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Jun 24, 2023

Sistema

O aterramento é a propriedade mais fundamental de todos os tipos de equipamentos elétricos. Existem muitos artigos de qualidade sobre assuntos específicos na In Compliance Magazine e em outras publicações, em grande parte

O aterramento é a propriedade mais fundamental de todos os tipos de equipamentos elétricos. Há muitos artigos de qualidade sobre assuntos específicos na revista In Compliance e em outras publicações, principalmente sobre aterramento em nível de placa de circuito impresso (PCB). Este artigo enfoca um caminho menos percorrido, o aterramento no nível do sistema, que é o aterramento dos equipamentos em uso real nas fábricas.

Existem vários aspectos importantes do aterramento, incluindo segurança, descarga eletrostática (ESD), interferência eletromagnética (EMI) e integridade do sinal. Embora esta e outras revistas tenham publicado artigos detalhados sobre um ou mais desses assuntos, este artigo combina todos eles para ajudar os usuários de equipamentos e fabricantes de ferramentas a compreender o que é importante e como alcançar o desempenho ideal no solo. Este artigo não cobre aterramento de PCB (existem muitos artigos excelentes sobre este assunto) e ferramentas portáteis com isolamento duplo que não possuem aterramento.

A segurança está sempre em primeiro lugar. Muitos especialistas em ESD e EMI não possuem treinamento profissional em segurança elétrica. Este artigo está longe de ser um guia de segurança abrangente e não cobre todos os pontos importantes de segurança. O objetivo desta seção é chamar a atenção dos especialistas em ESD e EMI em fábricas e projetistas de ferramentas sobre segurança elétrica que, de outra forma, podem não estar cientes de que o aterramento é um item de segurança. Recomendo fortemente que aqueles que lidam com esses assuntos façam um curso de segurança elétrica, façam amizade com eletricistas licenciados da fábrica ou participem de um comitê de segurança da fábrica. Neste artigo, vamos apenas arranhar a superfície e abordar o básico.

Então, por que o aterramento é um elemento de segurança? Como exemplo, vamos considerar uma peça típica de equipamento industrial, como um manipulador de circuito integrado (IC) ou uma máquina pick-and-place com tecnologia montada em superfície (SMT) (ou qualquer outra ferramenta com a qual você esteja familiarizado). Cada uma dessas ferramentas obtém energia da rede elétrica CA, o que significa que normalmente entre 100 VCA e 440 VCA entra no equipamento. Se um fio energizado dentro de tal máquina ou ferramenta se soltar por qualquer motivo, ele poderá tocar e energizar (ou seja, fornecer tensão) uma peça de metal à qual o operador tenha acesso. Agora esta parte metálica, como o invólucro, está sob alta tensão. O operador pode ser facilmente eletrocutado simplesmente tocando em tal peça.

É aqui que o aterramento vem em socorro. Se todas as peças metálicas acessíveis ao operador estiverem devidamente aterradas, um fio solto energizado que toque tal peça causará efetivamente um curto-circuito em qualquer tensão viva para o aterramento, e a corrente excessiva resultante acionará o disjuntor para cortar a energia da ferramenta. Para que tudo isso funcione, estas condições devem ser atendidas:

Todos os condutores acessíveis ao operador devem ser aterrados1; e

Quão condutivo deve ser um caminho de aterramento para acionar o disjuntor? Existem vários padrões e diretrizes sobre este assunto, mas a resposta essencial é que o caminho de aterramento deve ser pelo menos tão condutivo quanto os caminhos vivos ou neutros. Se o seu cabo de alimentação utilizar fios de alimentação AWG12 (ou 2 mm de diâmetro), você não poderá ter fios de aterramento mais finos do que isso. Um onipresente fio verde AWG18 simplesmente não serve.

Todos os fios de aterramento dentro da ferramenta devem ser tão grossos quanto os fios de alimentação que entram nela? Não necessariamente. Em locais onde o aterramento é feito para outros fins que não a segurança (por exemplo, ESD/EMI) e onde não há condutores condutores de tensão, os fios de aterramento podem ser selecionados com base em outros critérios (veja mais adiante neste artigo).

Mais frequentemente do que o desejado, os fios terra e neutro são invertidos na fiação da instalação ou na fiação interna do próprio equipamento. Isto faz com que a corrente de retorno flua através do terra e não através do fio neutro, resultando em uma infinidade de problemas funcionais, além de ser um problema de segurança. Um verificador de saída de três LED onipresente não consegue detectar isso. A maneira mais fácil de verificar isso é medir a corrente CA no fio terra que entra no equipamento usando um simples alicate de corrente CA (certifique-se de identificar corretamente o fio terra). Se a corrente de aterramento do equipamento exceder 0,1 A durante a operação, uma investigação será necessária. Isto não leva em conta a corrente de fuga excessiva no equipamento, mesmo que a fiação esteja correta.