Ar quente e Åmido sobe formando cristais de gelo no interior das nuvens; Cristais de gelo subindo e gotas de Çgua caindo no interior da nuvem colidem

Transcrição

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2 Ar quente e Åmido sobe formando cristais de gelo no interior das nuvens; Cristais de gelo subindo e gotas de Çgua caindo no interior da nuvem colidem promovendo a troca de Éons; A base fica negativa e a parte superior positiva; Uma carga espelho da base da nuvem se forma no solo;

3 O léder descendente da nuvem e o léder ascendente do solo se encontram e forma um caminho condutivo nuvem-solo; Uma primeira descarga desce pelo canal ionizado seguida por outras descargas mais rçpidas; Incidem diretamente: sobre edificañöes, linhas de transmissüo instalañöes e pessoas expostas

4 BENJAMIN FRANKLIN TEORIA - eletricidade estática e relâmpagos são manifestações de um mesmo fenômeno propôs o uso de hastes para-raios em artigo publicado em 1750 primeiros experimentos com pipas em 1752 (Filadélfia) carregar uma Jarra de Leyden sobreviveu às experiências

5 Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas - SPDA objetivo básico - interceptar raios e conduzi-los para a terra danos causados por um raio proporcionais à energia contida no mesmo função do quadrado da intensidade de corrente BENEFÍCIOS: - drástica redução da ocorrência de danos por quedas diretas (falhas de blindagem) - quando ocorrerem, estes danos serão de menor magnitude, em função do fato que as falhas de blindagem estarem associadas a raios de baixa intensidade de corrente

6 SPDA pode ser dividido em 3 partes: - rede captora de descargas - descidas - aterramentos Rede de eqáipotencializañüo à a quarta parte

7 PROJETO DE REDES CAPTORAS MODELO ELETROGEOMÉTRICO MÉTODO DE FRANKLIN GAIOLA DE FARADAY

8 VOLUME DE PROTEÇÃO DE UM ELEMENTO CAPTOR DATA FONTE FORMA 1778 B. Wilson cone com Gay Lussac cilindro 1874 de Fonvielle cone de Comissão de Paris cone de Chapman cilindro 1881 Adams cone de Preece cone semi-circular * 1920 F. W. Peek cone de 64 a 76

9 PRINCÍPIOS DO MODELO ELETROGEOMÉTRICO o raio se desenvolve sem nenhuma interferäncia por parte das estruturas existentes nåo solo, enquanto nåo atinge o striking distance a distñncia de atraöåo Ü funöåo da amplitude da descarga de retorno do raio

10 CONE SEMI-CIRCULAR INDÄCIOS: DESCARGAS EM ESTRUTURAS ALTAS DESEMPENHO DE LT s PESQUISAS LT s - E. R. Whitehead (1971) SE s - Sargent (1972), Link (1875) e Mousa (1978) estruturas - Ralph Lee (1978/1979)

11 MODELO ELETROGEOMÇTRICO APLICAÉÑO A ESTRUTURAS döcada de 40 descargas laterais em estruturas muito altas (Empire State Building e a Torre Eiffel) estruturas - Ralph Lee (1978/1979) conceito da esfera rolante

12 MODELO ELETROGEOMÉTRICO APLICAÇÃO A ESTRUTURAS

13 MODELO ELETROGEOMÉTRICO ESFERA ROLANTE RAIO FUNÇÃO DA INTENSIDADE DA CORRENTE DE RETORNO --> DEFINE O NÍVEL DE PROTEÇÃO

14 ESFERA ROLANTE

15 MÉTODO DE FRANKLIN APROXIMAÇÃO DO MODELO ELETROGEOMÉTRICO MAIS FÁCIL APLICAÇÃO MENOR VOLUME DE PROTEÇÃO O ÂNGULO DE PROTEÇÃO É FUNÇÃO DE: ALTURA DO CAPTOR NÍVEL DE PROTEÇÃO

16 GAIOLA DE FARADAY REDE DE CONDUTORES LANÇADA NA COBERTURA E NAS LATERAIS DE UMA EDIFICAÇÃO VANTAGENS ATENUA OS CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS NO INTERIOR DA INSTALAÇÃO PERMITE O APROVEITAMENTO DE ELEMENTOS METÁLICOS ESTRUTURAIS (COBERTURA E FACHADA)

