(Parte 1 de 6)

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Primeira edição 2.05.2015

Válida a partir de 2.06.2015

Proteção contra descargas atmosféricas Parte 3: Danos físicos a estruturas e perigos à vida

Lightning protection — Part 3: Physical damage to structures and life hazard

Número de referência

© ABNT 2015

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ABNT NBR 5419-3:2015

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ABNT NBR 5419-3:2015

Prefáciovii
Introduçãoix
1 Escopo1
2 Referências normativas1
3 Termos e definições2
4 Sistema de proteção contra descargas atmosféricas – SPDA6
4.1 Classe do SPDA6
4.2 Projeto do SPDA7
4.3 Continuidade da armadura de aço em estruturas de concreto armado8
5 Sistema externo de proteção contra descargas atmosféricas8
5.1 Geral8
5.1.1 Aplicação de um SPDA externo8
5.1.2 Escolha de um SPDA externo8
5.1.3 Uso de componentes naturais9
5.2 Subsistema de captação9
5.2.1 Geral9
5.2.2 Posicionamento10
5.2.3 Captores para descargas laterais de estruturas altas1
5.2.4 Construção12
5.2.5 Componentes naturais12
5.3 Subsistema de descida14
5.3.1 Geral14
5.3.2 Posicionamento para um SPDA isolado14
5.3.3 Posicionamento para um SPDA não isolado14
5.3.4 Construção15
5.3.5 Componentes naturais16
5.3.6 Conexões de ensaio17
5.4 Subsistema de aterramento17
5.4.1 Geral17
5.4.2 Condições gerais nos arranjos de aterramento17
5.4.3 Instalação dos eletrodos de aterramento18
5.4.4 Eletrodos de aterramento naturais19
5.5 Componentes19
5.5.1 Geral19
5.5.2 Fixação20
5.5.3 Conexões20
5.6 Materiais e dimensões20
5.6.1 Materiais20
5.6.2 Dimensões21
6 Sistema interno de proteção contra descargas atmosféricas2
6.1 Geral2

Sumário Página © ABNT 2015 - Todos os direitos reservados i

I m pr e s o:

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6.2 Equipotencialização para fins de proteção contra descargas atmosféricas23
6.2.1 Geral23
6.2.2 Equipotencialização para instalações metálicas23
6.2.3 Equipotencialização para elementos condutores externos25
6.2.4 Equipotencialização para sistemas internos25
6.2.5 Equipotencialização para as linhas conectadas à estrutura a ser protegida26
6.3 Isolação elétrica do SPDA externo26
6.3.1 Geral26
6.3.2 Aplicação simplificada27
7 Manutenção, inspeção e documentação de um SPDA28
7.1 Geral28
7.2 Aplicação das inspeções28
7.3 Ordem das inspeções28
7.4 Manutenção29
7.5 Documentação29
de passo e de toque30
8.1 Medidas de proteção contra tensões de toque30
8.2 Medidas de proteção contra tensões de passo30
Anexo A (normativo) Posicionamento do subsistema de captação31
de proteção31
A.1.1 Geral31
A.1.2 Volume de proteção provido por mastro31
A.1.3 Volume de proteção provido por condutor suspenso32
rolante3
A.3 Posicionamento do subsistema de captação utilizando o método das malhas34
centelhamento perigoso35

ABNT NBR 5419-3:2015 8 Medidas de proteção contra acidentes com seres vivos devido à tensões A.1 Posicionamento do subsistema de captação utilizando-se o método do ângulo A.2 Posicionamento do subsistema de captação utilizando o método da esfera Anexo B (informativo) Seção mínima da blindagem do cabo de entrada de modo a evitar

de descida37

Anexo C (informativo) Divisão da corrente da descarga atmosférica entre os condutores

de explosão41
D.1 Geral41
D.2 Condições adicionais e definições41
D.3 Requisitos básicos42
D.3.1 Geral42
D.3.2 Informações exigidas42
D.3.3 Ligação à terra42
D.3.4 Ligação equipotencial (ou equipotencialização)42
D.4 Estruturas contendo material explosivo sólido43
D.5 Estruturas contendo zonas de risco43

