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NORMABRASILEIRA

ABNT NBR5419-1

Primeira edio22.05.2015

Vlida a partir de22.06.2015

Proteo contra descargas atmosfricas

Parte 1: Princpios gerais

Lightning protectionPart 1: General principles

ICS 91.120.40 ISBN 978-85-07-05501-3

Nmero de referncia

ABNT NBR 5419-1:201567 pginas

ABNT 2015

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ABNT 2015Todos os direitos reservados. A menos que especificado de outro modo, nenhuma parte desta publicao pode serreproduzida ou utilizada por qualquer meio, eletrnico ou mecnico, incluindo fotocpia e microfilme, sem permisso porescrito da ABNT.

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Sumrio Pgina

Prefcio ........................................................................................................................................... vii

Introduo ........................................................................................................................................ ix1 Escopo .............................................................................................................................. 1

2 Referncias normativas ................................................................................................... 1

3 Termos e definies ......................................................................................................... 2

4 Parmetros da corrente da descarga atmosfrica ......................................................... 8

5 Danos devido s descargas atmosfricas ..................................................................... 8

5.1 Danos estrutura ............................................................................................................. 8

5.1.1 Efeitos das descargas atmosfricas sobre uma estrutura ............................................ 9

5.1.2 Fontes e tipos de danos a uma estrutura ..................................................................... 10

5.2 Tipos de perdas .............................................................................................................. 11

6 Necessidade e vantagem econmica da proteo contra descargas

atmosfricas ................................................................................................................... 13

6.1 Necessidade da proteo contra descargas atmosfricas ......................................... 13

6.2 Vantagem econmica da proteo contra descargas atmosfricas ........................... 14

7 Medidas de proteo...................................................................................................... 14

7.1 Geral ................................................................................................................................ 14

7.2 Medidas de proteo para reduzir danos a pessoas devido a choque eltrico ......... 14

7.3 Medidas de proteo para reduo de danos fsicos .................................................. 15

7.4 Medidas de proteo para reduo de falhas dos sistemas eltricos

e eletrnicos ................................................................................................................... 157.5 Escolha das medidas de proteo ................................................................................ 15

8 Critrios bsicos para proteo de estruturas ............................................................ 16

8.1 Geral ................................................................................................................................ 16

8.2 Nveis de proteo contra descargas atmosfricas (NP) ............................................ 16

8.3 Zonas de proteo contra descarga atmosfrica raio(ZPR) ................................... 18

8.4 Proteo de estruturas .................................................................................................. 21

8.4.1 Proteo para reduzir danos fsicos e risco de vida ................................................... 21

8.4.2 Proteo para reduzir as falhas de sistemas internos ................................................ 22

Anexo A (informativo) Parmetros da corrente das descargas atmosfricas .............................. 24A.1 Descarga atmosfrica para a terra ................................................................................ 24

A.2 Parmetros da corrente da descarga atmosfrica ....................................................... 27

A.3 Estabelecendo os parmetros mximos da corrente de descarga atmosfrica

para o nvel de proteo NP I ........................................................................................ 30

A.3.1 Impulso positivo ............................................................................................................. 30

A.3.2 Impulso positivo e componente longa ......................................................................... 31

A.3.3 Primeiro impulso negativo ............................................................................................ 31

A.3.4 Impulso subsequente .................................................................................................... 32

A.4 Estabelecendo os parmetros mnimos da corrente das descargas atmosfricas... 32Anexo B (informativo) Equao da corrente da descarga atmosfrica em funo do tempo

para efeito de anlise ................................................................................................... 34

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Anexo C (informativo) Simulao da corrente da descarga atmosfrica com a finalidade de

ensaios ........................................................................................................................... 39

C.1 Geral ............................................................................................................................... 39

C.2 Simulao da energia especfica do primeiro impulso positivo e da carga dacomponente longa ......................................................................................................... 39

C.3 Simulao da taxa de variao da frente de onda de corrente dos impulsos ........... 40

Anexo D (informativo) Parmetros de ensaio para simular os efeitos da descarga atmosfrica

sobre os componentes do SPDA ................................................................................. 43

D.1 Geral ............................................................................................................................... 43

D.2 Parmetros de corrente relevantes ao ponto de impacto ........................................... 43

D.3 Distribuio da corrente ................................................................................................ 46

D.4 Efeitos da corrente da descarga atmosfrica e possveis danos ............................... 47

D.4.1 Efeitos trmicos ............................................................................................................. 47D.4.1.1 Aquecimento resistivo .................................................................................................. 47

D.4.1.2 Danos trmicos no ponto de impacto .......................................................................... 49

D.4.2 Efeitos mecnicos ......................................................................................................... 50

D.4.2.1 Interao magntica ...................................................................................................... 50

D.4.2.2 Danos devido s ondas de choque acsticas ............................................................. 53

D.4.3 Efeitos combinados ....................................................................................................... 53

D.4.4 Centelhamento ............................................................................................................... 53

D.5 Componentes do SPDA, problemas relevantes e parmetros de ensaios ................ 53

D.5.1 Geral ............................................................................................................................... 53

D.5.2 Captao ........................................................................................................................ 54

D.5.3 Descidas ......................................................................................................................... 54

D.5.3.1 Aquecimento resistivo .................................................................................................. 54

D.5.3.2 Efeitos mecnicos ......................................................................................................... 55

D.5.3.3 Componentes de conexo ............................................................................................ 56

D.5.3.4 Aterramento ................................................................................................................... 56

D.6 Dispositivo de proteo contra surtos (DPS) .............................................................. 57

D.6.1 Geral ............................................................................................................................... 57

D.6.2 DPS contendo centelhadores ....................................................................................... 57

D.6.3 DPS contendo varistores de xido metlico ................................................................ 57D.7 Resumo dos parmetros de ensaios a serem adotados nos ensaios de

componentes de SPDA ................................................................................................. 58

Anexo E (informativo) Surtos devido s descargas atmosfricas em diferentes pontos da

instalao ...................................................................................................................... 59

E.1 Viso geral ..................................................................................................................... 59

E.2 Surtos devido s descargas atmosfricas na estrutura (fonte de danos S1) ............ 59

E.2.1 Surtos fluindo por meio de partes condutoras externas e linhas conectadas

estrutura ......................................................................................................................... 59

E.2.2 Fatores que influenciam a diviso da corrente da descarga atmosfrica em linhasde energia ....................................................................................................................... 61

E.3 Surtos pertinentes s linhas conectadas estrutura.................................................. 62

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E.3.1 Surtos devido s descargas atmosfricas nas linhas (fonte de danos S3) ............... 62

E.3.2 Surtos devido s descargas atmosfricas prximas s linhas (fonte de

danos S4) ........................................................................................................................ 63

E.4 Surtos devido aos efeitos de induo (fontes de danos S1 ou S2) ............................ 64E.4.1 Geral ................................................................................................................................ 64

E.4.2 Surtos dentro de uma ZPR 1 no blindada................................................................... 64

E.4.3 Surtos dentro de ZPR blindadas ................................................................................... 64

E.5 Informaes gerais relativas aos DPS .......................................................................... 64

Bibliografia ...................................................................................................................................... 66

Figuras

Figura 1Conexes entre as partes da ABNT NBR 5419 ............................................................. ix

Figura 2Tipos de perdas e riscos correspondentes que resultam de diferentes tipos dedanos ............................................................................................................................ 13

Figura 3ZPR definidas por um SPDA (ABNT NBR 5419-3) ....................................................... 20

Figura 4ZPR definidas por MPS (ABNT NBR 5419-4) ............................................................... 21

Figura A.1Definies dos parmetros de um impulso de corrente (tipicamente

T2 < 2 ms) ........................................................................................................................ 24

