Aterramento, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

Baixe Aterramento e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity! TERMOTÉCNICA IND. COM. LTDA Telefax: (31) 3333 – 0499 Site: www tel com br Email: termotecnica@tel.com.br APOSTILA ORIENTATIVA PARA PROJETISTAS SPDA (SISTEMAS DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ELÉTRICAS ATMOSFÉRICAS) Edição 4 Dezembro / 2003 Fonte: NBR-5419 / 2001 da ABNT TERMOTÉCNICA IND. COM. LTDA Data: 20/12/03 Página: 1 / 9 Rua Zito Soares, 46 - Jardinópolis - Anel Rodoviário - CEP: 30532_260 - Belo Horizonte - MG TERMOTÉCNICA IND. COM. LTDA Telefax: (31) 3333 – 0499 Site: www tel com br Email: termotecnica@tel.com.br INTRODUÇÃO Este trabalho tem como objetivo levar ao conhecimento de projetistas, engenheiros e outros interessados no assunto, algumas orientações técnicas e práticas sobre a implantação de Sistemas de Proteção Contra Descargas Atmosféricas, baseado em nossa larga experiência de instalação, fabricação , projeto e consultoria técnica. Foi usada uma linguagem acessível para facilitar o entendimento de leigos e pessoas com poucos conhecimentos na área elétrica. As orientações aqui contidas foram embasadas nas Normas Técnicas NBR5419 / 2001 . Recomendamos que a norma seja lida, antes de se iniciar qualquer projeto. CONSIDERAÇÕES INICIAIS A fim de se evitar falsas expectativas sobre o sistema de proteção, gostaríamos de fazer os seguintes esclarecimentos: 1 - A descarga elétrica atmosférica (raio) é um fenômeno da natureza absolutamente imprevisível e aleatório, tanto em relação às suas características elétricas (intensidade de corrente, tempo de duração, etc ), como em relação aos efeitos destruidores decorrentes de sua incidência sobre as edificações. 2 - Nada em termos práticos pode ser feito para se impedir a "queda" de uma descarga em determinada região. Não existe "atração" a longas distâncias, sendo os sistemas prioritariamente receptores. Assim sendo, as soluções internacionalmente aplicadas buscam tão somente minimizar os efeitos destruidores a partir da colocação de pontos preferenciais de captação e condução segura da descarga para a terra. 3 - A implantação e manutenção de sistemas de proteção (pára-raios) é normalizada internacionalmente pela IEC (International Eletrotecnical Comission) e em cada país por entidades próprias como a ABNT (Brasil), NFPA (Estados Unidos) e BSI (Inglaterra). 4 - Somente os projetos elaborados com base em disposições destas normas podem assegurar uma instalação dita eficiente e confiável. Entretanto, esta eficiência nunca atingirá os 100 % estando, mesmo estas instalações, sujeitas a falhas de proteção. As mais comuns são a destruição de pequenos trechos do revestimento das fachadas de edifícios ou de quinas da edificação ou ainda de trechos de telhados. 5 - Não é função do sistema de pára-raios proteger equipamentos eletro-eletrônicos (comando de elevadores, interfones, portões eletrônicos, centrais telefônicas, subestações, etc ), pois mesmo uma descarga captada e conduzida a terra com segurança, produz forte interferência eletromagnética, capaz de danificar estes equipamentos. Para sua proteção, deverá ser contratado um projeto adicional, específico para instalação de supressores de surto individuais (protetores de linha). 6 - Os sistemas implantados de acordo com a Norma , visam a proteção da estrutura das edificações contra as descargas que a atinjam de forma direta, tendo a NBR-5419 da ABNT como norma básica. 7 - É de fundamental importância que após a instalação haja uma manutenção periódica anual a fim de se garantir a confiabilidade do sistema. São também recomendadas vistorias preventivas após reformas que possam alterar o sistema e toda vez que a edificação for atingida por descarga direta. TERMOTÉCNICA IND. COM. LTDA Data: 20/12/03 Página: 2 / 9 Rua Zito Soares, 46 - Jardinópolis - Anel Rodoviário - CEP: 30 532260 - Belo Horizonte - MG TERMOTÉCNICA IND. COM. LTDA Telefax: (31) 3333 – 0499 Site: www tel com br Email: termotecnica@tel.com.br EXEMPLO DA PROTEÇÃO DA ESFERA ROLANTE EM EDIFÍCIOS ALTOS EXEMPLO DA PROTEÇÃO EM EDIFICAÇÕES BAIXAS Método da esfera Rolante ELEMENTOS QUE COMPÕEM UM SISTEMA DE PROTEÇÃO CAPTAÇÃO Tem como função receber as descargas que incidam sobre o topo da edificação e distribuí-las pelas descidas. É composta por elementos metálicos, normalmente mastros ou condutores metálicos devidamente dimensionados. DESCIDAS Recebem as correntes distribuídas pela captação encaminhando-as o rapidamente para o solo. Para edificações com altura superior a 20 metros têm também a função de receber descargas laterais, assumindo neste caso também a função de captação devendo os condutores ser corretamente dimensionados para tal. No nível do solo as descidas deverão ser interligadas com cabo de cobre nu 50mm2. TERMOTÉCNICA IND. COM. LTDA Data: 20/12/03 Página: 5 / 9 Rua Zito Soares, 46 - Jardinópolis - Anel Rodoviário - CEP: 30532_260 - Belo Horizonte - MG TERMOTÉCNICA IND. COM. LTDA Telefax: (31) 3333 – 0499 Site: www tel com br Email: termotecnica@tel.com.br ANÉIS DE CINTAMENTO Os anéis de cintamento assumem duas importantes funções. A primeira é equalizar os potenciais das