NBR 5419 : 2005€¦ · SUBSISTEMA DE CONDUTORES DE DESCIDA • Distribuídos ao longo do perímetro – espaçamento médio – Tabela 2 (mínimo 2 descidas). • Condutores de decida

NBR 5419 : 2005 Proteção de Estruturas Contra

Descargas Atmosféricas

Eng. Antonio Carlos Mori

NÍVEIS DE PROTEÇÃO

NÍVEL I

• Estruturas nas quais uma falha do sistema de proteção pode

causar:

a) Interrupção inaceitável de serviços públicos por breve ou longo

período de tempo.

• Exemplos: Estações de telecomunicações e usinas elétricas.

b) Risco de incêndio e explosão para a instalação e arredores.

• Exemplos: Refinarias, postos de combustíveis, fábricas de

fogos de artifício e fábricas de munição.

c) Risco de incêndio e falhas de operação conseqüências para o

local e para o meio-ambiente.

• Exemplos: Indústrias químicas, usinas nucleares laboratórios

bioquímicos.


• NÍVEL II - Estruturas nas quais uma falha do sistema de proteção pode

causar:

a) Danos às instalações elétricas (falta de iluminação) e possibilidade de

pânico;

• Exemplos: Teatros, escolas, centros comerciais, áreas esportivas e

igrejas.

b) Falha no sistema de alarme contra incêndio, causando atraso no

socorro;

• Exemplos: Teatros, escolas, centros comerciais, áreas esportivas e

igrejas.

c) Prejuízo ao tratamento médico de pessoas e dificuldade de resgate de

pessoas com falta de mobilidade;

• Exemplos: Hospitais, casas de repouso e prisões

d) Falha em computadores e perda de dados.

• Exemplo: Bancos, companhias de seguros e companhias comerciais.

e) Perda de patrimônio cultural insubstituível.

• Museus e locais arqueológicos.


• NÍVEL III

Estruturas nas quais uma falha do sistema de proteção pode causar:

a) Efeitos indiretos conforme o conteúdo das estruturas, variando de

pequenos danos a prejuízos inaceitáveis e perda de produção.

• Exemplos: Indústrias.

b) Danos às instalações elétricas, incêndios, danos materiais

limitados a objetos no ponto de impacto ou no caminho do raio.

• Exemplo: Residências.

c) Risco direto de incêndio e tensões de passo perigosas, risco

indireto devido à interrupção no fornecimento de energia e risco de

vida para animais devido à perda de controles eletrônicos, ventilação,

suprimento de alimentação e outros.

• Exemplos: Fazendas e estabelecimentos agropecuários.


NÍVEL IV

a) Estruturas com baixo risco, mesmo em caso de falha do

sistema de proteção.

b) Estruturas construídas de materiais não inflamáveis, com

pouco acesso de pessoas e com conteúdo não inflamável.

• Exemplos: Depósitos de alvenaria com estruturas em concreto

armado ou metálicas, utilizados no armazenamento de

produtos agrícolas não inflamáveis.

•

MÉTODOS DE PROTEÇÃO

Ângulo de proteção (Método Franklin); e/ou

Esfera rolante ou fictícia (Modelo eletrogeométrico); e/ou

Condutores em malha ou Gaiola (Método Faraday).

SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA

DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

Tem por objetivo evitar a penetração de uma descarga atmosférica no

volume a proteger.

É constituído por três subsistemas:

1) CAPTORES 2) CONDUTORES DE DESCIDA 3) ATERRAMENTO

1) SUBSISTEMA DE CAPTORES

Constituído por uma combinação qualquer dos seguintes

componentes:

• Captores Franklin;

• Terminais aéreos;

• Cabos esticados;

• Condutores em malha;

• Elementos naturais.

.

• Tabela 1 – Posicionamento de captores conforme o nível de proteção

Ângulo de proteção (α) – método Franklin, em função da altura do captor (h) (ver Nota 1) e do nível de proteção

Largura do

módulo da malha

(ver Nota 2)

m

Nível de proteção

h m R m

0 – 20 m

21 m – 30 m

31 m – 45 m

46 m – 60 m

> 60 m

I

20

25º

1)

1)

1)

2)

5

II

30

35º

25º

1)

1)

2)

10

III

45

45º

35º

25º

1)

2)

10

IV

60

55º

45º

35º

25º

2)

20

R = raio da esfera rolante 1) Aplicam-se somente os métodos eletrogeométrico, malha ou gaiola de Faraday. 2) Aplica-se somente o método da gaiola de Faraday. NOTAS 1 Para escolha do nível de proteção, a altura é em relação ao solo e, para verificação da área protegida, é em relação ao plano horizontal a ser protegido. 2 O módulo da malha deverá constituir um anel fechado, com o comprimento não superior ao dobro da sua largura.