Figura A.2Definies dos parmetros da componente longa (tipicamente

2 ms < Tlonga < 1 s) ......................................................................................................... 25

Figura A.3Possveis componentes de descargas atmosfricas descendentes (tpicas em

locais planos e em estruturas baixas) ........................................................................ 25

Figura A.4Possveis componentes de descargas atmosfricas ascendentes (tpicas de

estruturas mais altas ou expostas) ............................................................................. 26

Figura A.5Distribuio cumulativa de frequncia dos parmetros das correntes das

descargas atmosfricas (linhas com valores de 95 % a 5 %) .................................... 30

Figura B.1Forma de onda da elevao da corrente do primeiro impulso positivo ................. 35

Figura B.2Forma de onda da cauda da corrente do primeiro impulso positivo ..................... 35

Figura B.3Forma de onda da elevao da corrente do primeiro impulso negativo ................ 36

Figura B.4Forma de onda da cauda da corrente do primeiro impulso negativo .................... 36

Figura B.5Forma de onda da elevao da corrente do impulso negativo subsequente ........ 37

Figura B.6Forma de onda da cauda da corrente do impulso negativo subsequente ............. 37Figura B.7Densidade da amplitude da corrente da descarga atmosfrica de acordo

com o NP I ...................................................................................................................... 38

Figura C.1Exemplo de gerador de ensaio para simulao da energia especfica do primeiro

impulso positivo e da carga da componente longa ..................................................... 40

Figura C.2Definio para a taxa de variao da corrente de acordo com a Tabela C.3 ......... 41

Figura C.3Exemplo de gerador de ensaio para a simulao da taxa de variao da frente

de onda do primeiro impulso positivo para itens sob ensaio de grande porte ......... 42

Figura C.4Exemplo de gerador de ensaio para a simulao da taxa de variao da frente

de onda dos impulsos subsequentes negativos para itens sob ensaio de grandeporte ................................................................................................................................ 42

Figura D.1Arranjo geral de dois condutores para o clculo da fora eletrodinmica ............ 51

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Figura D.2Arranjo de condutor tpico em um SPDA ................................................................. 51

Figura D.3Diagrama de esforos F para a configurao da Figura D.2 .................................. 52

Figura D.4Fora por unidade de comprimento F ao longo do condutor horizontal

da Figura D.2 .................................................................................................................. 52

Tabelas

Tabela 1Efeitos das descargas atmosfricas nos vrios tipos de estruturas .......................... 9

Tabela 2Danos e perdas relevantes para uma estrutura para diferentes pontos de impacto

da descarga atmosfrica ............................................................................................... 12

Tabela 3Valores mximos dos parmetros das descargas atmosfricas correspondentes aos

nveis de proteo (NP) ................................................................................................. 17

Tabela 4Valores mnimos dos parmetros das descargas atmosfricas e respectivos raios

da esfera rolante, correspondentes aos nveis de proteo (NP) ............................... 18Tabela 5Probabilidades para os limites dos parmetros das correntes das descargas

atmosfricas ................................................................................................................... 18

Tabela A.1Valores tabulados dos parmetros da corrente das descargas atmosfricas

obtidos do CIGRE (Electra No. 41 ou No. 69*) [20], [21] .............................................. 27

Tabela A.2Distribuio logartmica normal dos parmetros da corrente das descargas

atmosfricasMdia e disperso log calculados para 95 % e 5 % dos valores

a partir do CIGRE (Electra No. 41 ou No. 69) [20], [21] ................................................ 28

Tabela A.3Valores da probabilidade P em funo da corrente I da descarga atmosfrica .... 29

Tabela B.1Parmetros para a equao B.1 ............................................................................... 34Tabela C.1Parmetros de ensaios para o primeiro impulso positivo ...................................... 40

Tabela C.2Parmetros de ensaios para a componente longa .................................................. 40

Tabela C.3Parmetros de ensaios dos impulsos ...................................................................... 41

Tabela D.1Resumo dos parmetros da descarga atmosfrica a serem considerados nos

clculos dos valores de ensaio para diferentes componentes do SPDA e para

diferentes nveis de proteo ....................................................................................... 44

Tabela D.2Caractersticas fsicas de materiais tpicos utilizados em componentes

de SPDA ......................................................................................................................... 48

Tabela D.3Elevao de temperatura para condutores de diferentes sees

em funo de W/R.......................................................................................................... 48

Tabela E.1Valores de impedncias convencionais de aterramento Z e Z1 de acordo com

a resistividade do solo .................................................................................................. 61

Tabela E.2Surtos de correntes devido s descargas atmosfricas previstos em sistemas

de baixa tenso .............................................................................................................. 62

Tabela E.3Surtos de correntes devido s descargas atmosfricas previstos em sistemas

de sinais ......................................................................................................................... 63

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Prefcio

A Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) o Foro Nacional de Normalizao. As Normas

Brasileiras, cujo contedo de responsabilidade dos Comits Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismosde Normalizao Setorial (ABNT/ONS) e das Comisses de Estudo Especiais (ABNT/CEE), soelaboradas por Comisses de Estudo (CE), formadas pelas partes interessadas no tema objeto da normalizao.

Os Documentos Tcnicos ABNT so elaborados conforme as regras da Diretiva ABNT, Parte 2.

AABNT chama a ateno para que, apesar de ter sido solicitada manifestao sobre eventuais direitosde patentes durante a Consulta Nacional, estes podem ocorrer e devem ser comunicados ABNT aqualquer momento (Lei n 9.279, de 14 de maio de 1996).

Ressalta-se que Normas Brasileiras podem ser objeto de citao em Regulamentos Tcnicos. Nestescasos, os rgos responsveis pelos Regulamentos Tcnicos podem determinar outras datas paraexigncia dos requisitos desta Norma, independentemente de sua data de entrada em vigor.

A ABNT NBR 5419-1 foi elaborada no Comit Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-03), pelaComisso de Estudo de Proteo contra Descargas Atmosfricas (CE-03:064.10). O Projeto circulouem Consulta Nacional conforme Edital n 08, de 12.08.2014 a 10.12.2014, com o nmero deProjeto 03:064.10-100/1.

Esta parte da ABNT NBR 5419 e as ABNT NBR 5419-2 , ABNT NBR 5419-3 e ABNT NBR 5419-4cancelam e substituem a ABNT NBR 5419:2005.

As instalaes eltricas cobertas pela ABNT NBR 5419 esto sujeitas tambm, naquilo que forpertinente, s normas para fornecimento de energia estabelecidas pelas autoridades reguladoras epelas empresas distribuidoras de eletricidade.

A ABNT NBR 5419, sob o ttulo geral Proteo contra descargas atmosfricas, tem previso deconter as seguintes partes:

Parte 1: Princpios gerais;

Parte 2: Gerenciamento de risco;

Parte 3: Danos fsicos a estruturas e perigos vida

Parte 4: Sistemas eltricos e eletrnicos internos na estrutura

O Escopo desta Norma Brasileira em ingls o seguinte:

Scope

This part of ABNT NBR 5419 establishes the requirements for lightning protection determination.

This part of ABNT NBR 5419 provides grants for use in projects of lightning protection.

The applicability of this part of ABNT NBR 5419 may have restrictions specially in human life protection

when it is based on indirect effects of lightning

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This part of ABNT NBR 5419 does not apply on Railway systems; Vehicles, aircraft, ships and offshore

platforms; High pressure underground pipes; Pipes and supply lines and telecommunications placed

outside of the structure.

NOTE Usually these systems comply with the special regulations established by specific authorities.

