SISTEMAS DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICVAS (SPDA) (NBR 5419/ 2015)

Transcrição

1 CURSO- INSTALAÇÕES ELÉTRICAS SISTEMAS DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICVAS (SPDA) (NBR 5419/ 2015) Norberto Nery

2

3

4

5

6 MPS: Medidas de proteção contra surtos causados por LEMP LEMP: Pulso eletromagnético devido as descargas atmosféricas (lightning electromagnetic impulse) ZPR: zona de proteção contra descargas atmosféricas (raios) Danos materiais (p.e. quebra de concreto no ponto de impacto)

7 Início de incêndio (p.e. árvores, galpões de madeira) Sobreaquecimento no ponto de impacto podendo dar início a pontos quentes (explosões, incêndio)

8 Desligamento de linhas de transmissão e distribuição de energia Falhas em equipamentos eletro-eletrônicos e sistemas instalados na estrutura (TV, computadores, redes, telefones, modems)

9

10 Eletrização por tensão de passo Caminho da corrente

11 Eletrização por tensão de passo Caminho da corrente

12

13

14

15

16 Termos e definições

17 SPDA Interno Medidas de proteção contra surtos MPS Zonas de proteção contra raios ZPR. Estão associadas à parte do espaço confinado onde a severidade dos impulsos eletromagnéticos (LEMPs) são compatíveis com a suportabilidade dos sistemas internos existentes. ZPR0A - Zona susceptível a incidência direta de raios; ZPR0B - Zona protegida pelo SPDA; ZPR1 - Zona susceptível aos efeitos indiretos de raios, onde se encontra o QDP da edificação e geralmente o BEP; ZPR2 - Zona onde se encontram QD ou equipamentos

18

19

20

21 Caixa tipo D para DPS / Eletropaulo

22 SPDA 1- Subsistema de Captação Método do Ângulo de proteção (Franklin) Modelo Eletrogeométrico(Esfera Rolante ou fictícia) (Forma de verificação) Condutores em Malha ou gaiola (Método Faraday) 2- Subsistema de descidas 3- Subsistema de aterramento

23 SUBSISTEMA DE CAPTAÇÃO Ângulo de Proteção : Franklin

24

25

26

27

28

29 Modelo Eletrogeométrico

30

31

32

33 Condutores em Malha ou gaiola (Método Faraday)

34

35

36

37

38

39

40 Subsistema de descidas

41 Subsistema de Aterramento O aterramento, nospda, tem a finalidade de dissipar no solo as correntes dos raios sem provocartensõesdepassoperigosas.

42

43

44

45

46

47 Caixa d'água litros Barrilete Casa de Máquinas Casa de Máquinas

48

49

50

51

52 RISCO DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS Os riscos R1, R2, R3 e R4 devem ser considerados na avaliação da necessidade de proteção contra descarga atmosféricas. R1 - Risco de perda da vida humana (incluindo ferimentos); R2 - Risco de perda de serviço público; R3 - Risco de perda de patrimônio cultural; R4 - Risco de perda de valores econômicos. Para avaliar os riscos, R, os relevantes componentes de risco (riscos parciais dependem da fonte e do tipo de dano) devem ser definidos e calculados. Cada risco, R, é a soma dos seus componentes de risco. Ao calcular um risco, os componentes de risco podem ser agrupados de acordo com as fontes de danos e os tipos de danos.

53

54 Danos e perdas 1 Fontes dos danos A corrente da descarga atmosférica é a principal fonte de dano. As seguintes fontes são distintas pelo ponto de impacto (ver Tabela 1): a) S1: descargas atmosféricas na estrutura; b) S2: descargas atmosféricas perto da estrutura; c) S3: descargas atmosféricas na linha; d) S4: descargas atmosféricas perto da linha.