Anexo D (normativo) Informação adicional para SPDA no caso de estruturas com risco iv © ABNT 2015 - Todos os direitos reservados

I m pr e s o:

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D.5.1 Geral43
D.5.1.1 Proteção contra surtos43
D.5.1.2 Ligação equipotencial (equipotencialização)43
D.5.2 Estruturas contendo zonas 2 e zona 24
D.5.3 Estruturas contendo zonas 1 e zona 214
D.5.4 Estruturas contendo zonas 0 e zona 204
D.5.5 Aplicações específicas4
D.5.5.1 Postos de abastecimento de combustível4
D.5.5.2 Tanques de armazenamento45
D.5.5.3 Linhas de tubulações46
Anexo E (vago)47
Anexo F (normativo) Ensaio de continuidade elétrica das armaduras48
F.1 Introdução48
F.2 Procedimento para a primeira verificação48
F.2.1 Objetivo48
F.2.2 Pontos de medição48
F.2.3 Procedimento para medição49
F.2.3.1 Edifício em construção49
F.2.3.2 Edifício já construído49
F.3 Procedimento para verificação final50
F.4 Aparelhagem de medição50
Bibliografia51

ABNT NBR 5419-3:2015

Figura 1 – Ângulo de proteção correspondente à classe de SPDA1
Figura 2 – Laço em um condutor de descida15

Figuras

do SPDA18
Figura A.1 – Volume de proteção provido por um mastro31
Figura A.2 – Volume de proteção provido por um mastro para duas alturas diferentes32
Figura A.3 – Volume de proteção provido por elemento condutor suspenso32
Figura A.4 – Projeto do subsistema de captação conforme o método da esfera rolante3

Figura 3 – Comprimento mínimo l1 do eletrodo de aterramento de acordo com a classe

e um subsistema de aterramento em anel37

Figura C.1 – Valores do coeficiente kc no caso de um subsistema de captores a um fio

e sistema de aterramento em anel38

Figura C.2 – Valores de coeficiente kc no caso de um sistema de captores em malha

de aterramento em anel40
Figura F.1 – Método de medição49

Figura C.3 – Exemplos de cálculos de distâncias de separação no caso de um sistema de captores em malha, um anel de interconexão a cada nível e um sistema © ABNT 2015 - Todos os direitos reservados v

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(ver ABNT NBR 5419-1)7

Tabelas Tabela 1 – Relação entre níveis de proteção para descargas atmosféricas e classe de SPDA

de proteção correspondentes a classe do SPDA10

Tabela 2 – Valores máximos dos raios da esfera rolante, tamanho da malha e ângulo

de captação13

Tabela 3 – Espessura mínima de chapas metálicas ou tubulações metálicas em sistemas

condutores de acordo com a classe de SPDA15
Tabela 5 – Materiais para SPDA e condições de utilização19
hastes captoras e condutores de descidas21
Tabela 7 – Material, configuração e dimensões mínimas de eletrodo de aterramento2
de aterramento24

Tabela 4 – Valores típicos de distância entre os condutores de descida e entre os anéis Tabela 6 – Material, configuração e área de seção mínima dos condutores de captação, Tabela 8 – Dimensões mínimas dos condutores que interligam diferentes barramentos de equipotencialização (BEP ou BEL) ou que ligam essas barras ao sistema

aos barramentos de equipotencialização (BEP ou BEL)24
Tabela 10 – Isolação do SPDA externo – Valores do coeficiente ki27
Tabela 1 – Isolação do SPDA externo – Valores do coeficiente km27
Tabela 12 – Isolação do SPDA externo – Valores aproximados do coeficiente kc28
Tabela B.1 – Comprimento de cabo a ser considerado segundo a condição da blindagem35
Tabela C.1 – Valores do coeficiente kc37

Tabela 9 – Dimensões mínimas dos condutores que ligam as instalações metálicas internas vi © ABNT 2015 - Todos os direitos reservados

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Prefácio

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas pelas partes interessadas no tema objeto da normalização.

Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras da Diretiva ABNT, Parte 2.

AABNT chama a atenção para que, apesar de ter sido solicitada manifestação sobre eventuais direitos de patentes durante a Consulta Nacional, estes podem ocorrer e devem ser comunicados à ABNT a qualquer momento (Lei nº 9.279, de 14 de maio de 1996).

Ressalta-se que Normas Brasileiras podem ser objeto de citação em Regulamentos Técnicos. Nestes casos, os Órgãos responsáveis pelos Regulamentos Técnicos podem determinar outras datas para exigência dos requisitos desta Norma, independentemente de sua data de entrada em vigor.

A ABNT NBR 5419-3 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-03), pela Comissão de Estudo de Proteção contra Descargas Atmosféricas (CE-03:064.10). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital nº 08, de 12.08.2014 a 10.12.2014, com o número de Projeto 03:064.10-100/3.

Esta parte da ABNT NBR 5419 e as ABNT NBR 5419-1, ABNT NBR 5419-2, e ABNT NBR 5419-4 cancelam e substituem a(s) ABNT NBR 5419:2005.

As instalações elétricas cobertas pela ABNT NBR 5419 estão sujeitas também, naquilo que for perti- nente, às normas para fornecimento de energia estabelecidas pelas autoridades reguladoras e pelas empresas distribuidoras de eletricidade.

A ABNT NBR 5419, sob o título geral “Proteção contra descargas atmosféricas”, tem previsão de conter as seguintes partes:

— Parte 1: Princípios gerais;

— Parte 2: Gerenciamento de risco;

— Parte 3: Danos físicos a estruturas e perigos à vida;

— Parte 4: Sistemas elétricos e eletrônicos internos na estrutura. O Escopo desta Norma Brasileira em inglês é o seguinte:

Scope

This part of the ABNT NBR 5419 provides the requirements for protection of a structure against physical damage by means of a lightning protection system (LPS), and for protection against injury to living beings due to touch and step voltages in the vicinity of an LPS (see ABNT NBR 5419-3).

This standard is applicable to:

a) design, installation, inspection and maintenance of an LPS for structures without limitation of their height,

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b) establishment of measures for protection against injury to living beings due to touch and step voltages.

NOTE 1 This part of the ABNT NBR 5419 is not intended to provide protection against failures of electrical and electronic systems due to overvoltages. Specific requirements for such cases are provided in ABNT NBR 5419-4.

NOTE 2 Specific requirements for protection against lightning of wind turbines are reported in IEC 61400-24 [2].

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Introdução

Esta Parte da ABNT NBR 5419 trata da proteção, no interior e ao redor de uma estrutura, contra danos físicos e contra lesões a seres vivos devido às tensões de toque e passo.

Considera-se que a principal e mais eficaz medida de proteção contra danosfísicos

é o SPDA – sistema de proteção contra descargas atmosféricas. Geralmente, o SPDA é composto por dois sistemas de proteção: sistema externo e sistema interno.

O SPDA externo é destinado a: — interceptar uma descarga atmosférica para a estrutura (por meio do subsistema de captação),

— conduzir a corrente da descarga atmosférica para a terra de forma segura (por meio do subsistema de descida),

— dispersar a corrente da descarga atmosférica na terra (por meio do subsistema de aterramento).

O SPDA interno é destinado a reduzir os riscos com centelhamentos perigosos dentro do volume de proteção criado pelo SPDA externo utilizando ligações equipotenciais ou distância de segurança (isolação elétrica) entre os componentes do SPDA externo (como definido em 3.2) e outros elementos eletricamente condutores internos à estrutura.

