Aspectos da PDA aplicados às telhas metálicas. Foto do palestrante. Hélio Eiji Sueta

Transcrição

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2 Aspectos da PDA aplicados às telhas metálicas Foto do palestrante Hélio Eiji Sueta

3 Aspectos da PDA aplicados às telhas metálicas O que diz a ABNT NBR : 2015? Chapas Metálicas cobrindo a estrutura, desde que: A continuidade elétrica entre as diversas partes seja feita de forma duradoura (ex.: solda forte, caldeamento, frisamento, costurado, aparafusado ou conectado com parafuso ou porca);

4 A espessura da chapa metálica não seja menor que o valor t fornecido na Tabela 3, se não for importante que se previna a perfuração da chapa ou se não for importante considerar a ignição de qualquer material inflamável abaixo da cobertura;

5 A espessura da folha metálica não seja menor que o valor t fornecido na Tabela 3, se for necessário precauções contra perfuração ou se for necessário considerar os problemas com pontos quentes; As chapas não sejam revestidas com material isolante.

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7 Quais as vantagens? Facilidade de instalação Custo da implantação Blindagens aos Campos Eletromagnéticos Interligações equipotenciais Redução ao roubo de materiais do SPDA Redução dos Riscos

8 Redução dos Riscos

9 Quais as desvantagens? Perfuração da chapa Geração de pontos quentes Centelhamentos perigosos Densidade de corrente Mau contato

10 Verificações experimentais: Perfuração da chapa Correntes de ensaio Corrente ABCD Corrente impulsiva Corrente de continuidade

11 Corrente ABCD

12 Corrente impulsiva Tabela 3 Valores máximos dos parâmetros das descargas atmosféricas correspondentes aos níveis de proteção (NP) Componente curta Primeiro impulso positivo NP Parâmetros da corrente Símbolo Unidade I II III IV Corrente de pico I ka Carga do impulso Qcurta C Energia específica W/R MJ/ 10 5,6 2,5 Parâmetros de tempo T1 / T2 µs / µs 10/350 Primeiro impulso negativo a NP Parâmetros da corrente Símbolo Unidade I II III IV Valor de pico I ka Taxa média de variação di/dt ka/µs Parâmetros de tempo T1 / T2 µs / µs 1/200 Impulso subsequente NP Parâmetros da corrente Símbolo Unidade I II III IV Valor de pico I ka 50 37,5 25 Taxa média de variação di/dt ka/µs Parâmetros de tempo T1 / T2 µs / µs 0,25/100 Componente longa da descarga NP Parâmetros da corrente Símbolo Unidade I II III IV Carga da componente longa Qlonga C Parâmetros de tempo Tlonga s 0,5 Descarga atmosférica NP Parâmetros da corrente Símbolo Unidade I II III IV Carga da descarga Qflash C a O uso desta forma de onda de corrente é de interesse para cálculos somente, não para ensaios.

13 Corrente de continuidade ± i Q longa 10 % 10 % T T longa Componente longa IEC 2617/10 Tabela C.2 Parâmetros de ensaios para a componente longa Parâmetros de ensaio Nível de proteção Tolerância I II III-IV Carga Q longa (C) ± 20 Duração T longa (s) 0,5 0,5 0,5 ± 10 %

14 Ensaios com Corrente impulsiva Valores de pico das correntes na faixa de 16,9 ka a 26 ka, com forma de onda 6/13 μs Telhas metálicas (0,7 mm) de aço com isolante de lã de rocha (30 mm) Não foi constatada nenhuma marca no local do arco

15 Ensaios com Corrente impulsiva Painel com duas chapas de aço pintadas de espessura 0,55 mm cada, preenchido por poliuretano expandido, formando uma camada de 30 mm impulso 1 valor de pico da corrente 18,5 ka, forma de onda 9,25/19 s, espaço entre o eletrodo (esfera metálica) e a chapa metálica menor que 1 centímetro; impulso 2 valor de pico da corrente 27,1 ka, forma de onda 9,38/19 s, espaço entre o eletrodo e a chapa metálica aproximadamente de 1 centímetro

