Como fazer um circuito de terra numa casa privada - cálculo e instalação de circuitos

A ligação à terra numa casa isolada, cálculos de circuitos e instalação de sistemas são essenciais para a segurança doméstica. A ligação à terra só cumprirá a sua função completa se o circuito for correctamente seleccionado e se todos os regulamentos e requisitos forem cumpridos. A instalação "faça você mesmo" requer conhecimento dos princípios de concepção e das regras de fabrico.

Uma casa privada precisa de ser ligada à terra?

Ao utilizar qualquer aparelho eléctrico em casa, há sempre o risco de o isolamento dos fios ser danificado ou curto-circuitado. Em tal caso, qualquer contacto humano com a zona de perigo resulta num choque eléctrico que pode terminar tragicamente. A corrente tende sempre para a terra e o corpo humano torna-se o condutor que liga o aparelho danificado à terra.

O que é que o aterramento proporciona? Essencialmente, é um sistema que proporciona o caminho mais curto para a corrente eléctrica. De acordo com a lei da física, escolhe o condutor com a mais baixa resistência eléctrica e o circuito tem esta propriedade. Quase toda a corrente é encaminhada para o eléctrodo de terra e, portanto, apenas uma fracção da mesma passará através do corpo humano e não pode causar qualquer dano. Desta forma, um circuito de ligação à terra garante a segurança eléctrica. Os documentos regulamentares (GOSTs, SNiPs, PUEs) especificam que qualquer edifício residencial privado deve estar equipado com ele para rede CA acima de 40 V e rede CA acima de 100 V.

Para além de garantir a segurança, um sistema de ligação à terra aumenta a fiabilidade e a durabilidade dos aparelhos. Assegura o funcionamento estável das instalações, protege contra sobretensões e várias perturbações da rede e reduz a influência de fontes externas de radiação electromagnética.

A ligação à terra não deve ser confundida com pára-raios (pára-raios). Embora o princípio seja semelhante, eles têm uma função diferente. Os pára-raios funcionam ao desviar uma descarga atmosférica para o solo quando atingem uma casa. Isto cria uma carga eléctrica poderosa, que não deve entrar na rede interna, pois pode simplesmente derreter o fio ou o cabo. É por isso que a linha do pára-raios parte dos receptores no telhado num circuito externo e não deve sobrepor-se à linha de ligação à terra, a linha interna. O pára-raios e a linha de ligação à terra podem ter um circuito subterrâneo comum (se houver uma reserva na secção transversal), mas a cablagem deve ser separada.

Esquemas de ligação à terra: Qual é o melhor?

O sistema de ligação à terra de uma casa isolada depende do tipo de rede de alimentação da mesma. Na maioria dos casos, é um sistema TN-C. Tal sistema é assegurado por um cabo de dois fios ou uma linha aérea de dois fios a uma tensão de 220 V e um cabo de quatro fios ou uma linha de quatro fios a 380 V. Por outras palavras, uma fase (L) e um condutor de terra protector combinado (PEN) estão ligados à casa. Em redes completas e modernas, o condutor PEN é dividido em condutores separados - o condutor de trabalho ou condutor neutro (N) e o condutor de protecção (PE) - e a alimentação é feita por uma linha de três ou cinco fios, respectivamente. Dadas as opções acima referidas, o esquema de ligação à terra pode ser de 2 variedades.

Sistema TN-C-S

Proporciona a separação do alimentador PEN em condutores paralelos. Para este efeito, o condutor PEN é dividido no cubículo de entrada em 3 barramentos: N ("neutro"), PE ("terra") e um barramento divisor para 4 ligações. Além disso, os condutores de N e PE não podem entrar em contacto um com o outro. O barramento de PE é ligado ao corpo do invólucro e o condutor N é montado em isoladores. O circuito de ligação à terra é conduzido ao separador de barramento do autocarro. Uma ligação transversal de pelo menos 10 mm² (secção transversal de cobre) é instalada entre o condutor N e a barra de terra. O neutro e a terra não se cruzam na cablagem subsequente.

Informação! É importante notar que este sistema só é eficaz com um dispositivo de corrente residual (RCD) e um dispositivo de corrente residual (RCB).

Sistema CT

Neste sistema, não é necessário dividir os condutores, uma vez que os condutores neutros e os condutores de terra já estão separados numa rede adequada. A ligação correcta é simplesmente feita no recinto. O circuito de ligação à terra está ligado ao condutor de PE (núcleo).