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18 Estrutural

19 Vista de um SPDA

20 DESCIDAS N Í V E L D E E S P A Ç A M E N T O P R O T E Ç Ã O M É D I O I 1 0 m I I 1 5 m I I I 2 0 m I V 2 5 m

21 NORMAS BÁSICAS NFPA-78/ National Fire Protection Association, norma americana de proteção contra raios, reconhece apenas os captores tipo Franklin IEC-1024 / International Electrotechnical Comission NBR 5419 / Proteção de Estruturas contra Descargas Atmosféricas

22 NÍVEIS DE PROTEÇÃO NBR-5419 Nível de Proteção Distância R Valor de Crista de Ir Índice de Proteção (%) (metros) (ka) I 20 3,7 - II 30 6,1 99,9 III 45 10,6 99,5 IV 60 16,5 -

23 REDE CAPTORA NBR-5419 Nível de Proteção Raio da Esfera Rolante Ângulo de Proteção ( o ) em função da altura do captor tipo Franklin (m) Largura do Módulo da Malha (m) (m) I II III IV

24 NBR-5419 em caso de nço necessidade de SPDA, deveré ser emitido um atestado atravñs do anexo B da norma as edificações com altura superior a 10 metros deverão possuir um anel captor, lançado ao longo de todo o perímetro da cobertura e afastado no máximo 0,5m da sua borda

25 NBR-5419 a norma expõe com detalhes, a utilização de ferragens estruturais como parte do SPDA, com destaque para os sistemas que utilizam barra adicional dedicada, como forma de garantir a continuidade elétrica e a equalização de potenciais (Anexo D) determina as espessuras mínimas para que estruturas metálicas (por exemplo, tanques ) possam ser utilizadas no SPDA, sendo definidas espessuras para não haver pontos quentes (para tanques de inflamáveis e explosivos) e pontos de perfuração

26 NBR-5419 todas as peças e acessórios de materiais ferrosos, usados no SPDA, deverão ser galvanizadas a fogo ou banhadas com 254 micrometros de cobre (fica assim proibida a zincagem eletrolítica) deverá ser instalada uma prumada vertical, interna ao prédio, para interligar as caixas de equalização secundárias à caixa de equalização principal (LEP);

27 Equalização externa

28 NBR-5419 o valor da resistência de aterramento de 10 ohms continua sendo recomendado, porém, em locais onde o solo apresente alta resistividade, poderão ser aceitos valores maiores, desde que sejam feitos arranjos que minimizem os potenciais de passo e que os procedimentos sejam tecnicamente justificados; nos SPDA estruturais que não utilizarem a barra adicional dedicada, deverão ser feitas medições de continuidade elétrica entre diversos pontos da estrutura, pois na maioria dos casos a construção não é acompanhada pelo responsável técnico do SPDA;

29 TESTES DE CONTINUIDADE Método de Medição

30 NBR-5419 a norma deixa explícito que deverão ser instaladas pelo menos 2 descidas para qualquer tipo de edificação postes e mastros metálicos não necessitam de descidas, podendo ter a sua estrutura aproveitada como descida natural

31 NBR-5419 caso sejam utilizados cabos como condutores de descida, estes não poderão ter emendas (exceto a emenda de medição), nem mesmo com solda exotérmica (continuam sendo aceitas as emendas nos condutores de descida em perfis metálicos) a norma reforça a exigência de se documentar toda a instalação, por meio de projetos e relatórios técnicos, e de se fazer as vistorias periodicamente

32 NBR-5419 as descidas do SPDA deverão distar das tubulações de gás no mínimo 2 metros, no caso deste distanciamento não ser possível, as tubulações deverão ser equalizadas a cada 20 metros de altura, diretamente no SPDA ou indiretamente através de DPS (Dispositivo de Proteção de Surtos) em estruturas cobrindo grandes áreas com larguras superiores a 40 metros, são necessários condutores de descida no interior do volume a proteger (requisito que será naturalmente atendido no caso de estruturas metálicas ou com armaduras de aço interligadas)