GAIOLA DE FARADAY – ESTRUTURA NÍVEL III

GAIOLA DE FARADAY – ESTRUTURA NÍVEL I

SUBSISTEMA DE CONDUTORES DE DESCIDA

• Distribuídos ao longo do perímetro – espaçamento médio – Tabela 2

(mínimo 2 descidas).

• Condutores de decida não naturais devem ser interligados por meio

de condutores horizontais, formando anéis.

• Primeiro: Anel de aterramento (Ver 5.1.3.5.2 da NBR 5419), e na

impossibilidade deste, um anel até no máximo 4m de altura do nível

do solo;

• Demais: A cada 20m de altura

• Condutores de descida não naturais: d > ou igual 0,5m de porta,

janelas e outras aberturas e fixados a cada metro de percurso

Tabela 2 – Espaçamento médio dos condutores de descida

não naturais conforme o nível de proteção

Nível de

proteção

Espaçamento

médio m

I

10

II

15

III

20

IV

25

1 - A distância média entre condutores de descida está relacionada com a

distância de segurança. Se os espaçamentos médios forem maiores que

os especificados na tabela 2, as distâncias de segurança podem resultar

consideravelmente aumentadas.

2 - Os condutores de descida devem ser, na medida do possível,

espaçados regularmente em todo o perímetro, devendo ser instalado,

sempre que possível, um condutor de descida em cada vértice da

estrutura.

3 - Em estruturas cobrindo grandes áreas com larguras superiores a 40 m

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).

Notas

SUBSISTEMA DE ATERRAMENTO

1) RECOMENDADO:

- SUBSISTEMA ÚNICO, INTEGRADO À ESTRUTURA

- ADEQUADO A TODAS AS FINALIDADES:

PROTEÇÃO CONTRA RAIO, INSTALAÇÕES ELÉTRICAS E SINAL

2) PARA EVITAR SOBRETENSÕES PERIGOSAS:

- ARRANJO E DIMENSÕES SÃO MAIS IMPORTANTES QUE A

PRÓPRIA RESISTÊNCIA DE ATERRAMENTO;

- ENTRETANTO PARA ELETRODOS NÃO NATURAIS,

RECOMENDA-SE < 10 OHMs, PARA REDUZIR GRADIENTES

DE POTENCIAL E CENTELHAMENTO PERIGOSO.

3) SISTEMAS DE ATERRAMENTO DISTINTOS

- DEVEM TER LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL DE BAIXA IMPEDÂNCIA

ELETRODOS DE ATERRAMENTO

TIPOS DE ELETRODOS:

a) ATERRAMENTO NATURAL PELAS FUNDAÇÕES

(ARMADURAS DE AÇO DAS FUNDAÇÕES);

b) CONDUTORES EM ANEL;

c) HASTES VERTICAIS OU INCLINADAS;

d) CONDUTORES RADIAIS HORIZONTAIS.

OBS.:

1) EVITAR PLACA OU PEQUENAS GRADES (CORROSÃO);

2) COMPRIMENTO MÍNIMO , CONFORME NÍVEL DE PROTEÇÃO

E REISTIVIDADE DO SOLO: VER GRÁFICO FIGURA 2.

ELETRODOS DE ATERRAMENTO NATURAIS

ARMADURAS DE AÇO EMBUTIDAS NAS FUNDAÇÕES

(MATERIAIS, DIMENSÕES, PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO –

TABELA 5 – Materiais do SPDA e condições de aplicação)

a) AMARRAÇÃO COM ARAME RECOZIDO EM 50% DE SEUS

CRUZAMENTOS OU SOLDADAS;

b) BARRA HORIZONTAIS: SOBREPOSIÇÃO DE NO MÍNIMO 20 X DN

E FIRMEMENTE AMARRADAS COM ARAME RECOZIDO;

c) FUNDAÇÃO DE ALVENARIA:

- VERGALHÃO DE AÇO DE CONSTRUÇÃO DN OU = 8mm OU

FITA DE AÇO DE 25mm X 4mm, FORMANDO UM ANEL EM

TODO O PERÍMETRO (CONCRETO ESPESSURA > ou = 5 cm;

d) INTERLIGAÇÃO COM ARMADURAS DE AÇO DOS PILARES;

e) CONESÃO COM LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL PRINCIPAL;

f) CONTINUIDADE ELÉTRICA: INJEÇÃO DE CORRENTE

(RESISTÊNCIA. DE POUCOS DÉCIMOS DE OHMs)