As principais medidas de proteção contra os riscos devido às tensões de passo e de toque para os seres vivos consistem em:

a) reduzir a corrente elétrica que flui por meio dos seres vivos por meio de isolação de partes condutoras expostas e/ou por meio de um aumento da resistividade superficial do solo;

b) reduzir a ocorrência de tensões perigosas de toque e passo por meio de barreiras físicas e/ou avisos de advertência.

O tipo e localização de um SPDA devem ser cuidadosamente considerados no projeto inicial de uma nova estrutura, possibilitando, desta forma, um uso otimizado das partes eletricamente condutoras desta. Utilizando essa premissa na fase de projeto, a construção de uma instalação ou edificação é realizada de forma a preservar a estética e melhorar a eficácia do SPDA com custo e esforços minimizados.

Uma vez iniciada uma construção em um determinado local, o acesso restrito ao solo e à armadura de aço das estruturas dificulta o aproveitamento desses elementos como componentes naturais do SPDA, notadamente o subsistema de aterramento. Por esta razão, a resistividade e tipo do solo devem sempre ser considerados nos estágios iniciais do empreendimento, sendo estas informações fundamentais para o projeto do sistema de aterramento e que podem exigir adequações no projeto da estrutura da fundação.

O melhor resultado e com custo otimizado sempre será alcançado com a frequente interação entre os projetistas, arquitetos, instaladores do SPDA e construtores.

Quando um SPDA for instalado ou adequado em uma estrutura ou edificação existente, devem ser seguidas as prescrições contidas nesta Norma em todas as suas etapas, do projeto à emissão da documentação final.

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NORMA BRASILEIRA ABNT NBR 5419-3:2015

Proteção contra descargas atmosféricas — Parte 3: Danos físicos a estruturas e perigos à vida

1 Escopo

Esta Parte da ABNT NBR 5419 estabelece os requisitos para proteção de uma estrutura contra danos físicos por meio de um SPDA – Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas – e para proteção de seres vivos contra lesões causadas pelas tensões de toque e passo nas vizinhanças de um SPDA.

Esta Norma é aplicável a: a) projeto, instalação, inspeção e manutenção de um SPDA para estruturas sem limitação de altura;

b) estabelecimento de medidas para proteção contra lesões a seres vivos causadas pelas tensões de passo e toque provenientes das descargas atmosféricas.

NOTA 1 As prescrições contidas nesta Parte da ABNT NBR 5419 não são direcionadas a prover proteção contra falhas de sistemas elétricos e eletrônicos devido a sobretensões. Requisitos específicos para tais casos são providos na ABNT NBR 5419-4.

NOTA 2 Requisitos específicos para proteção contra descargas atmosféricas em turbinas eólicas são apre- sentados na IEC 61400-24 [9].

2 Referências normativas

Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas).

ABNT NBR 5410, Instalações elétricas de baixa tensão ABNT NBR 5419-1:2015, Proteção contra descargas atmosféricas – Parte 1: Princípios gerais ABNT NBR 5419-2:2015, Proteção contra descargas atmosféricas – Parte 2: Gerenciamento de risco

ABNT NBR 5419-4:2015, Proteção contra descargas atmosféricas – Parte 4: Sistemas elétricos e eletrônicos internos na estrutura

ABNT NBR IEC 60079-10-1, Atmosferas explosivas – Parte 10-1: Classificação de áreas – Atmosferas explosivas de gás

ABNT NBR IEC 60079-10-2, Atmosferas explosivas – Parte 10-2: Classificação de áreas – Atmosferas de poeiras combustíveis

ABNT NBR IEC 60079-14, Atmosferas explosivas – Parte 14: Projeto, seleção e montagem de instalações elétricas

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3 Termos e definições Para os efeitos deste documento, aplicam-se os seguintes termos e definições.

