores para o chão.
O princípio de aterramento
Sabe-se que o engenhoso é, na esmagadora maioria dos casos, simples. Da mesma forma com o aterramento. Baseia-se em várias disposições extremamente simples e óbvias.
Eles se resumem ao fato de que:
- tem a garantia de evitar a quebra do isolamento do corpo condutor da instalação elétrica e uma diminuição perceptível da sua resistência;
- potencial golpe no corpo não tem sinais externos visíveis;
- ao tocar em tais partes, uma pessoa está sob a influência de um alto potencial;
- o fator marcante é a corrente que surge no momento de tocar a superfície condutora e flui pelo corpo humano até o solo;
- a corrente pode ser reduzida a um nível seguro apenas reduzindo a DIFERENÇA de potencial entre o elemento condutor e terra, para o qual basta ligar à força as partes metálicas da caixa à terra com um fio com uma pequena resistência.
Como resultado, durante a quebra do isolamento, a corrente simplesmente vai principalmente para o solo e não passa pelo corpo humano. Isso é ilustrado graficamente na Figura 1.
Por que a resistência da Terra é pequena
De acordo com a lei de Ohm, a corrente sempre flui em malha fechada. Neste caso - de um pólo da usina ao eletrodo de aterramento através da instalação elétrica com seu sistema de aterramento. Neste caso, a baixa resistência de aterramento da instalação não é garantia de uma pequena resistência do ramal reverso do circuito em questão. Na verdade, a resistividade do solo é grande o suficiente e, à primeira vista, o efeito de desviar o corpo humano por elementos de aterramento não ocorre.
Apesar de toda a validade desse raciocínio, ele não leva em consideração uma circunstância. Neste caso, o efeito é que devido à seção transversal extremamente grande, quase infinita do meio entre os aterramentos eletrodos da usina e instalação elétrica, a resistência do ramo reverso do nosso circuito fechado será bastante pequena.
Isso permite:
- o sistema de aterramento para desempenhar qualitativamente suas funções de proteção;
- garantir alta confiabilidade de sua implementação devido à ausência de interrupções
- economize significativamente na colocação de um cabo adicional conectando as chaves de aterramento da instalação e da usina.
Características do dispositivo de aterramento
O aterramento protetor desempenha suas funções qualitativamente apenas se houver pouca resistência de transição entre o eletrodo de aterramento ao qual a unidade está conectada e o aterramento.
Isso é alcançado:
- área de alto contato, que, por sua vez, é fornecida por várias placas rigidamente conectadas por soldagem, Figura 2;
- aprofundando os eletrodos abaixo da profundidade de congelamento (a resistência específica do solo congelado aumenta drasticamente).
Para cumprir a última condição, eletrodos de aterramento verticais de até 3 m de comprimento são adequados, Figura 3.
Além disso, a resistência de aterramento não deve exceder 4 ohms. Este último é determinado pelo fato de que a resistência do corpo humano é de pelo menos várias centenas de ohms, ou seja, duas ordens de magnitude mais altas.