06 FÓRUM POTÊNCIA 2015 - HÉLIO SUETA - Pg 98 - Imagem Barramento e GAS Na Equipotencialização

7/24/2019 06 FRUM POTNCIA 2015 - HLIO SUETA - Pg 98 - Imagem Barramento e GAS Na Equipotencializao

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Reviso 2015 da norma

NBR 5419 de 50 para 400 pginas

Dr. Hlio Eiji Sueta


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Danos materiais (p.e. quebra de concreto no ponto de impacto)


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Fotos: IEC 62713

Exemplos de coberturas e fachadas danificadas por raios


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Incio de incndio (p.e. rvores, galpes de madeira)

Fotos: internet


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Mdulos Fotovoltaicos


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Perfurao de materiais (p.e. telhados metlicos ou no,tanques)

Foto: Hlio Sueta


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Sobreaquecimento no ponto de impacto podendo dar incio

a pontos quentes (exploses, incndio)

Incndio na Usina Rio Claro / GoisUsina So Luiz, Ourinhos


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Sobreaquecimento no ponto de impacto podendo dar incio

a pontos quentes (exploses, incndio)


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Sobreaquecimento devido a passagem da corrente do raio(exploses, incndio)

Foto: Hlio Sueta


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Desligamento de linhas de transmisso e distribuio de energia

Fotos: Internet - Google


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Falhas em equipamentos eletro-eletrnicos e sistemasinstalados na estrutura (TV, computadores, redes, telefones,modems)

Foto: Hlio Sueta


13/135Desenhos: IEC 62713

IEC/TR 62713 ed.1: Procedimentos de seguranapara reduo de riscos fora da estrutura

Descarga direta Descarga lateralAlerta para no ficar embaixo deestruturasmetlicas quando estas no estiverematerradas.

CHOQUES EM SERES VIVOS


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TENSO DE TOQUE

Desenho: IEC 62713

Alerta para no tocar objetos metlicos durante uma tempestade


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TENSO DE PASSO

Desenho: IEC 62713

Eletrizao por tenso de passo

Caminho da corrente


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Foto: IEC 62713 e internetFiguras de Lichtenberg na pele humana

DESCARGAS EM SERES VIVOS


17/135Fotos: Internet - Google


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Perda de produo, atrasos

(Indstrias, etc)

Fotos: Internet - Google


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PERDA DE PRODUO E ATRASOS

ESTUDO PARA OBRAS EM REFINARIASFoto: Petrobrs


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PERDAS DE PATRIMONIOS CULTURAISINSUBSTITUVEIS

CASTELO SAINT ANGELO

(PERTO DO VATICANO)Fotos: Hlio Sueta


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PERDAS DE PATRIMONIOSCULTURAIS INSUBSTITUVEIS

Fotos: Hlio Sueta


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USINA COMANCHE DE CANITAR (PERTO DE OURINHOS)

USINA DE LCOOL

CONSEQUNCIAS AO MEIO AMBIENTE(FOGO E EXPLOSES EM USINAS)

Foto: Internet - Google


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Proteo de Pessoas e Aeronaves contraDescargas Atmosfricas



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Danos Causados por Descargas

Atmosfricas em Avies



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PROTEOCONTRA

DESCARGASDIRETAS



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42 pgs

87 pgs

104 pgs 51 pgs

67 pgs

Total (4 partes) : 309 pgs Vlida a partirde 22/06/2015


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NBR 5419 1/2015: Proteo contra Descargas......................Atmosfricas Princpios GeraisEscopo

estabelece os requisitos para a determinao de proteo

contra descargas atmosfricas;fornece subsdios para o uso em projetos de proteo contra

descargas atmosfricas.;

A aplicabilidade desta parte da ABNT NBR 5419 pode ter

restries especialmente na proteo da vida humana quando forbaseada em efeitos indiretos de descargas atmosfricas;

no se aplica a sistemas ferrovirios; veculos, avies, naviose plataformas offshore; tubulaes subterrneas de altapresso; tubulaes e linhas de abastecimento e

telecomunicaes colocados fora da estrutura.