3.1 sistema de proteção contra descargas atmosféricas SPDA sistema completo utilizado para minimizar os danos físicos causados por descargas atmosféricas em uma estrutura

NOTA Consiste nos sistemas de proteção externo e interno.

3.2 sistema externo de proteção contra descargas atmosféricas parte do SPDA consistindo em um subsistema de captação, um subsistema de descida e um subsis- tema de aterramento

3.3 SPDA externo isolado da estrutura a ser protegida SPDA com o subsistema de captação e o subsistema de descida posicionados de tal forma que o caminho da corrente da descarga atmosférica não fique em contato com a estrutura a ser protegida

NOTA Não é permitida a ocorrência de centelhamentos perigosos entre o SPDA e a estrutura protegida

3.4 SPDA externo não isolado da estrutura a ser protegida SPDA com um subsistema de captação e um subsistema de descida posicionados de tal forma que o caminho da corrente da descarga atmosférica esteja em contato com a estrutura a ser protegida

3.5 sistema interno de proteção contra descargas atmosféricas parte do SPDA consistindo em ligações equipotenciais para descargas atmosféricas ou isolação elétrica do SPDA externo

3.6 subsistema de captação parte do SPDA externo que utiliza elementos metálicos dispostos em qualquer direção, que são projetados e posicionados para interceptar as descargas atmosféricas

3.7 subsistema de descida parte de um SPDA externo projetado para conduzir a corrente da descarga atmosférica desde o subsistema de captação até o subsistema de aterramento

3.8 condutor em anel condutor formando um laço fechado ao redor da estrutura e interconectando os condutores de descida para a distribuição da corrente da descarga atmosférica entre eles

3.9 subsistema de aterramento parte de um SPDA externo que é destinada a conduzir e dispersar a corrente da descarga atmosférica na terra

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3.10 eletrodo de aterramento parte ou conjunto de partes do subsistema de aterramento capaz de realizar o contato elétrico direto com a terra e que dispersa a corrente da descarga atmosférica nesta

3.1 eletrodo de aterramento em anel eletrodo de aterramento formando um anel fechado ao redor da estrutura, em contato com a superfície ou abaixo do solo

3.12 eletrodo de aterramento pela fundação parte condutora enterrada no solo embutida no concreto da fundação da estrutura, preferencialmente na forma de um circuito fechado, e que tem continuidade elétrica garantida

3.13 impedância de aterramento convencional relação entre os valores de pico da tensão no sistema de aterramento e da corrente neste sistema, valores estes que, em geral, não ocorrem simultaneamente

3.14 tensão no sistema de aterramento diferença de potencial entre o sistema de aterramento e o terra remoto

3.15 componente natural do SPDA componente condutivo não instalado especificamente para proteção contra descargas atmosféricas, mas que pode ser integrado ao SPDA ou que, em alguns casos, pode prover a função de uma ou mais partes do SPDA

NOTAExemplos para uso deste termo incluem:

— captor natural (estrutura e telhas metálicas);

— descida natural (perfis metálicos configurando os pilares de sustentação);

— eletrodo de aterramento natural (armaduras do concreto armado providas de continuidade elétrica).

3.16 componente de conexão parte do SPDA que é usada para a conexão entre condutores ou entre um condutor do SPDA e outras instalações metálicas

3.17 componente de fixação parte do SPDA que é utilizado para fixar seus elementos à estrutura a ser protegida

3.18 instalações metálicas elementos metálicos ao longo da estrutura a ser protegida que podem se tornar caminho para a corrente da descarga atmosférica, como tubulações, escadas, trilhos dos elevadores, coifas, dutos de ar condicionado, armadura de aço da estrutura e peças metálicas estruturais

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3.19 partes condutivas externas elementos metálicos extensos que entram ou saem da estrutura a ser protegida, como eletrocalhas, elementos metálicos de sustentação, dutos metálicos, e outros, que possam conduzir parte da corrente de descarga atmosférica para o interior da estrutura

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