Aterramento Múltiplo Protetor (PME) – TN-C-S – (MEN) e PNB
O que é Terra Protetora Múltipla (PME)?
A Terra Protetora Múltipla (PME) é um método de aterramento de segurança onde o condutor de continuidade da terra (fio de terra) nas instalações do consumidor está conectado tanto ao sistema local de aterramento quanto ao condutor neutro da alimentação. Também conhecido como TN-C-S ou Terra Neutra Múltipla (MEN), este sistema garante que, se o fio neutro quebrar, as correntes de falha ainda possam retornar à fonte de forma segura através da conexão de aterramento, minimizando o risco de choque elétrico e outros perigos.
No sistema de aterramento PME (ilustrado abaixo), o neutro de alimentação serve a um duplo papel: fornece aterramento protetor e atua como o condutor neutro. Além disso, o condutor neutro é aterrado em vários pontos no lado da alimentação. A seção subsequente deste artigo discute as implicações de um condutor PEN em circuito aberto (uma quebra no neutro da fonte), incluindo medidas de proteção e riscos potenciais associados ao PME.
O que é TN-C-S PME?
TN-C-S PME (Terra Protetora Múltipla) é uma configuração específica de um sistema de distribuição elétrica onde a fonte de alimentação externa é diretamente aterrada em vários pontos ("T" = Terre, francês para "terra" ou "ground"). No lado da instalação do consumidor, as partes condutivas do equipamento são conectadas via cabos de proteção de circuito (CPC) tanto ao neutro de alimentação (N) quanto ao sistema de aterramento.
A designação "C-S" indica que os condutores neutro (N) e terra protetora (PE) estão combinados (C) na rede da fonte de alimentação e separados (S) na instalação do consumidor.
Componentes Chave do TN-C-S PME
T: Terre ("terra/ground") — O sistema tem uma conexão direta e independente com a terra separada dos condutores de alimentação.
N: Neutro — O condutor de retorno para a corrente no circuito elétrico.
C: Combinado — Na rede de alimentação upstream (por exemplo, do transformador até o painel principal do consumidor), os condutores neutro (N) e terra protetora (PE) são fundidos em um único condutor chamado PEN (Terra Neutra Protetora).
S: Separado — No painel principal do consumidor ou ponto de distribuição, o condutor PEN se divide em dois condutores independentes:
Neutro (N): Transporta a corrente de retorno.
Terra Protetora (PE): Conecta às estruturas de equipamentos e garante a segurança durante falhas.
Como Funciona o TN-C-S PME
Upstream (Lado da Alimentação):
O neutro e a terra protetora são combinados como um condutor PEN, aterrado na fonte (por exemplo, transformador) e possivelmente em pontos intermediários (aterramento múltiplo).
Downstream (Lado do Consumidor):
No painel principal do consumidor, o condutor PEN é dividido em um neutro (N) e uma terra protetora (PE) separados.
O condutor PE conecta-se a todas as partes condutivas expostas do equipamento (por exemplo, caixas metálicas) para desviar de forma segura as correntes de falha para a terra.
O neutro (N) permanece isolado da terra dentro da instalação do consumidor (exceto por um único ponto de ligação no painel principal para manter a estabilidade de potencial).
Benefícios de Segurança
Proteção contra Falhas: Em caso de falha fase-metal, a corrente flui através do condutor PE para a terra, acionando rapidamente o disjuntor ou fusível.
Segurança em Quebra do Neutro: Se o condutor neutro quebrar upstream, a conexão PEN/PE garante que as partes metálicas expostas permaneçam em potencial de terra, reduzindo o risco de choque elétrico.
Flexibilidade: Combina a simplicidade de um sistema combinado neutro-terra (TN-C) na rede de alimentação com a segurança de um sistema separado (TN-S) nas instalações do consumidor, tornando-o adequado para redes urbanas e instalações de edifícios.
Esta configuração equilibra a eficiência de custo na rede de alimentação com a segurança aprimorada nos ambientes de uso final, sendo amplamente utilizada em residências, comércios e indústrias.
O que é PNB?
PNB, abreviação de Ligação Neutra Protetora, é um método de aterramento semelhante ao sistema PME (Terra Protetora Múltipla), mas com uma diferença-chave: a conexão Neutro-Terra (TN) é estabelecida no lado do consumidor (por exemplo, no painel principal da instalação) em vez de na fonte de alimentação ou no transformador de distribuição.
Em um sistema TN-C-S, PNB (Ligação Neutra Protetora) refere-se à configuração onde os condutores PEN (Terra Neutra Protetora) ou CNE (Terra Neutra Combinada) de consumidores individuais estão conectados à fonte de alimentação (por exemplo, transformador) em apenas um ponto. Este único ponto de ligação garante que as funções neutro e terra protetora estejam combinadas upstream (do transformador até o painel principal do consumidor) e separadas dentro da instalação do consumidor (estrutura TN-C-S).