A questão de qual o sistema de fundamentação é melhor não tem uma resposta clara. Um sistema TT é mais simples de instalar e não requer quaisquer dispositivos de protecção adicionais. No entanto, a grande maioria das redes funciona de acordo com o princípio TN-C, forçando a utilização do esquema TN-C-S. Além disso, não é raro encontrar instalações de dois fios em casa. Com a ligação à terra em TN, o recinto desses aparelhos torna-se vivo quando o isolamento falha. A ligação à terra do TN-C-S é então muito mais fiável.

O que é um laço de terra: definição e construção

Um laço de terra é uma construção especial de baixa resistência feita de materiais condutores de electricidade que permite a descarga instantânea de corrente eléctrica para o solo. É composto por 2 partes interligadas - um sistema interior e um exterior. A sua ligação fiável é feita no painel eléctrico de entrada.

O sub-sistema exterior deve ser concebido para permitir a transferência do sinal eléctrico para o solo e a sua distribuição por uma área. Baseia-se em vários eléctrodos enterrados no solo e ligados entre si por meio de placas. A partir das placas, um barramento com uma secção transversal suficiente conduz ao painel eléctrico, onde é ligado ao sub-sistema interno. Cada eléctrodo é um pino de metal enterrado (martelado) a uma certa profundidade.

O sub-sistema interno é a cablagem do circuito de terra em toda a casa. Os condutores da ramificação do quadro de distribuição desligam-se para as tomadas, para as caixas dos dispositivos eléctricos potentes, e para a rede metálica (tubos). Os condutores individuais são combinados num barramento comum que é ligado ao barramento do circuito externo.

O princípio do circuito de ligação à terra é bastante simples. A carga eléctrica acumulada em elementos metálicos (invólucros de instalações, tubagens, acessórios, etc.) quando o isolamento dos condutores de rede é danificado ou induzido por fontes externas, corre através dos fios do subsistema interno, que tem baixa resistência eléctrica, para o circuito do subsistema externo. Através dos eléctrodos enterrados no solo, "flui" para o solo. A terra, por sua vez, tem uma enorme capacidade que lhe permite "absorver" livremente tais fugas de electricidade.

Tipos de circuitos de ligação à terra

A fim de "afundar" rapidamente a corrente no solo, o subsistema exterior redistribui-a por vários eléctrodos dispostos numa determinada ordem para aumentar a área de dissipação. Existem 2 tipos principais de ligação de circuitos.

Triângulo - circuito fechado

Este caso envolve 3 pinos ligados em tiras num triângulo isósceles. A distância entre os eléctrodos é escolhida de acordo com este princípio: a distância mínima é o comprimento da parte subterrânea do eléctrodo (profundidade), a máxima é de 2 profundidades. Por exemplo, para uma profundidade de enterro padrão de 2,5 m, o lado do triângulo é escolhido entre 2,5-5 m.

Linear

Esta versão é composta por vários eléctrodos dispostos em linha ou semicírculo. Um circuito aberto é utilizado quando a área da parcela não permite a formação de uma figura geométrica fechada. A distância entre os pinos é 1-1,5 vezes a profundidade. A desvantagem deste método é o aumento do número de eléctrodos.

Estes tipos são mais comummente utilizados para ligação à terra de uma casa privada. Em princípio, um circuito fechado pode ser formado sob a forma de um rectângulo, polígono ou círculo, mas será necessário um maior número de pinos. A principal vantagem dos sistemas fechados é que eles continuam a funcionar plenamente quando o feixe entre os eléctrodos é quebrado.

Importante! O circuito da linha funciona de acordo com o princípio da cadeia da margarida e os danos no saltador colocam uma determinada secção do mesmo fora de serviço.

Regras e requisitos para um circuito de ligação à terra

Para que o circuito de terra funcione eficientemente, tem de obedecer a certas regras:

1. O contorno exterior deve estar a pelo menos 1 m e não mais de 10 m de distância da casa. A distância ideal é de 2-4 metros da fundação.
2. A profundidade dos eléctrodos deve ser escolhida dentro de 2-3 m. Um pedaço de pino de 20-25 cm de comprimento é deixado na superfície para uma ligação de tira.
3. É colocado um barramento com uma secção transversal mínima de 16 mm² desde o painel de entrada até ao circuito.
4. Os eléctrodos são ligados uns aos outros apenas por soldadura. No painel, a ligação pode ser feita com parafusos.
5. A resistência total do sistema não deve exceder 4 Ω para 380 V e 8 Ω para 220 V.

O circuito externo de ligação à terra é colocado no solo, o que implica grandes exigências na sua concepção. Deve ser posicionado abaixo do nível de gelo do solo, uma vez que o inchaço do solo irá empurrar os eléctrodos para fora. Durante a operação, a corrosão não deve destruir o metal e aumentar excessivamente a sua resistência eléctrica. A força das varas deve permitir que sejam empurradas para terreno duro.