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Introduo

No h dispositivos ou mtodos capazes de modificar os fenmenos climticos naturais a ponto de se

prevenir a ocorrncia de descargas atmosfricas. As descargas atmosfricas que atingem estruturas(ou linhas eltricas e tubulaes metlicas que adentram nas estruturas) ou que atingem a terra emsuas proximidades so perigosas s pessoas, s prprias estruturas, seus contedos e instalaes.Portanto, medidas de proteo contra descargas atmosfricas devem ser consideradas.

A necessidade de proteo, os benefcios econmicos da instalao de medidas de proteo e aescolha das medidas adequadas de proteo devem ser determinados em termos do gerenciamentode risco. O mtodo de gerenciamento de risco est contido na ABNT NBR 5419-2.

As medidas de protees consideradas na ABNT NBR 5419 so comprovadamente eficazes nareduo dos riscos associados s descargas atmosfricas.

Todas as medidas de proteo contra descargas atmosfricas formam a proteo completa contra descargas atmosfricas. Por razes prticas, os critrios para projeto, instalao e manuteno dasmedidas de proteo so considerados em dois grupos separados:

o primeiro grupo se refere s medidas de proteo para reduzir danos fsicos e riscos vidadentro de uma estrutura e est contido na ABNT NBR 5419-3;

o segundo grupo se refere s medidas de proteo para reduzir falhas de sistemas eltricos eeletrnicos em uma estrutura e est contido no ABNT NBR 5419-4.

As conexes entre as partes da ABNT NBR 5419 so ilustradas na Figura 1.

A ameaa da descarga atmosfrica

Riscos associados descarga

ABNT NBR 5419-1

ABNT NBR 5419-2

Proteo contra descargas atmosfricas PDA

SPDA MPS

Medidas de proteo ABNT NBR 5419-3 ABNT NBR 5419-4

IEC 2612/10

Figura 1Conexes entre as partes da ABNT NBR 5419

ABNT 2015 - Todos os direitos reservados ix

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NORMA BRASILEIRA ABNT NBR 5419-1:2015

Proteo contra descargas atmosfricas

Parte 1: Princpios gerais

1 Escopo

Esta Parte da ABNT NBR 5419 estabelece os requisitos para a determinao de proteo contra descargas atmosfricas.

Esta Parte da ABNT NBR 5419 fornece subsdios para o uso em projetos de proteo contra descargasatmosfricas.

A aplicabilidade desta Parte da ABNT NBR 5419 pode ter restries especialmente na proteo davida humana quando for baseada em efeitos indiretos de descargas atmosfricas.

Esta Parte da ABNT NBR 5419 no se aplica a sistemas ferrovirios; veculos, avies, navios eplataformas offshore, tubulaes subterrneas de alta presso, tubulaes e linhas de energiae de sinal colocados fora da estrutura.

NOTA Usualmente, estes sistemas obedecem a regulamentos especiais elaborados por autoridadesespecficas.

2 Referncias normativas

Os documentos relacionados a seguir so indispensveis aplicao deste documento. Para refern-cias datadas, aplicam-se somente as edies citadas. Para referncias no datadas, aplicam-se asedies mais recentes do referido documento (incluindo emendas).

ABNT NBR 5410, Instalaes eltricas de baixa tenso

ABNT NBR 5419-2:2015, Proteo contra descargas atmosfricasParte 2: Gerenciamento de risco

ABNT NBR 5419-3:2015, Proteo contra descargas atmosfricasParte 3: Danos fsicos a estruturase perigos vida

ABNT NBR 5419-4:2015, Proteo contra descargas atmosfricas Parte 4: Sistemas eltricos

e eletrnicos internos na estrutura

ABNT NBR 6323, Galvanizao de produtos de ao ou ferro fundidoEspecificao

ABNT NBR 13571, Haste de aterramento ao-cobreado e acessrios

ABNT NBR IEC 60079-10-1,Atmosferas explosivasParte 10-1: Classificao de reasAtmosferasexplosivas de gs

ABNT NBR IEC 60079-10-2,Atmosferas explosivasParte 10-2: Classificao de reasAtmosferasde poeiras combustveis

ABNT NBR IEC 60079-14, Atmosferas explosivas Parte 14: Projeto, seleo e montagem deinstalaes eltricas

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3 Termos e definies

Para os efeitos deste documento, aplicam-se os seguintes termos e definies.

3.1descarga atmosfrica para terra ( l ightn ing flash to earth)descarga eltrica de origem atmosfrica entre nuvem e terra, consistindo de uma ou mais componentesda descarga atmosfrica

3.2descarga atmosfrica descendente (downw ard flash)descarga atmosfrica iniciada por um lder descendente de uma nuvem para terra

3.3descarga atmosfrica ascendente (upward flash)descarga atmosfrica iniciada por um lder ascendente de uma estrutura aterrada para uma nuvem

3.4componente da descarga atmosfrica ( l ightnin g stroke)descarga eltrica singela de uma descarga atmosfrica para a terra

3.5componente curta da descarga atmosfricaparte de uma descarga atmosfrica para a terra que corresponde a um impulso de corrente

NOTA A corrente em questo tem um tempo para o meio valor T2 tipicamente inferior a 2 ms (ver Figura A.1).

3.6componente longa da descarga atmosfrica (long stroke)parte de uma descarga atmosfrica para a terra que corresponde a componente da corrente decontinuidade

NOTA A durao Tlongo (intervalo entre o valor 10 % na frente at o valor 10 % na cauda) desta corrente de continuidade tipicamente superior a 2 ms e menor que 1 s (ver Figura A.2).

3.7mltiplos componentes da descarga atmosfrica (mult ip le strokes)descarga atmosfrica para a terra que consiste em mdia de trs a quatro componentes, com umintervalo de tempo tpico entre eles de cerca de 50 ms

NOTA H relatos de eventos que tm algumas dezenas de componentes com intervalos entre eles entre10 ms e 250 ms.

3.8ponto de impacto (point of str ike)ponto onde uma descarga atmosfrica atinge a terra, ou um objeto elevado (por exemplo, estrutura,SPDA, servios, rvore, etc.)

NOTA Uma descarga atmosfrica para a terra pode ter diversos pontos de impacto.

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3.9corrente da descarga atmosfrica ( l ightning current)

icorrente que flui no ponto de impacto

3.10valor de pico da correnteImximo valor da corrente de descarga atmosfrica

3.11taxa mdia de variao da frente de onda do impulso de correntetaxa mdia de variao da corrente em sua frente de onda no intervalo entre os instantes em que so atingidos 10 % e 90 % do valor de pico (ver Figura A.1)

NOTA Este parmetro expresso pela diferena dos valores da corrente i i(t2) i(t1), no incio e nofinal do intervalo t t2 t1, dividido pelo valor do intervalo t.