Considerações Chave para PNB
Requisito de Distância de Terra: A distância recomendada entre o eletrodo de aterramento e o painel principal do consumidor (onde ocorre a ligação neutro-terra) é inferior a 40 metros (≈130 ft.). Para minimizar riscos de tensão em caso de quebra do neutro, esta distância deve ser o mais curta possível, preferencialmente adjacente à barra de ligação de terra do painel principal.
Mecanismo de Segurança: Ao ligar o neutro à terra na instalação do consumidor, o PNB ajuda a estabilizar o potencial do neutro e fornece um caminho de backup para correntes de falha se o condutor neutro upstream falhar. Isso reduz o risco de partes metálicas expostas se tornarem vivas e causarem choques elétricos.
Diferença do PME
Embora ambos, PNB e PME, envolvam a ligação neutro-terra, o PME geralmente envolve vários pontos de aterramento no lado da alimentação (por exemplo, no transformador e ao longo da rede de distribuição), enquanto o PNB se concentra em um único ponto de ligação na localização do consumidor dentro de um quadro TN-C-S.
O PNB é projetado para equilibrar segurança e simplicidade em instalações de menor escala, garantindo conformidade com códigos elétricos, enquanto minimiza o impacto de falhas no condutor neutro em ambientes de uso final.
Por que e Onde o Sistema de Aterramento PME é Utilizado?
De acordo com o ESQCR (Regulamentos de Segurança, Qualidade e Continuidade de Energia Elétrica), os consumidores estão proibidos de instalar condutores PEN em instalações HV/LV; essa responsabilidade cabe ao operador de rede de distribuição independente (DNO). Isso ocorre porque os sistemas PME envolvem configurações de aterramento complexas que exigem gerenciamento profissional para garantir segurança e conformidade.
Principais Benefícios do PME
A principal vantagem do PME é sua capacidade de mitigar riscos durante a quebra do fio neutro (condutor PEN em circuito aberto). Se o neutro falhar, a corrente de falha pode retornar à fonte de alimentação via o caminho paralelo de terra (criado por vários pontos de aterramento). Este caminho de baixa resistência aciona dispositivos de proteção (por exemplo, fusíveis, disjuntores) para disparar, pois a alta corrente devido à baixa resistência derrete o fusível ou ativa o disjuntor. Consequentemente, as partes metálicas expostas permanecem em potencial próximo à terra, eliminando o risco de choque elétrico devido a um neutro quebrado. Sem o PME, uma quebra do neutro deixaria sem caminho de retorno, energizando o fio neutro e apresentando um grave risco de choque.
Aplicações do PME
Empresas de fornecimento de energia e distribuidores frequentemente empregam o PME em áreas rurais ou terrenos desafiadores (por exemplo, áreas montanhosas) onde:
O aterramento de baixa resistência individual para cada edifício é caro ou impraticável.
Obter resistência de loop de terra adequada do transformador aos terminais do consumidor é difícil.
No entanto, o uso de PME requer aprovação escrita das autoridades competentes devido aos seus requisitos técnicos e riscos potenciais.
Dimensionamento de Condutor e Ligação para PME/PNB
Para o aterramento PME, o dimensionamento do condutor deve seguir as regulamentações BS 7671:2018+A2:2022:
Riscos Potenciais do Aterramento PME
Embora o PME aumente a segurança, ele introduz riscos específicos:
Potencial Elevado do Neutro
Se o condutor neutro quebrar (comum em linhas aéreas rurais), toda a metalurgia protetora (por exemplo, cascos de equipamentos) ligada ao neutro pode se energizar. Por exemplo:
Falhas Silenciosas
Diferentemente de falhas óbvias, uma quebra do neutro com PME pode não acionar imediatamente medidas de proteção. O sistema pode permanecer energizado até que alguém toque na metalurgia, levando a choques inesperados.
Requisitos de Mitigação:
Aterramento Múltiplo: O neutro deve ser aterrado em vários pontos no sistema.
Baixa Resistência de Terra: A resistência de cada eletrodo de terra não deve exceder 10 ohms.
Varas de Terra Individuais: Recomendadas para cada instalação para minimizar correntes de falha compartilhadas.
Aprovação de Autoridade: A aprovação formal é obrigatória para garantir o projeto e a manutenção adequados.
Conclusão
O PME é um método de aterramento crítico, mas regulamentado, ideal para áreas com condições de aterramento desafiadoras. Sua eficácia depende da estrita conformidade com padrões de ligação, dimensionamento e manutenção para evitar riscos como potenciais elevados do neutro. Consulte sempre engenheiros qualificados e obtenha aprovação regulatória ao implementar sistemas PME.
