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Faculdade de Engenharia da UERJ Instalações Elétricas.

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Apresentação em tema: "Faculdade de Engenharia da UERJ Instalações Elétricas."— Transcrição da apresentação:

1 Faculdade de Engenharia da UERJ Instalações Elétricas

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

3 Incidem diretamente: sobre edificações, linhas de transmissão instalações e pessoas expostas O líder descendente da nuvem e o líder ascendente do solo se encontram e forma um caminho condutivo nuvem-solo Uma primeira descarga desce pelo canal ionizado seguida por outras descargas mais rápidas

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

5 Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas - SPDA objetivo básico - interceptar raios e conduzi-los para a terra 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 danos causados por um raio proporcionais à energia contida no mesmo função do quadrado da intensidade de corrente BENEFÍCIOS: BENEFÍCIOS: drástica redução da ocorrência de danos por quedas diretas (falhas de blindagem) 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 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 eqüipotencialização é a quarta parte

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

8 VOLUME DE PROTEÇÃO DE UM ELEMENTO CAPTOR

9 PRINCÍPIOS DO MODELO ELETROGEOMÉTRICO o raio se desenvolve sem nenhuma interferência por parte das estruturas existentes não solo, enquanto não atinge o striking distance o raio se desenvolve sem nenhuma interferência por parte das estruturas existentes não solo, enquanto não atinge o striking distance a distância de atração é função da amplitude da descarga de retorno do raio a distância de atração é função da amplitude da descarga de retorno do raio

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

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

12 MODELO ELETROGEOMÉTRICO APLICAÇÃO A ESTRUTURAS

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

14 ESFERA ROLANTE

15 MÉTODO DE FRANKLIN APROXIMAÇÃO DO MODELO ELETROGEOMÉTRICO APROXIMAÇÃO DO MODELO ELETROGEOMÉTRICO MAIS FÁCIL APLICAÇÃO MAIS FÁCIL APLICAÇÃO MENOR VOLUME DE PROTEÇÃO MENOR VOLUME DE PROTEÇÃO O ÂNGULO DE PROTEÇÃO É FUNÇÃO DE: 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 REDE DE CONDUTORES LANÇADA NA COBERTURA E NAS LATERAIS DE UMA EDIFICAÇÃO VANTAGENS VANTAGENS – ATENUA OS CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS NO INTERIOR DA INSTALAÇÃO –PERMITE O APROVEITAMENTO DE ELEMENTOS METÁLICOS ESTRUTURAIS (COBERTURA E FACHADA)

17 Eng. Paulo Edmundo F. Freire – Faculdade de Engenharia da UERJ Instalações Elétricas Cortesia TERMOTÉCNICA

18 Estrutural Eng. Paulo Edmundo F. Freire – Faculdade de Engenharia da UERJ Instalações Elétricas

19 Cortesia TERMOTÉCNICA Eng. Paulo Edmundo F. Freire – Faculdade de Engenharia da UERJ Instalações Elétricas Vista de um SPDA

20 DESCIDAS

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

22 NÍVEIS DE PROTEÇÃO NBR-5419

23 REDE CAPTORA NBR-5419

24 NBR-5419 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 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 em caso de não necessidade de SPDA, deverá ser emitido um atestado através do anexo B da norma em caso de não necessidade de SPDA, deverá ser emitido um atestado através do anexo B da norma

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) 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 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) 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); 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 Cortesia TERMOTÉCNICA Eng. Paulo Edmundo F. Freire – Faculdade de Engenharia da UERJ Instalações Elétricas

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; 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; 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

30 NBR-5419 a norma deixa explícito que deverão ser instaladas pelo menos 2 descidas para qualquer tipo de edificação 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 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) 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 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) 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) 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)

33 Faculdade de Engenharia da UERJ Instalações Elétricas


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