ARRANJO A

1) COMPOSIÇÃO: ELETRODOS RADIAIS

(VERTICAIS, HORIZONTAIS OU INCLINADOS);

2) SOLOS: RESISTIVIDADE < ou = 100 OHM.m;

3) PEQUENAS ESTRUTURAS: PERÍMETRO ATÉ 25m;

4) PARA CADA CONDUTOR DE DESCIDA, NO MÍNIMO UM

ELETRODO DE ATERRAMENTO;

5) MÍNIMO DE 2 ELETRODOS, COMPRIMENTO MÍNIMO DE:

a) L1 - ELETRODOS HORIZONTAIS;

b) 0,5 L1 – ELETRODOS VERTICAIS.

6) REQUISITOS DE SEGURANÇA:

a) TENSÃO DE PASSO (AUMENTAR PROFUNDIDADE);

b) TENSÃO DE TOQUE (EQUALIZAÇÃO DE POTENCIAL)

COMPRIMENTO TOTAL DE ELETRODOS NÃO NATURAIS

ADEQUADAMENTE DISTRIBUÍDOS

ARRANJO “B”

1) COMPOSIÇÃO:

ELETRODOS EM ANEL OU EMBUTIDOS NAS FUNDAÇÕES;

2) OBRIGATÓRIO:

NAS ESTRUTURAS COM PERÍMETRO SUPERIOR A 25m;

3) ELETRODOS DE ATERRAMENTO NÃO NATURAIS:

a) AFASTAMENTO NA ORDEM DE 1m DAS FUNDAÇÕES;

b) ANEL OU CONDUTORES HORIZONTAIS:

PROFUNDIDADE MÍNIMA DE 0,5m;

c) ELETRODOS RADIAIS:

ÂNGULO ENTRE CONDUTORES ADJACENTES > ou = 60 GRAUS

4) HASTES DE ATERRAMENTO VERTICAIS OU INCLINADAS, INSTALADAS

EM PARALELO:

a) UNIFORMEMENTE DISTRIBUÍDAS NO PERÍMETRO DA

ESTRUTURA E AFASTADAS ENTRE SI DE NO MÍNIMO A

MEDIDA DE SEU COMPRIMENTO.

5) PROFUNDIDADE E TIPO DE ELETRODOS:

MINIMIZAR CORROSÃO E RESSECAMENTO DO SOLO.

SISTEMA INTERNO DE PROTEÇÃO

CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

1) DEFINIÇÃO:

CONJUNTO DE DISPOSITIVOS QUE REDUZEM OS EFEITOS

ELÉTRICOS E MAGNÉTICOS DA CORRENTE DE DESCARGA

ATMOSFÉRICA DENTRO DO VOLUME A PROTEGER.

2) EQUALIZAÇÃO DE POTENCIAL:

a) MEDIDA MAIS EFICAZ PARA REDUZIR OS RISCOS DE INCÊNDIOS,

EXPLOSÃO E CHOQUES ELÉTRICOS;

b) CONDUTORES DE LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL E DPSs

INTERLIGANDO O SPDA, A ARMADURA METÁLICA DA

ESTRUTURA, AS INSTALAÇÕES METÁLICAS, AS MASSAS, E OS

CONDUTORES DOS SISTEMS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA E DE SINAL;

3) LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL PRINCIPAL:

É OBRIGATÓRIA CONFORME NORMA NBR 5410.

LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL DAS INSTALAÇÕES

METÁLICAS E DAS MASSAS ( LEP / TAP )

1) UMA LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL DEVE SER EFETUADA:

a) NO SUBSOLO OU PRÓXIMA AO QUADRO GERAL DE ENTRADA DE

BAIXA TENSÃO;

b) OS CONDUTORES DE LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL CONECTADOS A

UMA BARRA DE LIGAÇÃO EQUIPOTENCIAL – BLP:

(FÁCIL ACESSO PARA INSPEÇÃO);

c) BLE DEVE ESTAR CONECTADA AO SUBSISTEMA DE ATERRAMENTO;

d) ACIMA DO NÍVEL DO SOLO (INTERVALOS VERTICAIS < ou = 20m,

PARA ESTRUTURAS COM MAIS DE 20m DE ALTURA;

e) AS BLE SECUNDÁRIAS DEVEM SER CONECTADAS ÀS ARMADURAS

DE CONCRETO AO NÍVEL CORRESPONDENTE, MESMO QUE NÃO

UTILIZADAS COMO COMPONENTES NATURAIS.