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ABNT NBR 5419 1PROTEO CONTRA DESCARGAS

ATMOSFRICASPARTE 1: PRINCPIOS GERAIS

NBR 5419-1

NBR 5419-2

MPS

Medidas deproteo

A ameaa da descargaatmosfrica

Proteo contra descargasatmosfricas

PDA

SPDA

Riscos associados descarga

NBR 5419-3 NBR 5419-4

IEC 2612/10


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58 Termos e definies s na parte 1 64 na parte 2 38 na parte 3

25 na parte 4 (TOTAL: 185 contra 45 na verso 2005)PARTE 1 Parmetros da corrente da descarga atmosfrica:

Anexo A: Geral Anexo B: Equao da corrente (tempo) p/ anlise Anexo C: Simulao Ensaios Anexo D: Ensaios p/ simular efeitos sobre componentes Anexo E: Surtos em diferentes pontos da instalao

TERMOS E DEFINIES


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FONTE DE DANOS

S3

S4


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PERDAS E RISCOS


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Medidas de proteo para reduo de danos apessoas devido a choque eltrico

isolao adequada das partes

condutoras expostas equipotencializao por meio de um

sistema de aterramento em malha

restries fsicas e avisos ligao equipotencial para descargas

atmosfricas (LE).


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Medidas de proteo para reduo de danos fsicos

A proteo alcanada atravs de um sistema de proteocontra descargas atmosfricas (SPDA) o qual inclui as

seguintes caractersticas:- subsistema de captao;- subsistema de descida;

- subsistema de aterramento;- ligao equipotencial para descargas atmosfricas (LE);- isolao eltrica (e da a distancia de segurana) para o

SPDA externo.


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Medidas de proteo para reduo de falhas dossistemas eltricos e eletrnicos

Medidas de proteo contra surtos (MPS) possveis:

- medidas de aterramento e equipotencializao;- blindagem magntica;- roteamento da fiao;

- interfaces isolantes;- sistema de DPS coordenado.

Estas medidas podem ser usadas sozinhas ou combinadas.


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ZPR 0A Descarga direta, corrente total da descarga

ZPR 0B pouco provvel a ocorrncia de descarga direta, corrente parcial da descarga oucorrente induzida

ZPR 1 No h descarga direta, corrente limitada da descarga ou corrente induzida

O volume protegido na ZPR 1 deve respeitar a distncia de segurana s

ZPR definidas por um SPDA


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NECESSIDADE DE PROTEO (NBR 5419/2005) E

GERENCIAMENTO DE RISCO (NBR 5419-2/2015)


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Avaliao do Risco de ExposioDensidade de DAs para a terra

anokm

descTN dg.

..04,02

25,1

Td= nmero de dias de trovoadas por ano Mapas.........Isocerunicos

ABNT NBR 5419:2005


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Inserir 2 mapas da norma

Nmero mdio de dias de trovoada por ano.Fonte: BR 5419/2005


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Desenho: NBR 5419/2005


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Avaliao do Risco de Exposio ABNT NBR 5419-2005

rea de Exposio Equivalente

h

h

rea de exposio obtida a partir da vistasuperior e da altura da

estrutura.

Os limites da rea deexposio so obtidos,

afastando-se do

permetro da mesma ovalor da altura da

estrutura, no pontoconsiderado

W

L

2

...2..2. hhWhLWLAe


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Avaliao do Risco de Exposio NBR 5419/2005

Freqncia mdia anual prevista - Nd

anodescAeNN gd .10..

6

Ng= densidade de descargas atmosfricas para a terra [desc/km2.ano];

Ae= rea de exposio equivalente [m2].


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Avaliao do Risco de Exposiondices de Ponderao

A - tipo de ocupao da

estrutura

B - tipo de construo da

estrutura

C contedo e efeitosindiretos das descargas

D localizao da estrutura

E topografia da regio


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Avaliao do Risco de ExposioAvaliao final

ano

descEDCBANN ddc .....

Nd= freqncia mdia anual prevista [desc/ano]


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Necessidade de SPDA

Ndc 10-3

10-3 Ndc 10-5

Ndc 10-5

?

.SPDA Sistema de Proteo contra Descargas Atmosfricas


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SPDA

Nveis de Proteo

NVEL IEstruturas com risco confinado: estaes de telecomunicaes, usinas

eltricas;Estruturas com risco para os arredores: refinarias, postos de combustveis,fbricas de fogos ou munio;Estruturas com risco para o meio ambiente: indstrias qumicas, usinasnucleares, laboratrios bioqumicos.