descidas minimizando assim o campo elétrico dentro da edificação. A segunda é receber descargas laterais e distribuí-las pelas descidas. Neste caso também deverão ser dimensionadas como captação. Sua instalação deverá ser executada a cada 20 metros de altura interligando todas as descidas. ATERRAMENTO Recebe as correntes elétricas das descidas e as dissipam no solo. Tem também a função de equalizar os potenciais das descidas e os potenciais no solo , devendo haver preocupação com locais de freqüência de pessoas , minimizando as tensões de passo nestes locais. Para um bom dimensionamento da malha de aterramento é imprescindível a execução prévia de uma prospecção da resistividade de solo. EQUALIZAÇÃO DE POTENCIAIS INTERNOS Nas descidas, anéis de cintamento e aterramento foram já mencionadas as equalizações de potenciais externos. Vamos agora abordar as equalizações de potenciais internos, ou seja a equalização dos potenciais de todas as estruturas e massas metálicas que poderão provocar acidentes pessoais, faíscamentos ou explosões. No nível do solo e dos anéis de cintamento (a cada 20 metros de altura), deverão ser equalizados os aterramentos do neutro da concessionária elétrica ,do terra da concessionária de telefonia, outros terras de eletrônicos e de elevadores (inclusive trilhos metálicos), tubulações metálicas de incêndio e gás ( inclusive o piso da casa de gás quando houver ), tubulações metálicas de água, recalque, etc. Para tal deverá ser definido uma posição estratégica para instalação de uma caixa de equalização de potenciais principal ( LEP / TAP ) que deverá ser interligada à malha de aterramento. A cada 20 metros de altura deverão ser instaladas outras caixas de equalização secundárias, conectadas às ferragens estruturais, e interligadas através de um condutor vertical conectado à caixa de aterramento principal. A ligação da caixa de equalização bem como as tubulações metálicas poderão ser executadas com cabo de cobre 16mm2 antes da execução do contra-piso dos apartamentos localizados nos níveis dos anéis de cintamento. A amarração das diferentes tubulações metálicas poderá ser executada por fita perfurada niquelada (bimetálica) que possibilita a conexão com diferentes tipos de metais e diâmetros variados , diminuindo também a indutância do condutor devido à sua superfície chata. TERMOTÉCNICA IND. COM. LTDA Data: 20/12/03 Página: 6 / 9 Rua Zito Soares, 46 - Jardinópolis - Anel Rodoviário - CEP: 30 532260 - Belo Horizonte - MG TERMOTÉCNICA IND. COM. LTDA Telefax: (31) 3333 – 0499 Site: www tel com br Email: termotecnica@tel.com.br COMO ELABORAR UM PROJETO Tentaremos resumir os passos e cuidados a serem tomados na elaboração de projetos. Daremos inicialmente mais ênfase a prédios pois são as edificações mais complexas de dimensionamento e também as que em geral sofrem maiores danos principalmente no tocante a descargas laterais. Ao projetar a captação o primeiro passo consiste em distribuir condutores metálicos pela periferia da edificação, com fechamentos de acordo com a tabela anexa distribuindo as descidas também de acordo com a tabela anexa. Deverá ser dada preferência para as quinas da edificação. O uso de mastros com captores Franklin em prédios altos, visam a proteção localizada de antenas e outras estruturas existentes no topo da edificação, devendo o restante do prédio ser protegido pelos cabos que compõem a malha da Gaiola de Faraday. As descidas deverão ser distribuídas ao longo do perímetro do prédio, de acordo com o nível de proteção (tab. anexa) com preferência para os cantos. Este espaçamento deverá ser médio e sempre arredondado para cima. Um cuidado deverá ser tomado ao especificar os condutores de descida , pois edificações com altura superior a 20 metros, estão expostas a descargas laterais, assumindo assim também a função de captor (cobre 35mm2 ou alumínio 70mm2 ) . Caso o prédio esteja com a estrutura de concreto executada e o reboco não tenha ainda sido iniciado, os cabos ( de cobre) poderão ser fixados por baixo do reboco, eliminando assim os efeitos estéticos indesejáveis. Para edificações com a fachada já pronta , os cabos ( descidas e anéis de cintamento ) poderão ser fixados diretamente sobre o acabamento. Neste caso , poderá ser usada a barra chata de alumínio minimizando substancialmente os efeitos estéticos. Os anéis de cintamento deverão ser executados a cada 20 metros de altura , contados a partir do solo , até á captação , podendo também serem fixados por baixo do reboco (cobre) ou por cima do acabamento da fachada com cabo de alumínio ou barra chata de alumínio. Quanto á malha de aterramento, o modo mais prático e seguro, consiste em circundar a edificação com cabo de cobre nu 50mm2 a 50 cm de profundidade, formando um anel fechado, e colocar uma haste de aterramento tipo “Copperweld” de alta camada ( 250µm ) em cada descida, conectada ao anel através de soldas exotérmicas . A equalização de potenciais, como já foi mencionado, deverá ser executada no nível do solo, e no nível dos anéis de cintamento horizontal. TERMOTÉCNICA IND. COM. LTDA Data: 20/12/03 Página: 7 / 9 Rua Zito Soares, 46 - Jardinópolis - Anel Rodoviário - CEP: 30532_260 - Belo Horizonte - MG