3.12tempo de frente da onda de corrente de impulsoT1

parmetro virtual definido como 1,25 vez o intervalo de tempo entre os instantes em que os valores de10 % e 90 % do valor de pico so atingidos (ver Figura A.1)

3.13origem virtual da corrente de impulsoO1

ponto de interseco com o eixo dos tempos de uma linha reta traada por meio dos pontos dereferncia de 10 % e 90 % do valor de pico (ver Figura A.1); ele precede em 0,1 T1 do instante no quala corrente atinge 10 % do seu valor de pico

3.14tempo at o meio valor da cauda da onda de corrente de impulsoT2parmetro virtual definido como um intervalo de tempo entre a origem virtual O1 e o instante no qual acorrente decresceu metade do valor de pico (ver Figura A.1)

3.15durao da descarga atmosfrica (f lash durat ion)

Tintervalo de tempo durante o qual a corrente da descarga atmosfrica flui no ponto de impacto

3.16durao da componente longa da descarga atmosfrica (durat ion of long str oke current)Tlonga

intervalo de tempo durante o qual a corrente em uma descarga atmosfrica longa permanece entre10 % do valor de pico no incio do crescimento da corrente de continuidade e 10 % do valor de pico ao final do decrscimo desta corrente (ver Figura A.2)

3.17carga de uma descarga atmosfrica (f lash charge)Qflashvalor resultante da integral da corrente no tempo de uma descarga atmosfrica


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3.18carga do impulsoQcurtavalor resultante da integral da corrente no tempo do impulso relacionado descarga atmosfrica

3.19carga da componente longa da descarga atmosfrica ( long stroke charge)Qlongavalor resultante da integral da corrente no tempo da componente longa da descarga atmosfrica

3.20energia especficaW/Rvalor resultante da integral da corrente ao quadrado da descarga atmosfrica no tempo

NOTA Este parmetro representa a energia dissipada pela corrente da descarga atmosfrica em umaresistncia de valor unitrio.

3.21energia especfica de um impulso de correntevalor resultante da integral da corrente ao quadrado no tempo para a durao de uma descargaatmosfrica curta

NOTA A energia especfica da componente longa da corrente de uma descarga atmosfrica desprezvel.

3.22estrutura a ser protegida

estrutura para qual a proteo contra os efeitos das descargas atmosfricas necessria de acordocom esta Parte da ABNT NBR 5419

NOTA 1 A estrutura a ser protegida pode ser parte de uma estrutura maior.

NOTA 2 Estrutura: termo genrico que define um elemento a ser protegido pelo SPDA, por exemplo,edificaes, prdios, rvores, massas metlicas (antenas, guarda corpos, etc.).

3.23linhalinha de energia ou linha de sinal conectada estrutura a ser protegida

3.24linhas de sinal (telecomm unicat ion l ines)linhas utilizadas para comunicao entre equipamentos que podem ser instalados em estruturasseparadas, como as linhas telefnicas e as linhas de dados

3.25linhas de energia (power l ines)linhas que fornecem energia eltrica para dentro de uma estrutura aos equipamentos eletrnicos eeltricos de potncia localizados nesta, como as linhas de alimentao em baixa tenso (BT) ou altatenso (AT)

3.26descarga atmosfrica na estrutura ( l ightning flash to a structur e)descarga atmosfrica em uma estrutura a ser protegida


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3.27descarga atmosfrica perto de uma estrutura ( l ightning flash near a structu re)descarga atmosfrica que ocorre perto o suficiente de uma estrutura a ser protegida e que podecausar sobretenses perigosas

3.28sistema eltricosistema que incorpora componentes de alimentao em baixa tenso

3.29sistema eletrnicosistema que incorpora os componentes de uma instalao eltrica de sinal, por exemplo, equipamentoseletrnicos de telecomunicaes, controladores microprocessados, sistemas de instrumentao,sistemas de rdio

3.30sistemas internossistemas eltricos e eletrnicos dentro de uma estrutura

3.31danos fsicosdanos a uma estrutura (ou a seu contedo) ou a uma linha devido aos efeitos mecnicos, trmicos,qumicos ou explosivos da descarga atmosfrica

3.32ferimentos a seres vivosferimentos, incluindo perda da vida, em pessoas ou animais devido a tenses de toque e de passo

causadas pelas descargas atmosfricasNOTA Apesar dos seres vivos poderem se machucar de outras formas, nesta Parte da ABNT NBR 5419,o termo ferimentosa seres vivosse limita ameaa devido a choque eltrico (dano tipo D1).

3.33falha de sistemas eletroeletrnicosdanos permanentes de sistemas eletroeletrnicos devido aos LEMP

3.34pulso eletromagntico devido s descargas atmosfricas (l ightnin g electromagnectic impulse)LEMP

todos os efeitos eletromagnticos causados pela corrente das descargas atmosfricas por meio deacoplamento resistivo, indutivo e capacitivo, que criam surtos e campos eletromagnticos radiados

3.35surtoefeitos transitrios causados por LEMP que aparecem na forma de sobretenso e/ou sobrecorrente

3.36zona de proteo contra descarga atmosfrica raio (l ightning pro tect ion zone LPZ)

ZPRzona onde o ambiente eletromagntico causado pelo raio definido

NOTA O contorno de uma ZPR no necessariamente dado por elementos fsicos (por exemplo, paredes,piso e teto).


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3.37riscoRvalor da perda mdia anual provvel (pessoas e bens) devido descarga atmosfrica em relao aovalor total (pessoas e bens) da estrutura a ser protegida

3.38risco tolervelRTvalor mximo do risco que pode ser tolervel para a estrutura a ser protegida

3.39nvel de proteo contra descargas atmosfricas ( l ightnin g protect ion level LPL)NPnmero associado a um conjunto de parmetros da corrente eltrica para garantir que os valores especificados em projeto no esto superdimensionados ou subdimensionados quando da ocorrncia

de uma descarga atmosfrica3.40medidas de proteomedidas a serem adotadas na estrutura a ser protegida, com o objetivo de reduzir os riscos

3.41proteo contra descargas atmosfricas ( l ightn ing protect ion LP)PDAsistema completo para proteo de estruturas contra as descargas atmosfricas, incluindo seus sistemas internos e contedo, assim como as pessoas, em geral consistindo em SPDA e MPS

3.42sistema de proteo contra descargas atmosfricas ( l ightnin g protect ion system LPS)SPDAsistema utilizado para reduzir danos fsicos devido s descargas atmosfricas em uma estrutura

NOTA Um SPDA consiste em sistemas externo e interno de proteo contra descargas atmosfricas.

3.43SPDA externo (external l ightnin g protect ion system)parte do SPDA composto pelos subsistemas de captao, descida e aterramento

3.44SPDA interno ( internal l ightning pro tect ion system)

parte do SPDA consistindo em ligaes equipotenciais e/ou isolao eltrica do SPDA externo

3.45subsistema de captao (air-termin at ion s ystem)parte de um SPDA externo usando elementos metlicos como hastes, condutores em malha ou cabosem catenria, projetados e posicionados para interceptarem descargas atmosfricas

3.46subsistema de descida (down-conductor system)parte de um SPDA externo que tem como objetivo conduzir a descarga atmosfrica do subsistema de captao ao subsistema de aterramento

3.47subsistema de aterramento (earth-termin at ion sy stem)parte de um SPDA externo que tem como objetivo conduzir e dispersar a descarga atmosfrica no solo


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3.48partes condutoras externaselementos metlicos que penetram ou saem da estrutura a ser protegida que podem se tornar um caminhopara parte da corrente da descarga atmosfrica, como tubulaes, linhas metlicas, dutos metlicos etc.