16 Ensaios com Corrente impulsiva Telha 3- impulso 1 valor de pico da corrente 19,2 ka, forma de onda 7,63/18,4 s, espaço entre o eletrodo e a chapa metálica de, aproximadamente, 3 centímetros; impulso 2 valor de pico da corrente 28,0 ka, forma de onda 9,25/18,9 s, espaço entre o eletrodo e a chapa metálica, aproximadamente, de 3 centímetros

17 Ensaios com Corrente impulsiva Generador de onda de corriente impulsional con perfil 10/350us de hasta 320kA en modo crowbar

18 Amplitud: 100kA MUESTRA 1: Grosor 0,482mm. Pulso de Corriente Aplicado: 100kA. Liga metálica

19 MUESTRA 11: Grosor 0,41mm. Pulso de Corriente Aplicado: 100kA. Liga metálica

20 Amplitud: 150kA MUESTRA 3: Grosor 0,47mm. Pulso de Corriente Aplicado: 150kA.

21 MUESTRA 13: Grosor 0,427mm. Pulso de Corriente Aplicado: 150kA.

22 Ensaios com Corrente impulsiva

23 ELECTRO-HYDRAULIC EFFECT

24 Ensaios com Corrente de Continuidade telhas metálicas com isolante de lã de rocha Danos ocorridos nos ensaios com pulsos de corrente contínua Carga (A.s) Diâmetro aproximado do desgaste (mm) Diâmetro aproximado da perfuração (mm) Tempo de manutenção da chama após arco Não houve ** * (s)

25 Telha com enchimento de poliuretano APLIC. VALOR EFICAZ TEMPO DE CARGA I²t ÁREA APROXIMADA DIÂMETRO TEMPO DE DA CORRENTE APLICAÇÃO (ms) (A.s) (A² s) DO DANO (mm²) APROXIMADO DA CHAMA (A) PERFURAÇÃO (mm) APÓS O ARCO (s) 1 579,6 72,3 41, ,4 93,1 59, ,3 163,6 105, ,9 304,2 191, ,0 490,3 310, (TA)* 605,0 488,1 295, Não houve Não houve Não houve

26 Problemas com porosidade do enchimento das telhas Precipitação de 2,5 mm/minuto na vertical e 3 mm/minuto na horizontal, por um tempo de 10 minutos Tipo de enchimento Peso inicial Após 10 min de chuva Imerso 10 min Poliuretano 2000 g 2000 g 2020 g 1 % Lã de rocha 35,4 kg 36,6 kg 41 kg 16 % Aumento de peso

27 Descarga direta Perfuração da chapa Corrente 445 A; duração 216 ms; carga 96 C. Volume da lata: 579cm3 (diâmetro da base 6,4 cm e altura 18 cm). Contendo aproximadamente 30 ml de álcool hidratado

28 Ensaios com Corrente de Continuidade Telhas de ligas metálicas Tipo GALVALUME 0,48 mm Outro tipo (iee) 0,42 mm

29 Ensaios com telhas de Alumínio 0,8 mm; de Zinco 0,5 mm e Zinco 0,65 mm estão sendo realizados Aplicação corrente [A] duração [ms] Carga [C] diâmetro médio do furo [mm] Amostra Tipo 1 442, ,1 6 Galvalume 2 442, ,5 6 Galvalume 3 447,03 233, ,0 17 Iee 4 449,19 229, ,5 17 Iee 5 447,16 319, ,1 7 Galvalume 6 442,28 321, ,5 7 Galvalume 7 437,49 318, ,4 18 Iee 8 440,37 320, ,0 18 Iee 9 443,14 486, ,5 8 Galvalume ,15 484, ,6 8 Galvalume ,33 484, ,1 19 Iee ,23 484, ,0 19 Iee

30 Ensaios com telhas de Alumínio 0,8 mm (MED: 0,77 mm) e de Zinco 0,5 mm (MED: 0,47 mm) e 0,65 mm (MED: 0,62 mm) 100 C 150 C 200 C Exemplo de pulso aplicado

31 Chapas de Alumínio de 0,8 mm (MED: 0,77 mm) corrente [A] duração [ms] Carga [C] Q (X) diâmetro médio do furo [mm] D (Y) Tipo D/Q [mm/c] , ,5 AL 0, , ,3 AL 0, , ,4 AL 0,135 Correlação 0,9481