NVEL IIEstruturas comuns: teatros, escolas, lojas de departamentos, reas esportivas,igrejas, bancos, companhias de seguro, hospitais, casas de repouso, prises,museus, locais arqueolgicos.


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SPDA

Nveis de Proteo

NVEL IIIEstruturas comuns: residncias, fazendas, estabelecimentos agropecurios,industriais em geral.

NVEL IVEstruturas comuns: construdas com materiais no inflamveis e com poucoacesso de pessoal, contendo no seu interior materiais tambm noinflamveis.


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Gerenciamento de Risco de acordo

com a NBR 5419-2

2015

110 Parmetros (entre dados de entrada e calculados)


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TIPO DE PERDASL1 - Perda de vidas humanas

L2 - Perda de instalao de servio ao pblicoL3 - Perda de memria cultural

L4 - perda de valor econmico (estrutura e

seu contedo, instalao de servio e perdade atividade).


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Riscos a serem avaliados em uma estrutura :R1: risco de perda de vida humanaR2: risco de perda de instalao de servio ao pblicoR3: risco de perda de memria culturalR4: risco de perda de valor econmico

RISCO O VALOR DE UMA PROVVEL PERDA MDIA ANUAL(VIDA E BENS) DEVIDO S DESCARGAS ATMOSFRICAS, EMRELAO AO VALOR TOTAL (VIDA E BENS) DO OBJETO A SERPROTEGIDO

ESTE RISCO DEPENDE DE:-o nmero anual de descargas atmosfricas queinfluenciam a estrutura;

-a probabilidade de dano por uma das descargas atmosfricasque influenciam;

-a quantidade mdia das perdas causadas.


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Componentes do risco devidos aos raios diretos sobre uma estrutura

RA: componente devido a tenses de passo e de toque em distncias at 3 m do lado defora da estrutura: L1 para seres humanos e L4 para o caso de estrutura com animaisRB: componente relacionado com os danos fsicos causados por centelhamentos que

iniciam exploses. Podem ocorrer todos os tipos de perdas: L1, L2, L3 e L4.

RC: componente devido falha de sistemas internos causados por LEMPs (pulsoseletromagnticos devido aos raios). Podem ocorrer perdas L2 e L4 em todos os casos e

L1 quando h risco de exploses, ou em hospitais e estruturas com riscos anlogos.RM - Falha de sistemas internos causada por LEMP

RU - Relacionado a ferimentos por tenso de toque e passo dentro da estrutura

RV - Danos fsicos por incndio ou exploso devida a centelhamentoRW Falhas de sistemas internos por sobretenses induzidas nas linhas que adentram a

estruturaRZ Idem, porem em estrutura com risco de exploso, hospitais e outras com riscos de

vida por falha de sistemas internos


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Composio dos riscos relacionados a uma estrutura:

- R1: risco de perdas de vidas humanas:1 = RA+ RB+RC+ RM+ RU+ RV+ RW+ RZ

- R2: risco de perda de instalao de servio ao pblico:

2 = RB+ RC+ RM+ RV+ RW+ RZ

- R3: risco de perda de memria cultural:

3 = RB+ RV- R4: risco de perda de valor econmico:

4 = RA+ RB+RC+ RM+ RU+ RV+ RW+ RZ

Nx o nmero de eventos perigosos por ano

Px a probabilidade de danos a estrutura

Lx a conseqente perda

EQUAO BSICA


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Tabela 4 Valores tpicos de risco tolervel RT

Tipo de perda RT (y1)

L1 Perda de vida humana ou ferimentos permanentes 105

L2 Perda de servio ao pblico 103

L3 Perda de patrimnio cultural 104


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PROCEDIMENTO PARA DECISO DA NECESSIDADE DA PROTEOE PARA SELECIONAR AS MEDIDAS DE PROTEO


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Dividindo a estrutura em zonas ZS

Zonas ZS so principalmente definidas por:

- tipo de solo ou piso (componentes de risco RA e RU);

- compartimentos a prova de fogo (compon. de risco RB e RV);- blindagem espacial (componentes de risco RC e RM).