3.49ligao equipotencial para descargas atmosfricas ( l ightnin g equipotent ial bond ing )EBligao ao SPDA de partes metlicas separadas, por conexes condutoras diretas ou por meio de dispositivos de proteo contra surtos, para reduzir diferenas de potenciais causadas pelas correntesdas descargas atmosfricas

3.50impedncia convencional de aterramento (conventional earthing impedance)relao entre os valores de pico da tenso e da corrente do eletrodo de aterramento, os quais, em

geral, no acontecem simultaneamente

3.51medidas de proteo contra surtos causados por LEMP (LEMP pro tect ion measures)MPSconjunto de medidas tomadas para proteger os sistemas internos contra os efeitos causados por LEMP

3.52blindagem magnticatela metlica, em forma de malha ou contnua, que envolve a estrutura a ser protegida, ou parte dela,utilizada para reduzir falhas dos sistemas eletroeletrnicos

3.53dispositivo de proteo contra surtos (surge protect ive device SPD)DPSdispositivo destinado a limitar as sobretenses e desviar correntes de surto. Contm pelo menos umcomponente no-linear

3.54coordenao de DPSDPS adequadamente selecionados, coordenados e instalados para formar um conjunto que visareduzir falhas dos sistemas internos

3.55nvel de tenso nominal suportvel de impulso (rated impulse w ithstand voltage level)UW

tenso suportvel de impulso definida pelo fabricante de um equipamento, ou de uma parte dele,caracterizando a suportabilidade especfica da sua isolao contra sobretenses

NOTA Para as finalidades desta Parte da ABNT NBR 5419, considera-se somente a tenso suportvelentre condutores vivos e a terra, conforme a IEC 60664-1:2007, 3.9.2

3.56interfaces isolantesdispositivos que so capazes de reduzir surtos conduzidos nas linhas que adentram as zonas de

proteo contra os raios (ZPR)


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3.57plano de refernciasuperfcie, geralmente plana, sobre a qual se faz a projeo do volume de proteo de elementos dosubsistema de captao ou sobre a qual se movimenta a esfera rolante na aplicao dos clculos dosmtodos de proteo. Vrios planos de referncia em diferentes nveis podem ser considerados naregio dos componentes do subsistema de captao sob anlise

3.58equipotencializaoconjunto de medidas que visa a reduo das tenses nas instalaes causadas pelas descargasatmosfricas a nveis suportveis para essas instalaes e equipamentos por elas servidos, almde reduzir riscos de choque eltrico. Tais medidas consistem tipicamente em ligaes entre partesmetlicas das instalaes e destas ao SPDA, direta ou indiretamente (por meio de DPS), envolvendomassas metlicas de equipamentos, condutores de proteo, malhas de condutores instaladas sobou sobre equipamentos sensveis, blindagens de cabos e condutos metlicos, elementos metlicos

estruturais, tubulaes metlicas entre outrosNOTA Rigorosamente, equipotencializao um conceito que somente se aplica em corrente contnuaou, de forma aproximada, em baixas frequncias. Para as componentes de frequncias mais altas dascorrentes das descargas atmosfricas, algumas das medidas tipicamente empregadas com finalidade deequipotencializao podem ter efeito de reduo de tenso entre os pontos onde a ligao equipotencial feita, contanto que essa ligao seja curta (por exemplo, no mais que poucas dezenas de centmetros paracondutores cilndricos de bitolas usuais em instalaes eltricas). Medidas como o uso de cabos blindados, oencaminhamento de cabos por condutos metlicos ou prximos a grandes estruturas condutoras so geralmentemais eficientes e espacialmente mais abrangentes em alta frequncia. A noo de equipotencializao demodo genrico, porm, til no controle da sobretenso durante a parte em que a progresso do impulso decorrente da descarga atmosfrica mais lenta, sobretenso esta que pode estar associada a elevados nveisde energia por conta da longa durao.

4 Parmetros da corrente da descarga atmosfrica

Os parmetros da corrente da descarga atmosfrica usados na srie ABNT NBR 5419 sorelacionados no Anexo A.

Os parmetros da corrente da descarga atmosfrica em funo do tempo usados para a anlise sorelacionados no Anexo B.

As informaes para simulao da corrente da descarga atmosfrica para fins de ensaios so dadasno Anexo C.

Os parmetros bsicos para uso em laboratrio para simular os efeitos das descargas atmosfricasnos componentes do SPDA esto relatados no Anexo D.

Informaes sobre surtos devido s descargas atmosfricas em diferentes pontos da instalao soapresentadas no Anexo E.

5 Danos devido s descargas atmosfricas

5.1 Danos estrutura

A descarga atmosfrica que atinge uma estrutura pode causar danos prpria estrutura e a seus

ocupantes e contedos, incluindo falhas dos sistemas internos. Os danos e falhas podem se estendertambm s estruturas vizinhas e podem ainda envolver o ambiente local. A extenso dos danos e falhasna vizinhana depende das caractersticas das estruturas e das caractersticas da descarga atmosfrica.


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5.1.1 Efeitos das descargas atmosfricas sobre uma estrutura

As principais caractersticas das estruturas relevantes para os efeitos das descargas atmosfricas incluem:

a) construo (por exemplo, madeira, alvenaria, concreto, concreto armado, estrutura em ao);b) funo (residncia, escritrio, comrcio, rural, teatro, hotel, escola, hospital, museu, igreja, priso,

shopping center, banco, fbrica, rea industrial, rea de prticas esportivas);

c) ocupantes e contedos (pessoas e animais, presena ou no de materiais combustveis ouexplosivos, sistemas eltricos e eletrnicos de baixa tenso ou alta tenso);

d) linhas eltricas e tubulaes metlicas que adentram a estrutura (linhas de energia, linhas desinal, tubulaes);

e) medidas de proteo existentes ou providas (por exemplo, medidas de proteo para reduzir

danos fsicos e risco vida, medidas de proteo para reduzir falhas em sistemas internos);f) dimenso do risco (estrutura com dificuldade de evacuao ou estrutura na qual pode haver

pnico, estrutura perigosa s redondezas, estrutura perigosa ao ambiente).

A Tabela 1 apresenta os efeitos das descargas atmosfricas nos vrios tipos de estruturas.

Tabela 1Efeitos das descargas atmosfricas nos vrios tipos de estruturas

Tipo de estrutura

de acordo com suafinalidade e/ou contedo

Efeitos das descargas atmosfricas

Casa de moradia

Perfurao da isolao das instalaes eltricas, incndio e danosmateriais.

Danos normalmente limitados a objetos expostos ao ponto de impacto

ou no caminho da corrente da descarga atmosfrica.

Falha de equipamentos e sistemas eltricos e eletrnicos instalados(exemplos: aparelhos de TV, computadores, modems, telefones etc.).

Edificao em zona rural

Risco maior de incndio e tenses de passo perigosas, assim comodanos materiais.

Risco secundrio devido perda de energia eltrica e risco devida dos animais de criao devido falha de sistemas de controleeletrnicos de ventilao e suprimento de alimentos etc.

Teatro ou cinema

Hotel

Escola

Shopping centers

reas de esportes

Danos em instalaes eltricas que tendem a causar pnico(por exemplo, iluminao eltrica)

Falhas em sistemas de alarme de incndio, resultando em atrasosnas aes de combate a incndio.

Banco

Empresa de seguros Conforme acima, adicionando-se problemas resultantes da perda deEstabelecimento comercial comunicao, falha de computadores e perda de dados.

etc.


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Tabela 1 (continuao)

Tipo de estrutura

de acordo com suafinalidade e/ou contedo

Efeitos das descargas atmosfricas

Hospital

Casa de tratamentomdico

Casa para idosos

Creche

Priso

Conforme acima, adicionando-se os problemas relacionados apessoas em tratamento mdico intensivo e a dificuldade de resgatarpessoas incapazes de se mover.

IndstriaEfeitos adicionais dependendo do contedo das fbricas, que vodesde os menos graves at danos inaceitveis e perda de produo.

Museu e stio arqueolgico

IgrejaPerda de patrimnio cultural insubstituvel.

Estao detelecomunicaes

Estao de gerao etransmisso de energiaeltrica

Interrupes inaceitveis de servios ao pblico.

Fbrica de fogos deartifcios

Trabalhos com munio

Incndio e exploso com consequncias planta e arredores.

Indstria qumica

Refinaria

Usina nuclear

Indstria e laboratrio debioqumica

Incndio e mau funcionamento da planta com consequnciasprejudiciais ao meio ambiente local e global.