Tabela 3 – Seções mínimas dos materiais do SPDA

Material

Captor e anéis

intermediários mm2

Descidas (para

estruturas de

altura até 20 m) mm2

Descidas (para

estruturas de altura

superior a 20 m) mm2

Eletrodo de

aterramento mm2

Cobre

35

16

35

50

Alumínio

70

25

70

-

Aço galvanizado a quente

ou embutido em concreto

50

50

50

80

Tabela 6 – Seções mínimas dos condutores de ligação equipotencial para

conduzir parte substancial da corrente de descarga atmosférica


Material

Seção (mm2)

I - IV

Cobre

16

Alumínio

25

Aço

50

Tabela 6. B – Exemplos de Classificação de Estruturas

Classificação da

estrutura

Tipo da estrutura

Efeitos das descargas atmosféricas


Residências

Perfuração da isolação de instalações elétricas, incêndio e danos materiais Danos normalmente limitados a objetos nos pontos de impacto ou no caminho do raio

III

Fazendas,

estabelecimentos agropecuários

Risco direto de incêndio e tensões de passo perigosas Risco indireto devido à interrupção de energia

e risco de vida para animais devido à perda de

controles eletrônicos, ventilação, suprimento de alimentação e outros

III ou IV 2)

Teatros, escolas,

lojas de

departamentos,

áreas esportivas e igrejas

Danos às instalações elétricas (por exemplo: iluminação) e possibilidade de pânico Falha do sistema de alarme contra incêndio, causando atraso no socorro

II

Estruturas

Comuns 1

Classificação da

estrutura

Tipo da estrutura



Estruturas comuns 1)

Bancos,

companhias de

seguro,

companhias comerciais e outros

Como acima, alem de efeitos indiretos com a

perda de comunicações, falhas dos computadores e perda de dados

II

Hospitais, casas de repouso e prisões

Como para escolas, alem de efeitos indiretos

pra as pessoas em tratamento intensivo e

dificuldade de resgate de pessoas imobilizadas

II

Indústrias

Efeitos indiretos conforme o conteúdo das

estruturas, variando de danos pequenos a prejuízos inaceitáveis e perda de produção

III

Museus, locais arqueológicos

Perda de patrimônio cultural insubstituível

II


Classificação da estrutura

Tipo da estrutura



Estruturas com risco confinado

Estações de

telecomunicações, usinas elétricas

Interrupção inaceitável de serviços públicos por breve ou longo período de tempo Risco indireto para as imediações devido a incêndios, e outros com risco de incêndio

I

Estruturas com

risco para os arredores

Refinarias, postos

de combustível,

fabricas de fogos,

fabricas de munição

Risco de incêndio e explosão para a instalação e seus arredores

I

Estruturas com

risco para o meio ambiente

Indústrias

químicas, usinas

nucleares,

laboratórios bioquímicos

Risco de incêndio e falhas de operação, com

conseqüências perigosas para o local e para o meio ambiente

I

1) ETI (equipamentos de tecnologia da informação) podem ser instalados em todos os tipos de estruturas, inclusive

estruturas comuns. E impraticável a proteção total contra danos causados pelos raios dentro destas estruturas; não obstante, devem ser tomadas medidas (conforme NBR 5410) de modo a limitar os prejuízos a níveis aceitáveis 2) Estruturas de madeira: nível III. Estruturas de nível IV: estruturas contendo produtos agrícolas potencialmente combustíveis (pos de grãos) sujeitos a explosão são considerados com risco para arredores.


INSPEÇÃO

6.1 – OBJETIVO DAS INSPEÇÕES

A) CONFORMIDADE COM O PROJETO;

B) COMPONENTES EM BOM ESTADO, CONEXÕES E FIXAÇÕES

FIRMES E LIVRES DE CORROSÃO;

C) RESISTÊNCIA DE ATERRAMENTO: ARRANJO, DIMENSÕES

< 10 OHMS - EXCESSÃO FUNDAÇÕES COMO

ATERRAMENTO;

D) CONSTRUÇÕES ACRESCENTADAS À ESTRUTURA

POSTERIORMENTE À INSTALAÇÃO ORIGINAL DO SPDA

ESTÃO INTEGRADAS AO VOLUME A PROTEGER, MEDIANTE

LIGAÇÃO AO SPDA OU AMPLIAÇÃO DESTE;

E) RESISTÊNCIA CALCULADA – DISPENSA A MEDIÇÃO

INSPEÇÃO

6.2 SEQUÊNCIA DAS INSPEÇÕES

A) DURANTE A CONSTRUÇÃO DA ESTRUTURAS: CORRETA

INSTALAÇÃO DOS ELETRODOS DE ATERRAMENTO E DAS

CONDIÇÕES DAS ESTRUTURAS COMO INTEGRANTES DA

GAIOLA DE FARADAY;

B) APÓS TÉRMINO DA INSTALAÇÃO DO SPDA;

C) PERIODICAMENTE CONFORME 6.1;

D) APÓS QQ MODIFICAÇÃO OU REPARO NO SPDA;

E) QUANDO FOR CONSTATADO QUE O SPDA FOI ATINGIDO

POR UMA DESCARGA ATMOSFÉRICA.