Zonas adicionais podem ser definidas de acordo com:

- leiaute dos sistemas internos (compon. de risco RC e RM),- medidas de proteo existentes ou a serem instaladas (todos componentes de risco),- valores de perdas LX (todos componentes de risco).


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L

W

3H

H 1: 3

IEC 2087/05

REA DE EXPOSIO EQUIVALENTE


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L= 70

W= 30

8

Hmin= 25

Hp=Hmax= 40

8

IEC 2088/05

REA DE EXPOSIO EQUIVALENTE


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a

La

Wa

d

Lc

W

End b

of line

Al

2Di

Ai

Am

250 m

H Ha

3H

End a

of line

IEC 2091/05

3Ha

reas de exposio (Ad, Am, Ai, Al)


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Ng 0,1 Td

onde Td o n dedias de trovoadas

por ano(que pode serobtido nosmapas

isocerunicos ouSistemas deLocalizao deraios)

www.inpe.br/ranking


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http://www.inpe.br/webelat/ABNT_NBR5419_Ng


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Anexo A(informativo)

Anlise do nmero anualN

de eventos perigososAnexo B

(informativo)

Avaliao da probabilidade PX de danos

Anexo C(informativo)

Anlise de quantidade de perda LX

Anexo D

(informativo)Avaliao dos custos das perdas

Anexo E(informativo)

Estudo de casos

TUP : Planilha de anlise de risco


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PARTE 3: DANOS FSICOS A ESTRUTURAS

E PERIGOS VIDA

SPDA


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Mtodos de Proteo: Subsistema de Captao

Mtodo do ngulo de proteo (Franklin)

Modelo Eletrogeomtrico (Esfera Rolante ou fictcia)

Condutores em Malha ou gaiola (Mtodo Faraday)

SPDA

Esta norma somente regulamenta os mtodos de captao citados neste item. Recursos artificiaisdestinados a aumentar o raio de proteo dos captores ou inibir a ocorrncia das descargasatmosfricas, como captores com formatos especiais ou outras tecnologias no so aqui contemplados.

NOTA Captores que contenham material radioativo devem ser retirados de acordo com a resoluo 04/89 daComisso Nacional de Energia Nuclear (CNEN).


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Mtodos de Proteo: Subsistema de CaptaoModelo Eletrogeomtrico

Ferramenta moderna; Baseados em estudos a partir de registros fotogrficos;

Medies de parmetros do raio;

Ensaios em laboratrios de alta tenso; Surgiu para proteo de linhas de transmisso e depois...simplificado para edificaes.


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Mtodos de Proteo

Modelo Eletrogeomtrico

BUM!

Desenho: Mario Ramos



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Ra

P1 P2

Ra



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Mtodos de Proteo


ABNT NBR 5419/2005 = NBR 5419-3/2015


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r

11

r

r

r

r

r

2

r

1 IEC 2138/05

Mtodos de Proteo:


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Subsistema de Captao

ngulo de Proteo : Franklin

h



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Mtodos de Proteo

ngulo de proteo

ABNT NBR 5419

2005



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Class ofLPS

II IIIIV

I

20

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50 60

h (m)

()

IEC 2646/10

NGULO DE PROTEO NBR 5419-3/2015


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1

h1

2

h1

h2

H

IEC 2124/05

Projeto do subsistema de captao pelo mtodo do

ngulo de proteo para alturas diferentes


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ngulo de proteo possibilidade de falha

Mtodos de Proteo

Desenho: D. M. Leite


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Mtodos de Proteo: Subsistema de Captores

Gaiola de Faraday

Teoria de Faraday

campo no interior de uma gaiola .....nulo;

Prtica campo nulo somente no centro da gaiola;

Corrente no se distribui uniformemente por toda a....superfcie;

Utiliza-se captores formados por condutores....horizontais;


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Mtodos de ProteoGaiola de Faraday Nvel de Proteo

ABNT NBR 5419/2005

NBR 5419-3/2015Mtodo de proteo

Classe do SPDA Raio da esfera rolante - Rm

Mximo afastamento doscondutores da malha

m

ngulo de proteo

I 20 5 5

Veja figuraII 30 10 10

III 45 15 15

IV 60 20 20

Tabela 2 Valores mximos dos raios da esfera rolante, tamanho da malha e ngulo deproteo correspondentes a classe do SPDA


