ABNT NBR :2015. Proteção contra descargas atmosféricas Parte 1: Princípios gerais. José Claudio de Oliveira e Silva

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1 ABNT NBR :2015 Proteção contra descargas atmosféricas Parte 1: Princípios gerais José Claudio de Oliveira e Silva

2 Ficha técnica 2

3 A base 3

4 Conteúdo Introdução 1. Escopo 2. Referências normativas 3. Termos e definições 4. Parâmetros da corrente da descarga atmosférica 5. Danos devido às descargas atmosféricas 6. Necessidade e vantagem econômica de proteção contra descargas atmosféricas 7. Medidas de proteção 8. Critérios básicos para proteção de estruturas Anexos Bibliografia 4

5 Conteúdo (Anexos) informativos A. Parâmetros da corrente das descargas atmosféricas B. Equação da corrente da descarga atmosférica em função do tempo para efeito de análise C. Simulação da corrente da descarga atmosférica com a finalidade de ensaios D. Parâmetros de ensaio para simular os efeitos da descarga atmosférica sobre os componentes do SPDA E. Surtos devido às descargas atmosféricas em diferentes pontos da instalação 5

6 Introdução Faz breve introdução às 4 partes e mostra as conexões entre elas A ameaça da descarga atmosférica ABNT NBR Riscos associados às descargas Proteção contra descargas atmosféricas ABNT NBR PDA Danos físicos à estrutura e risco à vida SPDA Sistemas elétricos e eletrônicos MPS Conjuntos de medidas de proteção ABNT NBR ABNT NBR

7 Introdução A ameaça da descarga atmosférica Define os parâmetros mais relevantes das correntes das descargas, para fins de proteção, e suas distribuições estatísticas, através das quais se pode estimar probabilidades de ocorrências de descargas e interações com as estruturas. 7

8 1 Escopo Estabelece requisitos Fornece subsídios para projeto Restrições (vida humana, efeitos indiretos) não se aplica a sistemas ferroviários; veículos, aviões, navios e plataformas offshore, tubulações subterrâneas de alta pressão, tubulações e linhas de abastecimento e telecomunicações colocados fora da estrutura 8

9 3 Termos e definições Novos termos quanto à descarga e outros descarga atmosférica para terra (lightning flash toearth) descarga descendente (downward flash) descarga ascendente (upward flash) componente da descarga atmosférica (lightning stroke) componente curta/longa da descarga atmosférica múltiplos componentes da descarga atmosférica (multiple strokes) ponto de impacto (point of strike) linhas de telecomunicações/energia descarga atmosférica na/perto de uma estrutura danos físicos/falhas de sistemas eletroeletrônicos LEMP ZPR NP, MP, PDA, SPDA, MPS blindagem, DPS, interfaces isolantes equipotencialização 9

10 3 Termos e definições Novos termos quanto à corrente da descarga I O1 T1 T2 valor de pico da corrente origem virtual da corrente do impulso tempo de frente da onda 1,25(t 90 t 10 ) tempo até o meio valor da cauda da onda I 90 I 10 t 90 t 10 taxa média de variação da frente de onda (10-90%) 10

11 T longa, T curta, duração da descarga 3 Termos e definições Q flash, Q longa, Q curta (carga) W/R (energia específica)... quanto à corrente da descarga 11

12 4 Remete o leitor aos Anexos A, B, C, D, E Parâmetros da corrente da descarga atmosférica 12

13 5 Danos devido às descargas atmosféricas Danos à estrutura Tabela 1 Tabela B.6 da versão anterior, mas não sugere níveis de proteção 13

14 5 Danos devido às descargas atmosféricas Fontes de danos S1, S2, S3, S4 Tipos de danos D1: danos às pessoas (choque elétrico) D2: danos físicos D3: falhas de sistemas internos (LEMP) Tipos de perdas L1: perda de vida humana L2: perda de serviço ao público L3: perda de patrimônio cultural L4: perda de valor econômico 14

15 5 Danos devido às descargas atmosféricas 15

16 6 Necessidade e vantagem econômica de proteção contra descargas atmosféricas A necessidade de proteção deve ser avaliada de modo a reduzir as perdas de valor social: L1: perda de vida humana L2: perda de serviço ao público L3: perda de patrimônio cultural Parte 2 A proteção é conveniente se : CRL + CPM < CL (L4: perda de valor econômico) Parte 2 16

17 7 Medidas de proteção redução de danos a pessoas devido a choque elétrico redução de danos físicos (SPDA) isolação partes expostas malhas de aterramento restrições físicas e avisos ligações equipotenciais subsistema de captação subsistema de descida subsistema de aterramento ligações equipotenciais isolação para o SPDA externo redução de falhas dos sistemas elétricos e eletrônicos (MPS) aterramento & equipotencialização blindagem roteamento da fiação interfaces isolantes DPS 17

18 8 Critérios básicos para proteção de estruturas Níveis de proteção I 98 % II 95 % III 86 % IV 79 % 18

19 8 Critérios básicos para proteção de estruturas ZPR 19

20 ANEXOS Os Anexos são densos, com dados e informações conceituais interessantes e úteis que podem servir de subsídios para análises, estudos acadêmicos, simulações, dimensionamento de componentes de proteção, ensaios em laboratórios etc. 20

21 A 1980 Parâmetros da corrente das descargas atmosféricas

22 A Parâmetros da corrente das descargas atmosféricas 22

23 A Parâmetros da corrente das descargas atmosféricas 23

24 A Parâmetros da corrente das descargas atmosféricas 24

25 B i t = k x(t) y(t) Equação da corrente da descarga atmosférica em função do tempo para efeito de análise i t = i k n t T1 1 + t T1 n e t T2 Heidler equation 25

26 B Equação da corrente da descarga atmosférica em função do tempo para efeito de análise i t = i k 10 t T1 1 + t T1 10 e t T2 26

27 B Equação da corrente da descarga atmosférica em função do tempo para efeito de análise 27

28 B Equação da corrente da descarga atmosférica em função do tempo para efeito de análise 28

29 C Simulação da corrente da descarga atmosférica com a finalidade de ensaios Energia específica do primeiro impulso positivo e da carga da componente longa Simulação da taxa de variação da frente de onda de corrente dos impulsos 29

30 D Parâmetros de ensaio para simular os efeitos da descarga atmosférica sobre os componentes do SPDA Parâmetros de corrente relevantes ao ponto de impacto Distribuição da corrente Efeitos (térmicos, mecânicos, centelhamento) da corrente da descarga atmosférica e possíveis danos Componentes do SPDA, problemas relevantes e parâmetros de ensaios (captação, descidas) DPS 30

31 E Surtos devido às descargas atmosféricas em diferentes pontos da instalação 31

32 FIM Obrigado! José Claudio de Oliveira e Silva 32