INSPEÇÃO VISUAL: ANUALMENTE PARA NÍVEIS I A IV

PERIODICIDADE DE INSPEÇÕES COMPLETAS

PERÍODO

DESCRIÇÃO

5 anos

Edificações residenciais, comerciais,

administrativas, agrícolas ou industriais, Excetuando-se áreas classificadas com risco de

incêndio e explosão

3 anos

Hospitais, escolas, teatros, cinemas, estádios de

esporte, centros comerciais, pavilhões e indústrias

contendo áreas com risco de explosão

1 ano

Estruturas contendo munição ou explosivos, ou em

locais expostos à corrosão atmosférica severa

(regiões litorâneas, ambientes industriais com

atmosfera agressiva)

PERIODICIDADE DAS INSPEÇÕES

ANEXO E

MEDIÇÕES DE RESISTÊNCIAS DE ATERRAMENTO

NORMA NBR 15749 / 2009:

MEDIÇÃO DE RESISTÊNCIA DE ATERRAMENTO E DE

POTENCIAIS NA SUPERFÍCIE DO SOLO EM SISTEMAS DE

ATERRAMENTO

DPS – DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS DE TENSÃO

10kA E 40kA

DPS – DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS DE TENSÃO

•

•

IRREGULARIDADES MAIS FREQUENTES

1) FALTA DE PROJETO;

2) ERROS NOS DIMENSIONAMENTOS DOS SUBSISTEMAS DE CAPTORES,

CONDUTORES DE DESCIDAS E DE ATERRAMENTO;

3) SUBDIMENSIONAMENTO DE MATERIAIS;

4) GALVANIZAÇÃO DOS MATERIAIS DEFICIENTE;

5) HASTES E CONDUTORES FORA DE NORMA;

6) LUZ DE OBSTÁCULO FIXADA NO MASTRO DO CAPTOR FRANKLIN;

7) ANTENAS FORA DO VOLUME PROTEGIDO PELO SPDA;

8) FALTA DO ANEL DE ATERRAMENTO (ARRANJO “B”);

9) FALT A DE GAIOLA DE FARADAY;

10) FIAÇÃO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS E SINAL PRÓXIMAS DOS

CONDUTORES DA GAIOLA DE FARADAY E DOS CONDUTORES DE DESCIDA.

RESISTIVIDADE DE TIPOS DE SOLOS

TRATAMENTO DO SOLO COM BENTONITA

1) Redução substancial no valor da resistência de aterramento

até 75%;

2) Vida útil longa, devido a não lixiviação destes produtos com

as chuvas;

3) Estabilidade no valor da resistência de aterramento, devido ao

alto grau de higroscopia (retenção de umidade);

4) Diminuição dos potenciais de toque e de passo devido a

redução da resistividade do solo, aumentando-se a

segurança;

5) Aumento da capacidade de dispersão de corrente;

6) Facilidade e rapidez na aplicação; e

7) Baixo custo.







EXIGÊNCIAS LEGAIS

1) NR 10 – SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES E SERVIÇOS EM

ELETRICIDADE:

10.2.4 – Prontuário das Instalações elétricas

b) Documentação das inspeções e medições do sistema

de proteção contra descargas atmosféricas e

aterramentos elétricos

2) NR 28 - FISCALIZAÇÃO E PENALIDADES:

28.2.1 Grave e iminente risco à saúde ou integridade física do

trabalhador

3) LEI MUNICIPAL 13.214 DE 22 DE NOVEMBRO DE 2.001

Proteção de pessoas em ambiente aberto;

Detectores de proximidade de descargas atmosféricas

4) DECRETO ESTADUAL 56.819 – 2011

INSTRUÇÃO TÉCNICA Nº 41/2011

Inspeção visual em instalações elétricas de baixa tensão

ANEXO A – Item 6.9 – Sistema de Proteção Contra Descargas

Atmosféricas (SPDA)

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NBR 5419 : 2005€¦ · SUBSISTEMA DE CONDUTORES DE DESCIDA • Distribuídos ao longo do perímetro – espaçamento médio – Tabela 2 (mínimo 2 descidas). • Condutores de decida