55 2 Tipos de danos Os danos provocados são: D1 - Ferimentos aos seres vivos por choque elétrico; D2 - Danos físicos; D3 - Falhas de sistemas eletroeletrônicos. 2 Tipos de perdas Perdas provocadas pela descarga atmosférica: L1 - Perda de vida humana; L2 - Perda de serviço ao público; L3 - Perda de patrimônio cultural; L4 - Perda de valores econômicos

56 GERENCIAMENTO DE RISCO Risco tolerável RT Procedimento específico para avaliar a necessidade de proteção

57 Classificação de um SPDA deve ser realizada conforme o nível de proteção adotado para o mesmo. Classificação do SPDA Nível de proteção = Classe do SPDA SPDA NBR 5419/2001 Níveis de Proteção NÍVEL I Estruturas com risco confinado:estações de telecomunicações, usinas elétricas; Estruturas com risco para os arredores:refinarias, postos de combustíveis, fábricas de fogos ou munição; Estruturas com risco para o meio ambiente:indústrias químicas, usinas nucleares, laboratórios bioquímicos. NÍVEL II Estruturas comuns,teatros,escolas, lojasdedepartamentos, áreasesportivas, grejas, bancos, Companhias de seguro, hospitais, casasderepouso, prisões, museus, locaisarqueológicos.

58 NÍVEL III Estruturas comuns:residências,fazendas,estabelecimentos agropecuários, industriais em geral. NÍVEL IV Estruturas comuns:construídas.com.materiais.não.inflamáveis.e.com.pouco.acesso.de.pessoal, contendo no seu interior materiais também não inflamáveis.

59 Nível de proteção e classe do SPDA

60 Nível de proteção e classe do SPDA

61

62

63

64 ÁREA DE EXPOSIÇÃO

65

66 GERENCIAMENTO DE RISCO

67 COMPONENTES DE RISCO À DESCARGAS ATMOSFÉRICAS NA ESTRUTURA a) RA: componente relativo a ferimentos aos seres vivos causados por choque elétrico devido às tensões de toque e passo dentro da estrutura e fora nas zonas até 3 m ao redor dos condutores de descidas. Perda de tipo L1 e, no caso de estruturas contendo animais vivos, as perdas do tipo L4 com possíveis perdas de animais podem também aumentar; NOTA Em estruturas especiais, pessoas podem estar em perigo por descargas atmosféricas diretas (por exemplo, no nível superior de estacionamentos ou estádios). Recomenda-se que estes casos também sejam considerados utilizando os princípios desta Parte da ABNT NBR b) RB: componente relativo a danos físicos causados por centelhamentos perigosos dentro da estrutura iniciando incêndio ou explosão, os quais podem também colocar em perigo o meio ambiente. Todos os tipos de perdas (L1, L2, L3 e L4) podem aumentar; c) RC: componente relativo a falhas de sistemas internos causados por LEMP. Perdas do tipo L2 e L4 podem ocorrer em todos os casos junto com o tipo L1, nos casos de estruturas com risco de explosão, e hospitais ou outras estruturas onde falhas de sistemas internos possam imediatamente colocar em perigo a vida humana.

68 COMPONENTES DE RISCO PARA UMA ESTRUTURA DEVIDO ÀS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS PERTO DA ESTRUTURA RM: componente relativo a falhas de sistemas internos causados por LEMP. Perdas do tipo L2 e L4 podem ocorrer em todos os casos junto com o tipo L1, nos casos de estruturas com risco de explosão, e hospitais ou outras estruturas onde falhas de sistemas internos possam imediatamente colocar em perigo a vida humana. COMPONENTES DE RISCO PARA UMA ESTRUTURA DEVIDO ÀS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS A UMA LINHA CONECTADA À ESTRUTURA a) RU: componente relativo a ferimentos aos seres vivos causados por choque elétrico devido às tensões de toque e passo dentro da estrutura. Perda do tipo L1 e, no caso de propriedades agrícolas, perdas do tipo L4 com possíveis perdas de animais podem também ocorrer; b) RV: componente relativo a danos físicos (incêndio ou explosão iniciados por centelhamentos perigosos entre instalações externas e partes metálicas geralmente no ponto de entrada da linha na estrutura) devido à corrente da descarga atmosférica transmitida ou ao longo das linhas. Todos os tipos de perdas (L1, L2, L3 e L4) podem ocorrer;

69 c) RW: componente relativo a falhas de sistemas internos causados por sobretensões induzidas nas linhas que entram na estrutura e transmitidas a esta. Perdas do tipo L2 e L4 podem ocorrer em todos os casos, junto com o tipo L1, nos casos de estruturas com risco de explosão, e hospitais ou outras estruturas onde falhas de sistemas internos possam imediatamente colocar em perigo a vida humana, NOTA 1- As linhas consideradas nesta análise são somente aquelas que entram na estrutura. NOTA 2- Descargas atmosféricas em, ou perto de, tubulações não são consideradas como uma fonte de danos, uma vez que existe a interligação ao barramento de equipotencialização. Se o barramento de equipotencialização não existir, recomenda-se que este tipo de ameaça também seja considerado.