Cálculos de ligação à terra para uma casa privada: fórmulas e exemplos

Os cálculos de ligação à terra para uma casa privada baseiam-se em fórmulas para calcular a resistência ao fluxo de corrente para eléctrodos. Apresentam-se a seguir exemplos.

Resistência do solo

Para uma única vara, a fórmula aplica-se:

onde ρ eq é a resistividade equivalente de um único solo (seleccionado do Quadro 1 para o solo específico);

• L - comprimento do eléctrodo (m);
• d - diâmetro do eléctrodo (m);
• T - distância do centro do eléctrodo até à superfície do solo (m).

Quadro 1

Dimensões e distâncias para eléctrodos de terra

O número de eléctrodos de um laço pode ser calculado utilizando a fórmula onde

Rn é a resistência total máxima permitida do circuito (para rede 127-220 V - 60 Ohm, para rede 380 V - 15 Ohm), Ψ é o coeficiente climático (determinado a partir do Quadro 2).

Quadro 2

Os tamanhos dos eléctrodos são seleccionados de acordo com as condições e recomendações reais:

• tubo - espessura mínima da parede de 3 mm, diâmetro de acordo com a disponibilidade de material;
• haste de aço - diâmetro mínimo de 14 mm
• ângulo - espessura da parede 4 mm, tamanho - sujeito à disponibilidade de material;
• Faixa de ligação de eléctrodos - largura - pelo menos 10 mm, espessura - mais de 3 mm.

A profundidade do enterro (comprimento dos eléctrodos) é escolhida na condição de que deve ser pelo menos 15-20 cm abaixo do nível de gelo. O comprimento mínimo é de 1,5 m. O espaçamento dos pinos é de 1-2 comprimentos de eléctrodos e a distância mínima é de 2 metros.

Desenho de um diagrama

Os trabalhos de ligação à terra numa casa isolada começam com a organização do diagrama de ligação à terra. O mais popular é um sistema triangular fechado. Três eléctrodos compõem os seus vértices, e as restantes varetas são escavadas nos seus lados entre os vértices. Se a área próxima da casa não permitir a construção de tal circuito, os eléctrodos são instalados numa linha, num semicírculo ou numa "onda". Deve notar-se que a eficiência de um arranjo triangular é muito maior.

Materiais para circuitos de ligação à terra

Um laço de terra deve ter uma alta resistência mecânica, baixa resistência eléctrica e a possibilidade de fazer uma ligação segura. Além disso, o custo é um factor importante na selecção de um material.

Parâmetros e materiais dos pinos

Os eléctrodos ou pinos de terra são geralmente feitos de perfis de aço. O material é atractivo, porque pode ser levado para o solo simplesmente martelando. A sua resistência eléctrica é bastante satisfatória com uma secção transversal suficiente. Os pinos podem ser feitos a partir dos seguintes materiais:

1. Vara. A escolha mais comum é uma haste com um diâmetro de 16-18 mm. Os vergalhões não são recomendados, uma vez que estão sujeitos a moldagem, o que leva a um aumento da resistência específica. Também a superfície ondulada resulta numa utilização ineficiente da secção transversal da haste.
2. Ângulo. O tamanho mais comum é um canto de 50x50 mm com uma espessura de parede de 4-5 mm. A parte inferior é afiada para facilitar a martelagem.
3. Tubo com mais de 50 mm de diâmetro com uma espessura de parede de 4-5 mm. Os tubos de paredes espessas são recomendados para solos duros e regiões com secas frequentes. Os buracos são perfurados no fundo de um posto deste tipo. Quando o solo seca, a água salgada é vertida no tubo para aumentar a capacidade de dispersão do solo.

Do que fazer uma ligação metálica a partir de

Os eléctrodos conduzidos para a terra são ligados uns aos outros por uma ligação metálica. Pode ser feito a partir dos seguintes materiais:

1. Tira ou fio de cobre com uma secção mínima de 10 mm².
2. Fita ou fio de alumínio de secção transversal de pelo menos 16 mm².
3. Tira de aço com uma secção transversal mínima de 48 mm².

A tira de aço com dimensões (25-30)x5 mm é a mais comum. A sua principal vantagem é que pode ser soldado de forma fiável a eléctrodos. Quando um condutor de metal não ferroso é utilizado como ligação, os parafusos são soldados aos pinos, nos quais as barras do autocarro são fixadas.

Como fazer você mesmo um interruptor de ligação à terra

A instalação de terra pode ser feita por si mesmo. Todos os passos são descritos abaixo.