32 Chapas de Zinco de 0,5 mm (MED: 0,47 mm) corrente [A] duração [ms] Carga [C] Q (X) diâmetro médio do furo [mm] D (Y) Tipo D/Q [mm/c] ,7 Zn1 0, ,9 Zn1 0, , ,4 Zn1 0,114 Correlação 0,9977

33 Chapas de Zinco de 0,65 mm (MED: 0,62 mm) corrente [A] duração [ms] Carga [C] Q (X) diâmetro médio do furo [mm] D (Y) Tipo D/Q [mm/c] ,3 Zn2 0, , ,7 Zn2 0, , ,1 Zn2 0,098 Correlação 0,9942

34 Amostras de Alumínio e Zinco de 0,5 e 0,65 mm que vão para ensaios em Sevila (Lab. Applicaciones) Ensaios de impulsos de corrente com Forma de ondas 10/350 µs e valor de pico de Corrente de 100, 150 e 200 ka.

35 Verificações experimentais: Geração de pontos quentes

36 Sobreaquecimento no ponto de impacto podendo dar início a pontos quentes (explosões, incêndio)

37 OSCILOGRAMA COMPARAÇÃO ENTRE VALORES MEDIDOS E CALCULADOS Plate Current Conduction Charge Maximum Calculated Difference thickness [A] Time [ms] [C] Temp.[ C] Maximum [ C] [mm] Temp. [ C] 2,75 716, ,75 730,91 287, ,75 741,57 452,1 335 > ???? 4,8 731,53 155, ,8 763,64 285, ,8 773,43 393, ,35 728,81 136, ,35 758,83 309, ,35 777,8 553, PLANILHA DESENVOLVIDA MAXIMA CARGA EM FUNÇÃO DA ESPESSURA DA CHAPA E DO TIPO DE COMBUSTÍVEL PRODUCT GASOLINE DIESEL ETHANOL Auto ignition temperature [ C] THICKNESS [mm] Charge [C] Charge [C] Charge [C]

38 Verificações experimentais: Centelhamentos perigosos

39 Centelhamentos perigosos Mau contato R contato = 610 µω Ip = 17.1 ka (descarga atmosférica representativa de 300kA)

40 Uso de Terminais aéreos (mini captores)

41 Alta densidade de corrente

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43 Espaçamento máximo entre terminais aéreos ou hastes captoras, em função do nível de proteção, obedecendo ao método eletrogeométrico h(m) R(m) 20 (nível I) 30 (nível II) 45 (nível III) 60 (nível IV) 0,25 6,3 7,7 9,5 10,9 0,35 7,5 9,1 11,2 12,9 0,5 8,9 10,9 13,4 15,5 0,6 9,7 11,9 14,6 16,9 1 12,5 15,4 18,9 21,8 2 17,4 21,5 26,5 30,7 3 21,1 26,2 32,3 37,5 4 24,0 29,9 37,1 43,1 5 26,5 33,2 41,2 48,0 6 28,6 36,0 44,9 52,3 7 30,4 38,5 48,2 56,2 8 32,0 40,8 51,2 59,9 9 33,4 42,8 54,0 63, ,6 44,7 56,6 66,3

44 Espaçamento máximo, nas laterais de quadrados ou retângulos entre terminais aéreos ou hastes captoras dispostas destas formas, em função do nível de proteção obedecendo ao método eletrogeométrico h(m) R(m) 20 (nível I) 30 (nível II) 45 (nível III) 60 (nível IV) 0,25 4,5 5,5 6,7 7,7 0,35 5,3 6,5 7,9 9,2 0,5 6,3 7,7 9,5 10,9 0,6 6,9 8,4 10,4 12,0 1 8,8 10,9 13,3 15,4 2 12,3 15,2 18,8 21,7 3 14,9 18,5 22,8 26,5 4 17,0 21,2 26,2 30,5 5 18,7 23,5 29,2 33,9 6 20,2 25,5 31,7 37,0 7 21,5 27,2 34,1 39,8 8 22,6 28,8 36,2 42,3 9 23,6 30,3 38,2 44, ,5 31,6 40,0 46,9

45 SPDA externo isolado da estrutura a ser protegida

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47 OBRIGADO Hélio Eiji Sueta