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Mtodos de Proteo

Gaiola de Faraday NBR 5419/20055m

10m

10m10m


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Mtodos de Proteo

Gaiola de Faraday NBR 5419/20155m

5m

10m10m

Nvel de proteo 1: Malha 5 x 5 m Descidas 10 m


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Mtodos de ProteoGaiola de Faraday


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Mtodos de ProteoGaiola de Faraday

2 1


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2

h

1

4

5

3

IEC 2137/05

Projeto de um subsistema de captao do SPDA, de acordocom o mtodo das esferas rolantes, mtodo do ngulo deproteo, mtodo das malhas. Disposio geral dos elementos

do subsistema de captao


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A

IEC 2144/05

Exemplo de projeto de subsistema de captao paraSPDA no isolado conforme o mtodo das malhas

PD


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SPDACondutores de descida ABNT NBR 5419/2005

Tabela 4 Valores tpicos de distncia entre os condutores de descida e entre anis condutoresde acordo com a classe de SPDA - NBR 5419-3/2015

Classe do SPDA Distnciasm

I 10

II 10

III 15

IV 20


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Subsistema de Aterramento

O aterramento, no SPDA, tem a finalidade de

dissipar no solo as correntes dos raios sem provocar

tenses de passo perigosas.

l ( B)


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Aterramento em anel (arranjo tipo B)Este tipo de arranjo consiste em condutor em anel,

externo estrutura a ser protegida, em contato com osolo por pelo menos 80% do seu comprimento total, oueletrodo de terra utilizando a fundao.Estes eletrodos de aterramento podem tambm ser dotipo malha.

Devem ser consideradas eventuais situaes queenvolvam tenses superficiais perigosas.

Instalao dos eletrodos de aterramentoO eletrodo de aterramento em anel (arranjo tipo B)deve ser enterrado na profundidade de, no mnimo, 0,5m e a distncia aproximada de 1 a 2 m ao redor das

paredes externas. Textos da IEC 62305-3

Arranjo tipo A: saiu da verso brasileira da IEC


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O objetivo obter a menor resistncia de

aterramento compatvel com o arranjo, a topologiae a resistividade do solo no local

Sob o ponto de vista da proteo contra descargasatmosfricas, uma nica infraestrutura deaterramento adequada para todos os propsitos,ou seja, comum a proteo contra descargasatmosfricas, sistemas de energia eltrica e sinal(telecomunicaes, TV a cabo, dados, etc)

Textos da NBR 5419-3/2015


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SPDA Sistema interno de proteo

Equalizao de Potencial

MEDIDA NECESSRIA PARA A REDUO DERISCOS DE INCNDIOS, EXPLOSES E CHOQUES

ELTRICOS, DENTRO DO VOLUME A SER

PROTEGIDO.


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1

2

3

4

5

6

M

7

8

9

10

M

IEC 2183/05

11

Legenda1 Fora para o usurio2 Medidor de energia3 Conexo de energia4 Cabos da concessionria5 Gas6 gua7 Sistema de Aquecimento Central

8 Equipamentos eletrnicos9 Blindagem do cabo da antena10 BEP11 DPSM Medidor de gua

Exemplo de uma barra deligao equipotencial principal


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ANEXOS DA PARTE 3

ANEXO A: Posicionamento do subsistema de captao

ANEXO B: Seo mnima da blindagem do cabo de entrada demodo a evitar centelhamento perigoso

ANEXO C: Diviso da corrente da descarga atmosfrica entreos condutores de descida

ANEXO D: Informao adicional para SPDA no caso deestruturas com risco de exploso

ANEXO E: Vago

ANEXO F: Ensaio de continuidade eltrica das armaduras


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PARTE 4: Sistemas eltricos e

eletrnicos internos na estrutura


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1) DESCARGAS ENTRE NUVENS


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2) DESCARGAS DIRETAS

3) DESCARGAS DIRETAS NO 1

rio


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3) DESCARGAS DIRETAS NO 1rio


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4) DESCARGAS DIRETAS EM

EDIFICAES


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5) TENSES INDUZIDAS


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Danos permanentes de sistemas eltricos e eletrnicosdevidos a LEMP podem ser causados por:

Efeitos de campos eletromagnticos irradiados diretamente paraos prprios equipamentos.

