Aterramento de Blindagem de Cabos

Objetivo do Artigo deste Tema

O objetivo da coluna deste mês é esclarecer alguns pontos importantes sobre aterramento de blindagem de cabos, uma vez que é frequente a dúvida: devo aterrar uma extremidade ou ambas?

Algumas normas sobre o tema

Apresenta-se a seguir algumas normas referentes ao tema aqui discutido:

• NBR-14039
• IEEE Std 525
• IEEE Std 575

Implicações de se aterrar uma ou duas extremidades

Quando se aterra apenas uma extremidade do cabo, não circula corrente induzida na blindagem. Entretanto, ainda assim, existe a circulação das correntes devido às próprias capacitâncias.

Ao se aterrar ambas as extremidades, além das correntes devidas às capacitâncias próprias, existem também as correntes induzidas devidas aos campos magnéticos que vão circular pela blindagem. A circulação de corrente pela blindagem promove um aquecimento adicional do cabo e contribui para a diminuição da capacidade do cabo.

Condições de Análise

A análise do aterramento da blindagem do cabo deve ser feita em duas condições: (a)  Em regime e (b) Em curto-circuito.

Limitações Normativas

Quando a blindagem é aterrada em apenas uma extremidade, em regime, a norma NBR-14039 limita em 50 V para instalações internas e 25 V para instalações externas. A norma IEEE Std 525 limita em 25 V. O objetivo de se limitar a este valor deve-se a problemas de faiscamento.

Durante curto-circuitos, quando aterrada em apenas uma extremidade as tensões induzidas acabam ficando muito elevadas e outras técnicas e dispositivos são comumente aplicados. 

Um dispositivo comumente aplicado é o SVL (Sheath Voltage Limiter), que nada mais é do que um protetor de surto que tem a finalidade de limitar a sobretensão na blindagem/capa.

Conforme norma IEC 60229-2007, as capas suportam, 4 kV/mm limitados a 10kV – 1min (para sobretensões de 60 Hz – em regime e em curto-circuito).

Alguns Tipos de Soluções

Podem ser citadas entre outras as soluções:

1. Aterramento em apenas uma extremidade (Figura 1)
2. Aterramento em ambas as extremidades (Figura 2)
3. Seccionamento da blindagem – Figura 3
4. Cross-bonding – Figura 4
5. Etc

As figuras seguintes ilustram esses tipos de solução.

A figura 5 ilustra o perfil típico da tensão quando é utilizado o cross-bonding.

Conclusões

1 – A escolha do tipo de solução depende de alguns fatores, tais como comprimento do lance, seção transversal do cabo, ampacidade (carga do circuito) e da corrente de curto-circuito.

2 – Para facilitar a aplicação, a tabela 1, extraída da norma IEEE Std 525, nos apresenta os comprimentos máximos para aterramento em apenas uma extremidade.

3 – Idealmente, deve-se modelar o sistema num software de transitórios eletromagnéticos, como por exemplo o ATP/ATPDraw, para se determinar a escolha do melhor tipo de solução.No treinamento de transitórios eletromagnéticos, é ensinado como avaliar o aterramento da blindagem utilizando o software ATP/ATPDraw. Caso precise evoluir neste tema, entre em contato através do email [email protected] e você receberá as informações mais detalhadas sobre o tema.

Sobre o autor:

Cláudio Mardegan é CEO da EngePower Engenharia, Membro Sênior do IEEE, Membro do Cigrè | [email protected]