70 c) RW: componente relativo a falhas de sistemas internos causados por sobretensões induzidas nas linhas que entram na estrutura e transmitidas a esta. Perdas do tipo L2 e L4 podem ocorrer em todos os casos, junto com o tipo L1, nos casos de estruturas com risco de explosão, e hospitais ou outras estruturas onde falhas de sistemas internos possam imediatamente colocar em perigo a vida humana. COMPONENTES DE RISCO PARA UMA ESTRUTURA DEVIDO ÀS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS PERTO DE UMA LINHA CONECTADA À ESTRUTURA RZ: componente relativo a falhas de sistemas internos causados por sobretensões induzidas nas linhas que entram na estrutura e transmitidas a esta. Perdas do tipo L2 e L4 podem ocorrer em todos os casos, junto com o tipo L1, nos casos de estruturas com risco de explosão, e hospitais ou outras estruturas onde falhas de sistemas internos possam imediatamente colocar em perigo a vida humana. NOTA 1 As linhas consideradas nesta análise são somente aquelas que entram na estrutura. NOTA 2 Descargas atmosféricas em ou perto de tubulações não são consideradas como uma fonte de danos, uma vez que existe a interligação ao barramento de equipotencialização. Se o barramento de equipotencialização não existir, recomenda-se que este tipo de ameaça também seja considerado.

71 Tabela 2 Componentes de risco a serem considerados para cada tipo de perda em uma estrutura

72 Tabela 3 - Fatores que influenciam os componentes de risco.

73

74 Composição dos componentes de risco 2 Somente para propriedades onde animais possam ser perdidos. a) R1: Risco de perda de vida humana: R1= RA1+ RB1+ RC1 1 + RM1 1 + RU1 + RV1 + RW1 1 + RZ1 1 (1) 1 Somente para estruturas com risco de explosão e para hospitais com equipamentos elétricos para salvar vidas ou outras estruturas quando a falha dos sistemas internos imediatamente possa por em perigo a vida humana (RC11, RM11, RW11. RZ11) b) R2: Risco de perdas de serviço ao público: R2 = RB2 + RC2 + RM2 + RV2 + RW2 + RZ2 (2) c) R3: Risco de perdas de patrimônio cultural: R3 = RB3 + RV3 (3) d) R4: Risco de perdas de valor econômico: R4= RA4 2 + RB4 + RC4 + RM4 + RU4 2 + RV4 + RW4 + RZ4 (4)

75

76 Resumindo: comparar com o risco existente R com RT, RT = Risco tolerável (10-5 ) para perda de vida humana)

77

78 1- Determinar os componentes do risco R1 (RA, RB, RU e RV), depois comparar com o risco tolerável RT a) componente relacionado a ferimentos a seres vivos por choque elétrico (D1) RA = ND PA LA ND- ver Anexo A (nº de eventos perigosos / ano) PA- ver Anexo B (probabilidade de dano a estrutura) LA- ver Anexo C (perda consequente) b) componente relacionado a danos físicos (D2) RB = ND PB LB c) componente relacionado a ferimentos a seres vivos por choque elétrico (D1) RU = (NL + NDJ) PU LU d) componente relacionado a danos físicos (D2) RV = (NL + NDJ) PV LV

79

80

81

82

83

84

85

86

87 PLANILHA DE CÁLCULO GERENCIAMENTO DE RISCO

88 ESTUDO DE CASO ANÁLISE DE RISCO PARA UM BLOCO DE APARTAMENTOS Condomínio localizado em um território plano em São Paulo. Quantidade de pavimentos Terreo 3 unidades Pavimentos tipo 11 pavimentos x 6 unidades 12o pavimento 3 unidades Total 72 unidades Moradores 288

89

90

91 Condomínio localizado em um territorio plano em São Paulo. Quantidade de pavimentos Terreo 3 unidades Pavimentos tipo 11 pavimentos x 6 unidades 12o pavimento 3 unidades Total 72 unidades Moradores 288

92

93