Selecção de um sítio

Deve estar numa parte da propriedade perto da casa que não seja frequentada por pessoas ou animais de estimação desnecessariamente. O contorno não deve estar a menos de 1 metro dos alicerces do edifício. Esta área deve ser preferencialmente vedada com uma sebe baixa. Todos os pontos de eléctrodo são marcados no solo. Normalmente é construído um triângulo isósceles regular.

Obras de terraplanagem

Ao longo de todas as marcações, é escavada uma vala de 0,5-0,6m de profundidade. Uma vala semelhante é escavada durante a colocação do barramento que liga o circuito ao armário de alimentação eléctrica.

Montar a estrutura

Comece por conduzir nos pinos a uma profundidade predefinida (normalmente 2-2,5m), como mostra o diagrama. Um andador metálico é soldado na parte de cima dos pinos. Uma faixa é soldada ao eléctrodo mais externo (o ápice de um triângulo) e colocada na trincheira que vai para a casa.

Entrando na casa

O barramento do circuito é inserido no painel eléctrico de entrada. É feito um furo na extremidade para uma ligação aparafusada. Aqui liga-se o condutor correspondente do cabo. Num sistema TN-C-S, o barramento é ligado a um distribuidor de barramento.

Verificação e monitorização

O controlo é efectuado através da medição da resistência eléctrica de todo o circuito. Não deve exceder os valores padrão

É frequentemente utilizado um método de teste simples. Uma lâmpada incandescente de 100-150 W é ligada - uma extremidade à fase e a outra à terra. Uma luz clara indica uma boa instalação. Se o brilho for fraco, verificar a qualidade das juntas. Se a lâmpada não brilhar, a montagem não foi efectuada correctamente.

Kits de ligação à terra pré-fabricados para casas particulares

A instalação "faça você mesmo" pode reduzir significativamente o custo de um sistema de ligação à terra. No entanto, os kits prontos a usar permitem acelerar o trabalho e aumentar a fiabilidade do circuito. Pode destacar tais modelos:

1. ZandZ - Um ou mais eléctrodos de aço inoxidável. A profundidade de enterro permitida é de até 10 m. O preço depende do comprimento dos pinos. O preço médio de um conjunto com eléctrodos de cinco metros é de 23500 rublos.
2. Galmar - tem eléctrodos com até 30 m de comprimento. O preço médio é de 41.000 rublos.
3. Elmast. Este sistema é fabricado na Rússia e adaptado às condições operacionais russas. Preço - a partir de 8000 rublos.

Importante! Existem muitos modelos no mercado russo, o que lhe permite fazer a melhor escolha. A profundidade de condução dos seus eléctrodos varia de 5 a 40 m. A gama de preços é de 6000-28000 rublos.

Características dos esquemas de ligação à terra de 220 V e 380 V

Os esquemas de ligação à terra para a introdução de redes a 220 e 380 V têm algumas diferenças. O circuito externo de tais sistemas é exactamente o mesmo. A diferença reside no encaminhamento dos cabos e na entrada na casa. No caso de uma rede de 220 V, é introduzida uma linha de dois fios. Um condutor é dividido em neutro e terra e o outro é instalado em isoladores.

No caso de uma rede de 380 V, uma linha de quatro fios é normalmente adequada. Um condutor é dividido da mesma forma que no caso anterior, e os outros 3 condutores são montados em isoladores e isolados um do outro. Os condutores de fase e o neutro são encaminhados através de um RCD e de um dispositivo de corrente residual.

Erros comuns de instalação

Segundo os peritos, os seguintes erros são frequentemente cometidos durante instalações não autorizadas:

1. Tentativa de proteger os eléctrodos da corrosão por pintura. Este método é inaceitável, uma vez que evita o transbordamento para o solo.
2. Ligação da ligação do metal de aço aos pinos com parafusos. A corrosão quebra rapidamente o contacto entre os elementos.
3. A distância excessiva do laço da casa, o que aumenta significativamente a resistência do sistema.
4. Utilização de um perfil demasiado fino para os eléctrodos. Após um curto período de tempo, a corrosão causa um forte aumento da resistência do metal.
5. Contacto de condutores de cobre e alumínio. Neste caso, a ligação deteriora-se devido à corrosão por contacto.

Se forem detectados defeitos no desenho, estes devem ser remediados imediatamente. Um aumento excessivo da resistência eléctrica ou uma perturbação na continuidade do circuito perturba a operação de ligação à terra. Um circuito não pode garantir a segurança.

Um circuito de ligação à terra é essencial para uma casa privada. Esta construção garantirá a segurança eléctrica dos ocupantes e evitará acidentes trágicos. No entanto, é preciso lembrar que a eficácia da ligação à terra depende do cálculo correcto, da escolha dos circuitos e da execução da instalação. Se houver alguma dúvida sobre as suas próprias capacidades, é melhor usar um kit pronto a usar.

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