5.1.2 Fontes e tipos de danos a uma estrutura

A corrente da descarga atmosfrica a fonte de danos. As seguintes situaes devem ser levadas emconsiderao em funo da posio do ponto de impacto relativo estrutura considerada:

a) S1: descargas atmosfricas na estrutura;

b) S2: descargas atmosfricas prximas estrutura;

c) S3: descargas atmosfricas sobre as linhas eltricas e tubulaes metlicas que entram na estrutura;

d) S4: descargas atmosfricas prximas s linhas eltricas e tubulaes metlicas que entram naestrutura.


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5.1.2.1 Descargas atmosfricas na estrutura

Podem causar:

a) danos mecnicos imediatos, fogo e/ou exploso devido ao prprio plasma quente do canal dadescarga atmosfrica, ou devido corrente resultando em aquecimento resistivo de condutores(condutores sobreaquecidos), ou devido carga eltrica resultando em eroso pelo arco (metalfundido);

b) fogo e/ou exploso iniciado por centelhamento devido a sobretenses resultantes de acoplamentosresistivos e indutivos e passagem de parte da corrente da descarga atmosfrica;

c) danos s pessoas por choque eltrico devido a tenses de passo e de toque resultantes de acoplamentos resistivos e indutivos;

d) falha ou mau funcionamento de sistemas internos devido a LEMP.5.1.2.2 Descargas atmosfricas prximas estrutura

Podem causar falha ou mau funcionamento de sistemas internos devido a LEMP.

5.1.2.3 Descargas atmosfricas sobre linhas eltricas e tubulaes metlicas que adentram aestrutura

Podem causar:

a) fogo e/ou exploso iniciado por centelhamento devido a sobretenses e correntes das descargas

atmosfricas transmitidas por meio das linhas eltricas e tubulaes metlicas;

b) danos a pessoas por choque eltrico devido a tenses de toque dentro da estrutura causadas porcorrentes das descargas atmosfricas transmitidas pelas linhas eltricas e tubulaes metlicas;

c) falha ou mau funcionamento de sistemas internos devido sobretenses que aparecem nas linhas que entram na estrutura.

5.1.2.4 Descargas atmosfricas prximas a linhas eltricas e tubulaes metlicas que entramna estrutura

Podem causar falha ou mau funcionamento de sistemas internos devido sobretenses induzidas nas

linhas que entram na estrutura.

Em consequncia, as descargas atmosfricas podem causar trs tipos bsicos de danos:

a) D1: danos s pessoas devido a choque eltrico;

b) D2: danos fsicos (fogo, exploso, destruio mecnica, liberao de produtos qumicos) devidoaos efeitos das correntes das descargas atmosfricas, inclusive centelhamento;

c) D3: falhas de sistemas internos devido a LEMP.

5.2 Tipos de perdasCada tipo de dano relevante para a estrutura a ser protegida, sozinho ou em combinaes com outros,pode, em consequncia, produzir diferentes perdas. O tipo de perda que pode ocorrer depende das


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caractersticas do prprio objeto.

Para efeitos da ABNT NBR 5419, so considerados os seguintes tipos de perdas, os quais podemaparecer como consequncia de danos relevantes estrutura:

a) L1: perda de vida humana (incluindo-se danos permanentes);

b) L2: perda de servio ao pblico;

c) L3: perda de patrimnio cultural;

d) L4: perda de valor econmico (estrutura e seu contedo, assim como interrupes de atividades).

NOTA Para efeitos da ABNT NBR 5419, somente so considerados servios ao pblico os suprimentosde gua, gs, energia e sinais de TV e telecomunicaes.

Perdas dos tipos L1, L2 e L3 podem ser consideradas como perdas de valor social, enquanto perdas

do tipo L4 podem ser consideradas como perdas puramente econmicas.A correspondncia entre fonte de danos, tipo de danos e perdas mostrada na Tabela 2.

Tabela 2Danos e perdas relevantes para uma estrutura para diferentes pontos de impacto

da descarga atmosfrica

Ponto de impactoFonte de

danoTipo de dano Tipo de perda

Estrutura S1

D1

D2

D3

L1, L4a

L1, L2, L3, L4

L1b, L2, L4

Nas proximidades de umaestrutura

S2 D3 L1b, L2, L4

Linhas eltricas ou

tubulaes metlicas

conectadas estrutura

S3

D1

D2

D3

L1, L4a

L1, L2, L3, L4

L1b

, L2, L4

Proximidades de uma linhaeltrica ou tubulao

metlicaS4 D3 L1b, L2, L4

a Somente para propriedades onde pode haver perdas de animais.b Somente para estruturas com risco de exploso, hospitais ou outras estruturas nas quais falhas em sistemas internos

colocam a vida humana diretamente em perigo.

Tipos de perdas resultantes dos tipos de danos e os riscos correspondentes esto relacionados naFigura 2.


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Risco

R4

Tipo deperda

Perdade valor

econmico

Tipo dedano

Danob

aosseres vivospor choque

eltrico

Danofsico

Falha desistemasinternos

IEC 2613/10

a Somente para hospitais ou outras estruturas nas quais falhas em sistemas internos colocam a vida humanadiretamente em perigo.

b Somente para propriedades onde pode haver perdas de animais.

Figura 2Tipos de perdas e riscos correspondentes que resultam

de diferentes tipos de danos

6 Necessidade e vantagem econmica da proteo contra descargas atmosfricas

6.1 Necessidade da proteo contra descargas atmosfricas

A necessidade de um objeto ser protegido contra descargas atmosfricas deve ser avaliada de modoa reduzir as perdas de valor social L1, L2 e L3.

Para se avaliar quando uma proteo contra descargas atmosfricas necessria ou no, deve ser feita uma avaliao do risco de acordo com os procedimentos contidos na ABNT NBR 5419-2.Os seguintes riscos devem ser levados em conta, em correspondncia aos tipos de perdas relacionadasem 5.2:

a) R1: risco de perdas ou danos permanentes em vidas humanas;

b) R2: risco de perdas de servios ao pblico;

c) R3: risco de perdas do patrimnio cultural.

NOTA Recomenda-se que o risco de perdas de valor econmico (risco R4) seja avaliado sempre que avantagem econmica da proteo contra descargas atmosfricas for considerada (ver 6.2).

A proteo contra descargas atmosfricas necessria se o risco R (R1 a R3) for maior que o riscotolerado RT:

R > RT


Risco

R1

Perdade vidahumana

Dano aosseres vivospor choque

eltrico

Danofsico

Falhaa

desistemasinternos

Risco

R2

Perda deservio ao

pblico

Danofsico

Falha desistemasinternos

Risco

R3

Perda depatrimnio

cultural

Danofsico

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Neste caso, devem ser adotadas medidas de proteo de modo a reduzir o risco R (R1 a R3) ao nveltolervel RT:

R RT

Se puder aparecer mais de um tipo de perda, a condio R RT deve ser satisfeita para cada tipo deperda (L1, L2 e L3).

NOTA Informaes detalhadas sobre avaliao de risco e do procedimento para escolha das medidas deproteo so relatadas na ABNT NBR 5419-2.

6.2 Vantagem econmica da proteo contra descargas atmosfricas

Alm da necessidade de proteo contra descargas atmosfricas para a estrutura a ser protegida,pode ser vantajoso avaliar os benefcios econmicos de se adotar medidas de proteo de modo a reduzir a perda econmica L4.

Neste caso, deve ser avaliado o risco R4 de perda de valor econmico. A avaliao do risco R4 permiteavaliar o custo da perda econmica com e sem adoo das medidas de proteo.