Surtos conduzidos e induzidos transmitidos aos equipamentosatravs da conexo por condutores metlicos.

A NBR 5419-4/2015


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MPS: Medidas de Proteo contra Surtos bsicas:

Aterramento e equipotencializaoO sistema de aterramento conduz e dispersa as

correntes da descarga atmosfrica para o solo.

A rede de equipotencializao minimiza as diferenasde potencial e pode reduzir o campo eletromagntico.


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Exemplo de um sistema de aterramento tridimensional

consistindo de uma rede de equipotencializao, interligadacom o subsistema de aterramento


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Integrao de partes condutoras de sistemas internos

em uma interligao para equipotencializao

Legenda

Barra para ligao equipotencializao

condutor para equipotencializao

equipamento

ponto de conexo para interligao para equipotencializao

ERP ponto de referencia para o sistema de aterramento

SS configurao em estrela, integrada em um ponto estrela.

MM configurao em malha integrada em uma malha


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Combinao de mtodos de integrao de partes condutivas

de sistemas internos na interligao para equipotencializao

Combinao 1 Combinao 2

Integrao em

interligaes

para

equipotencializaoMM

ERP ERP

MM

SS MS

IEC 2779/10

Legenda

interligao para equipotencializao

condutor para equipotencializao

equipamento

ponto de conexo para interligao para equipotencializao

ER P ponto de referencia para o sistema de aterramento

SS configurao em estrela, integrada em um ponto estrela.

MM configurao em malha integrada em uma malha

MS configurao em malha integrada em um ponto estrela


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Blindagem de linhas internas, utilizando cabosblindados ou os dutos blindados, minimizam surtosinduzidos internamente.

Blindagem eletromagntica e roteamento das

linhasBlindagens espaciais atenuam os camposeletromagnticos dentro da ZPR, decorrentes dedescargas atmosfricas diretas ou prximas

estrutura, e reduzem os surtos internamente.

Roteamento de linhas internas podem minimizarlaos de induo e reduzir surtosBlindagem de linhas externas entrando naestrutura limita os surtos conduzidos para dentro

dos sistemas internos


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Coordenao de DPS

Um sistema coordenado de DPS minimiza os efeitos desurtos originados interna ou externamente.

Interfaces isolantes

Interfaces isolantes minimizam os efeitos de surtosem linhas entrando na ZPR.


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Dr. Hlio Eiji [email protected]

OBRIGADO


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Medio de continuidadeDesenho: NBR 5419/2005

ZPR definidas por MPS


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ZPR definidas por MPS

Ligao equipotencial para descargas atmosfricas, por meio de DPS

ZPR 0A Descarga direta, corrente total da descarga, campo magntico total

ZPR 0B pouco provvel a ocorrncia de descarga direta, corrente parcial da descarga ou corrente induzida,campo magntico total

ZPR 1 No h descarga direta, corrente limitada da descarga ou corrente induzida, campo magntico atenuado

ZPR 2 No h descarga direta, correntes induzidas, campo magntico ainda mais atenuado

Os volumes protegidos na ZPR 1 e na ZPR 2 devem respeitar as distncias de segurana ds


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O d d i


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Ordem das inspees Durante a construo da estrutura Aps a instalao do SPDA, no momento da emisso do

documento as built

Aps alteraes ou reparos, ou quando houver suspeita que aestrutura foi atingida por uma descarga atmosfrica;

Inspeo visual semestral apontando eventuais pontosdeteriorados no sistema;

Periodicamente, realizada por profissional habilitado ecapacitado a exercer esta atividade, com emisso dedocumentao pertinente, em intervalos determinados, assimrelacionados:

1 ano, para estruturas contendo munio ou explosivos, ou em locais expostos corroso atmosfrica severa (regies litorneas, ambientes industriais comatmosfera agressiva etc.), ou ainda estruturas pertencentes a fornecedoras deservios considerados essenciais (energia, gua, telecomunicaes etc.);

3 anos, para as demais estruturas


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Documents

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