Ligação à terra do grupo gerador

Uma ligação à terra incorreta pode provocar disparos desnecessários dos interruptores diferenciais na passagem para o gerador. Um exemplo frequente é a ligação neutro–terra ser feita tanto no quadro geral como no gerador; nesse caso, parte da corrente de neutro regressa pelo condutor de proteção e o diferencial interpreta-a como corrente de fuga.

Os erros de ligação à terra provocam disparos intempestivos ou proteções que não disparam quando deviam. Uma ligação à terra correta responde claramente a três perguntas:

1. Como são ligadas à terra a estrutura e as partes metálicas?
2. Em que ponto é o neutro do gerador ligado à terra?
3. O ATS comuta o neutro?

Estas decisões devem ser tomadas no projeto elétrico, em conjunto com o sistema de ligação à terra da instalação.

Três funções distintas: proteção, serviço e equipotencialidade

• Ligação à terra de proteção: Chassis, canópia, invólucros dos quadros, linhas metálicas de combustível. Estas partes, que normalmente não estão sob tensão, são ligadas ao condutor de proteção (PE). Em caso de defeito de isolamento, limitam a tensão de contacto.
• Ligação à terra de serviço (do sistema): O ponto de estrela (neutro) do gerador é ligado à terra. A corrente de defeito pode regressar à fonte e o fusível, o disjuntor ou o interruptor diferencial dispara.
• Ligação equipotencial: Tubagens metálicas, caminhos de cabos e elementos estruturais são ligados entre si. Não surgem diferenças de tensão perigosas entre eles.

Sistemas de ligação à terra (IEC 60364)

Sistema	Definição breve	Atenção no gerador
TN-S	Neutro e condutor de proteção separados em toda a instalação	Ligação neutro–terra num único ponto
TN-C-S	PEN numa parte, depois separação em N e PE	Após o ponto de separação, N e PE não se devem unir
TT	Neutro da fonte ligado à terra, massas com elétrodo próprio	A proteção diferencial é essencial
IT	Fonte isolada da terra ou ligada através de impedância elevada	Aplicações especiais, exige controlo de isolamento

O sistema utilizado varia consoante o país, a empresa distribuidora e a instalação; por exemplo, em alguns países predomina o sistema TN e noutros (como a França) o TT. A ligação do gerador deve ser concebida de acordo com o sistema existente.

Ligação neutro–terra e número de polos do ATS

O exemplo inicial é o erro mais frequente: a ligação neutro–terra feita no local errado ou em mais do que um ponto. A corrente de neutro circula também pelo condutor de proteção. Os interruptores diferenciais disparam sem motivo aparente. A isto somam-se interferências e corrosão.

• ATS de 4 polos (neutro comutado): O gerador comporta-se como uma fonte separada. A ligação neutro–terra é normalmente feita no gerador.
• ATS de 3 polos (neutro comum): A rede e o gerador utilizam o mesmo neutro. A ligação neutro–terra é normalmente feita apenas no quadro geral de distribuição, num único ponto. A ponte no gerador é retirada.

A escolha depende do sistema de ligação à terra da rede, da proteção diferencial e da regulamentação local. Sobre o ATS, consulte o nosso artigo O que é um ATS.

Secção do condutor de proteção

Tabela simplificada da IEC 60364-5-54, aplicável quando o condutor de proteção é do mesmo material que o condutor de fase:

Secção do condutor de fase (S)	Secção mínima do condutor de proteção
S ≤ 16 mm²	S
16 mm² < S ≤ 35 mm²	16 mm²
S > 35 mm²	S ÷ 2

Trata-se de uma abordagem geral. A secção exata é calculada com base na corrente de curto-circuito e no tempo de corte, ou definida de acordo com a regulamentação em vigor.

Elétrodo e resistência

O elétrodo pode ser uma vareta cravada, uma fita enterrada ou uma ligação à terra de fundação. A resistência de terra varia com o tipo de solo, a humidade e a estação do ano. O valor medido no verão, em solo seco, pode ser claramente superior ao medido no inverno.

A resistência necessária é definida em função do sistema. Por exemplo, nos sistemas TT, segundo a IEC 60364-4-41:

RA × IΔn ≤ 50 V

RA é a soma das resistências do elétrodo e do condutor de proteção; IΔn é a corrente diferencial estipulada de funcionamento do interruptor diferencial. Para um diferencial de 300 mA, obtém-se RA ≤ 50 ÷ 0,3 ≈ 167 Ω. Na prática, os valores de projeto são muitas vezes mantidos muito abaixo disto. Nos sistemas TN, a impedância da malha de defeito deve ser suficientemente baixa para que o dispositivo de proteção dispare no tempo exigido.

Casos especiais

• Obras e grupos rebocáveis: Em cada nova localização, o elétrodo é novamente cravado e medido. “Já medimos na obra anterior” não é válido. Ver gerador para obras.
• Geradores portáteis: A necessidade de ligação à terra depende do modo de utilização; toma-se como referência o manual do fabricante.
• Grupos em paralelo: Podem surgir correntes de circulação entre os neutros. A ligação à terra do neutro deve ser concebida ao nível do sistema.
• Sala do gerador: O barramento equipotencial é ligado a todas as partes metálicas da sala. Ver sala do gerador e instalação.

Medição e verificação periódica

A resistência de terra é medida por pessoas habilitadas, com aparelho calibrado e por métodos normalizados, como o método de três pontos (queda de potencial). Verificam-se também a continuidade e o aperto das ligações. Com o tempo, a vibração pode desapertar a ligação à terra no chassis do gerador. Em muitos países, incluindo a Turquia, a verificação periódica das instalações de ligação à terra nos locais de trabalho é exigida por lei; a periodicidade e o método são definidos pela regulamentação aplicável. Na manutenção, as ligações à terra também devem ser verificadas; ver manutenção periódica.

Lista de verificação

• O sistema de ligação à terra da instalação (TN-S, TN-C-S, TT) está definido?
• A localização da ligação neutro–terra e o número de polos do ATS constam do projeto?
• A ligação neutro–terra existe num único ponto?
• O chassis, a canópia e os invólucros dos quadros estão ligados ao condutor de proteção?
• A secção do condutor de proteção foi calculada?
• A resistência de terra foi medida e registada?
• A proteção diferencial é adequada ao tipo de sistema?
• Nos grupos móveis, é feita uma nova medição em cada localização?

Este artigo tem fins meramente informativos. O projeto e a medição da ligação à terra devem ser realizados por engenheiros eletrotécnicos habilitados, de acordo com a regulamentação em vigor.

Próximo passo

A equipa da Terex Diesel pode trabalhar com o autor do seu projeto nas questões da ligação do neutro do gerador e da configuração do ATS. Para informações sobre produtos e ligações, contacte-nos.