A proteo contra descargas atmosfricas conveniente se a soma do custo CRL das perdas residuaisna presena das medidas de proteo e o custo CPM das medidas de proteo for menor que o custoCL da perda total sem as medidas de proteo:

CRL + CPM < CL

NOTA Informaes detalhadas da avaliao da vantagem econmica da proteo contra descargas

atmosfricas so relatadas na ABNT NBR 5419-2.

7 Medidas de proteo

7.1 Geral

Podem ser adotadas medidas de proteo de modo a reduzir o risco de acordo com o tipo de dano.

7.2 Medidas de proteo para reduzir danos a pessoas devido a choque eltrico

So possveis as seguintes medidas de proteo:

a) isolao adequada das partes condutoras expostas;

b) equipotencializao por meio de um sistema de aterramento em malha;

c) restries fsicas e avisos;

d) ligao equipotencial para descargas atmosfricas (LE).

NOTA 1 A equipotencializao e o aumento da resistncia de contato da superfcie do solo, interna ouexternamente estrutura, podem reduzir o risco de vida (ABNT NBR 5419-3:2015, Seo 8).

NOTA 2 Medidas de proteo so eficientes somente em estruturas protegidas por um SPDA.

NOTA 3 O uso de detectores de tempestades e medidas complementares podem reduzir o risco de vida.


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7.3 Medidas de proteo para reduo de danos fsicos

A proteo alcanada por meio de um sistema de proteo contra descargas atmosfricas (SPDA)o qual inclui as seguintes caractersticas:

a) subsistema de captao;

b) subsistema de descida;

c) subsistema de aterramento;

d) equiponcializao para descargas atmosfricas (EB);

e) isolao eltrica (e da a distncia de segurana).

NOTA 1 Quando for instalado um SPDA, a equipotencializao uma medida essencial para reduzir os

perigos de incndio e de exploso e o risco de vida. Para mais detalhes, ver ABNT NBR 5419-3. NOTA 2 A reduo de danos fsicos pode ser obtida por medidas que limitem o desenvolvimento epropagao de fogo, como compartimentos prova de fogo, extintores, hidrantes, instalaes de alarme deincndio e extino de fogo.

NOTA 3 A instalao de rotas de fuga minimizam os riscos de danos fsicos.

7.4 Medidas de proteo para reduo de falhas dos sistemas eltricos e eletrnicos

Medidas de proteo contra surtos (MPS) possveis:

a) medidas de aterramento e equipotencializao;

b) blindagem magntica;

c) roteamento da fiao;

d) interfaces isolantes;

e) sistema de DPS coordenado.

Estas medidas podem ser usadas sozinhas ou combinadas.

NOTA 1 Ao se considerar uma fonte de danos tipo S1, as medidas de proteo so eficientes somente

em estruturas protegidas por um SPDA.NOTA 2 O uso de detectores de tempestades e medidas complementares podem reduzir as falhasde sistemas eltricos e eletrnicos.

7.5 Escolha das medidas de proteo

As medidas de proteo relacionadas em 7.2, 7.3 e 7.4, juntas, compem o sistema completode proteo contra descargas atmosfricas.

A escolha das medidas mais adequadas de proteo deve ser feita pelo responsvel tcnico e serprotegida, de acordo com o tipo e valor de cada tipo de dano, com os aspectos tcnicos e econmicos

das diferentes medidas de proteo e dos resultados da avaliao de riscos.


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Os critrios para a avaliao do risco e para escolha das medidas de proteo mais adequadas estorelatados na ABNT NBR 5419-2.

As medidas de proteo so efetivas desde que elas satisfaam os requisitos das normas

correspondentes e sejam capazes de suportar os esforos esperados nos respectivos locais de suasinstalaes.

8 Critrios bsicos para proteo de estruturas

8.1 Geral

Uma proteo ideal para estruturas envolver completamente a estrutura a ser protegida por umablindagem contnua perfeitamente condutora, aterrada e de espessura adequada, e, alm disso,providenciar ligaes equipotenciais adequadas para as linhas eltricas e tubulaes metlicas que

adentram na estrutura nos pontos de passagem pela blindagem.

Isto impede a penetrao da corrente da descarga atmosfrica e campo eletromagntico associado naestrutura a ser protegida e evita efeitos trmicos e eletrodinmicos perigosos da corrente assim comocentelhamentos e sobretenses perigosas para os sistemas internos.

Na prtica, porm, a aplicao de tais medidas para se obter total proteo frequentemente invivel.

A falta de continuidade da blindagem e/ou sua espessura inadequada permite a penetrao da correnteda descarga atmosfrica e seus efeitos pela blindagem, podendo causar:

a) danos fsicos e risco de vida;

b) falha dos sistemas internos.

As medidas de proteo, adotadas para reduzir tais danos e perdas relevantes, devem ser projetadaspara um conjunto definido de parmetros das correntes das descargas atmosfricas, frente s quais requerida a proteo, conforme o nvel de proteo contra descargas atmosfricas.

8.2 Nveis de proteo contra descargas atmosfricas (NP)

Para efeitos da ABNT NBR 5419, so considerados quatro nveis de proteo contra descargas atmosfricas (I a IV). Para cada NP, fixado um conjunto de parmetros mximos e mnimos das

correntes das descargas atmosfricas.NOTA 1 A proteo contra descargas atmosfricas cujos parmetros mximos e mnimos de correnteexcedam aqueles correspondentes ao NP I requer medidas de proteo mais eficientes, as quais recomenda-seque sejam escolhidas e implementadas para cada caso especfico.

NOTA 2 A probabilidade de ocorrncia de descargas atmosfricas cujos parmetros de correntes estejamfora do intervalo mximo e mnimo do NP I menor que 2 %.

Os valores mximos dos parmetros das correntes das descargas atmosfricas correspondentesao NP I no podem ser excedidos, com uma probabilidade de 99 %. De acordo com a relao depolaridade assumida (ver A.2), os valores assumidos para as descargas atmosfricas positivas tm

probabilidades inferiores a 10 %, enquanto que aqueles para as descargas atmosfricas negativaspermanecem abaixo de 1 % (ver A.3).


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Os valores mximos dos parmetros das correntes das descargas atmosfricas correspondentes aoNP I so reduzidos a 75 % para o nvel II e a 50 % para o nvel III e IV (redues lineares para I, Qe di/dt, mas quadrtica para W/R). Os parmetros de tempo no mudam.

NOTA 3 Os nveis de proteo contra descargas atmosfricas cujos parmetros mximos de correntesejam menores que aqueles correspondentes ao NP IV permitem considerar valores de probabilidade dedanos maiores que aqueles apresentados na ABNT NBR 5419-2:2015, Anexo B, embora no quantificados,mas que podem ser teis para um ajuste mais adequado das medidas de proteo a fim de se evitar custosinjustificavelmente altos.

Os valores mximos dos parmetros das correntes das descargas atmosfricas para os diferentes nveis de proteo so dados na Tabela 3 e so usados para projetar componentes de proteo contra descargas atmosfricas (por exemplo, seo transversal dos condutores, espessuras daschapas metlicas, capacidade de conduo de corrente dos DPS, distncia de segurana contracentelhamentos perigosos) e para definir parmetros de ensaios que simulam os efeitos das descargasatmosfricas sob tais componentes (ver Anexo D).

Os valores mnimos de amplitudes das correntes das descargas atmosfricas para os diferentes NPso usados para se determinar o raio da esfera rolante (ver A.4) de modo a definir a zona de proteo contra descargas atmosfricas ZPR 0B, a qual no pode ser alcanada por descargas atmosfricasdiretas (ver 8.3 e Figuras 3 e 4). Os valores mnimos dos parmetros das correntes das descargasatmosfricas junto com os raios das esferas rolantes correspondentes so dados na Tabela 4.Eles so usados para posicionar os componentes do subsistema de captao e para definir as zonas de proteo contra descargas atmosfricas ZPR 0B (ver 8.3).

Tabela 3Valores mximos dos parmetros das descargas atmosfricas correspondentes

aos nveis de proteo (NP)

Primeiro impulso positivo NP

Parmetros da corrente Smbolo Unidade I II III IV

Corrente de pico I kA 200 150 100

Carga do impulso Qcurta C 100 75 50

Energia especfica W/R MJ/ 10 5,6 2,5

Parmetros de tempo T1/ T2 s / s 10/350

Primeiro impulso negativoa NP


Valor de pico I kA 100 75 50

Taxa mdia de variao di/dt kA/s 100 75 50

Parmetros de tempo T1/ T2 s / s 1/200

Impulso subsequente NP


Valor de pico I kA 50 37,5 25

Taxa mdia de variao di/dt kA/s 200 150 100Parmetros de tempo T1/ T2 s / s 0,25/100


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Tabela 3 (continuao)

Componente longa da descarga atmosfrica NP

Parmetros da corrente Smbolo Unidade I II III IVCarga da componente longa Qlonga C 200 150 100

Parmetros de tempo Tlonga s 0,5

Descarga atmosfrica NP


Carga da descargaatmosfrica

Qflash C 300 225 150

a O uso desta forma de onda de corrente de interesse para clculos somente, no para ensaios.

Tabela 4Valores mnimos dos parmetros das descargas atmosfricas e respectivos raios

da esfera rolante, correspondentes aos nveis de proteo (NP)

Critrios de interceptao NP

Smbolo Unidade I II III IV

Corrente de pico mnima I kA 3 5 10 16

Raio da esfera rolante r m 20 30 45 60

Das distribuies estatsticas dadas na Figura A.5, pode ser determinada uma probabilidadeponderada, tal que os parmetros das correntes das descargas atmosfricas so menores que osvalores mximos e respectivamente maiores que os valores mnimos definidos para cada nvel deproteo (ver Tabela 5).

Tabela 5Probabilidades para os limites dos parmetros das correntes das descargas

atmosfricas

Probabilidade de que os parmetros da corrente

sejam:

NP

I II III IV

menores que os mximos valores definidos na Tabela 3 0,99 0,98 0,95 0,95

maiores que os mnimos valores definidos na Tabela 4 0,99 0,97 0,91 0,84

As medidas de proteo especificadas na ABNT NBR 5419-3 e na ABNT NBR 5419-4 so efetivascontra descargas atmosfricas cujos parmetros de corrente estiverem na faixa definida pelo NP adotado para o projeto. Desta maneira, assume-se que a eficincia de uma medida de proteo igual probabilidade com a qual os parmetros das correntes das descargas atmosfricas estodentro de tal faixa. Para parmetros que excedam esta faixa, permanece um risco residual de danos.

8.3 Zonas de proteo contra descarga atmosfrica raio(ZPR)

As medidas de proteo como SPDA, condutores de blindagem, blindagens magnticas e DPSdeterminam as zonas de proteo contra descargas atmosfricas raio(ZPR).


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As ZPR a jusante de uma medida de proteo so caracterizadas por uma reduo significativa dosLEMP, em comparao com a ZPR a montante.

A respeito da ameaa de descarga atmosfrica, as seguintes ZPR so definidas (ver Figuras 3 e 4):

a) ZPR 0A: zona onde a ameaa devido queda direta e ao campo eletromagntico total dadescarga atmosfrica. Os sistemas internos podem estar sujeitos corrente total ou parcial da descarga atmosfrica;

b) ZPR 0B: zona protegida contra queda direta, mas onde a ameaa o campo eletromagnticototal da descarga atmosfrica. Os sistemas internos podem estar sujeitos corrente parcial da descarga atmosfrica;

c) ZPR 1: zona onde a corrente de surto limitada por uma diviso da corrente da descargaatmosfrica e pela aplicao de interfaces isolantes e/ou DPS na fronteira. Uma blindagem

espacial pode atenuar o campo eletromagntico da descarga atmosfrica;d) ZPR 2, ..., n: zona onde a corrente de surto pode ser ainda mais limitada por uma diviso da

corrente da descarga atmosfrica e pela aplicao de interfaces isolantes e/ou de DPS adicionaisna fronteira. Uma blindagem espacial adicional pode ser usada para atenuar ainda mais o campoeletromagntico da descarga atmosfrica.

NOTA 1 Em geral, quanto maior o nmero de uma ZPR em particular, tanto menor sero os parmetros domeio eletromagntico.

Como regra geral de proteo, a estrutura a ser protegida deve estar em uma ZPR cujas caractersticaseletromagnticas sejam compatveis com sua capacidade de suportar solicitaes que, de outra forma,

causariam danos (dano fsico ou falha de sistemas eltricos e eletrnicos devido a sobretenses).

NOTA 2 Para grande parte dos sistemas e aparelhos eltricos e eletrnicos a informao sobre nveis desuportabilidade pode ser fornecida pelo fabricante.


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S1

ZPR 0A

S3 2

15 s

3

r

S4

ZPR 0B

DPS

s

ZPR 1 r

S2

ZPR 0B

DPS5

4IEC 2614/10

1 estrutura S1 descarga atmosfrica na estrutura

2 subsistema de captao S2

3 subsistema de descida S3

4 subsistema de aterramento S4

descarga atmosfrica perto da estrutura

descarga atmosfrica em linhas ou tubulaes que adentram na estrutura

descarga atmosfrica perto de linhas ou tubulaes que adentram na

estrutura

5 linhas e tubulaes queadentram na estrutura

nvel do piso

r raio da esfera rolante

s distncia de segurana contra centelhamento perigoso

ligao equipotencial por meio de DPS

ZPR 0A descarga atmosfrica direta, corrente total

ZPR 0B pouco provvel a ocorrncia de descarga atmosfrica direta, corrente parcial da descargaatmosfrica ou corrente induzida

ZPR 1 no h descarga atmosfrica direta, corrente limitada da descarga atmosfrica ou corrente induzida

importante observar que o volume protegido na ZPR 1 sempre respeita adistncia de segurana s

Figura 3ZPR definidas por um SPDA (ABNT NBR 5419-3)


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S1

ZPR 0A 2

S3ZPR 0B 1

6

DPS

3

DPS ZPR 1 s

5

r

S4

ZPR 0B

DPSs

ZPR 2

r

S2

DPS ZPR 0B

DPS6

4IEC 2615/10

1 estrutura (blindagem da ZPR 1) S1 descarga atmosfrica na estrutura

2 subsistema de captao S2

3 subsistema de descida S3

4 subsistema de aterramento S4

descarga atmosfrica perto da estrutura

descarga atmosfrica em linhas ou tubulaes que adentram na estrutura

descarga atmosfrica perto de linhas ou tubulaes que adentram na estrutura

5 recinto (blindagem da ZPR 2) r raio da esfera rolante

6 linhas e tubulaes que adentram naestrutura

s distncia de segurana contra campo magntico muito elevado

nvel do piso

ZPR 0A

ligao equipotencial para descargas atmosfricas, por meio de DPS

descarga atmosfrica direta, corrente total da descarga atmosfrica, campo magntico total

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

ZPR 1 no h descarga atmosfrica di reta, corrente limitada da descarga atmosfrica, ou corrente induzida, campo magntico atenuado

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

importante observar que os volumes protegidos na ZPR 1 e na ZPR 2 devemrespeitar as distncias de segurana s

Figura 4ZPR definidas por MPS (ABNT NBR 5419-4)

8.4 Proteo de estruturas

8.4.1 Proteo para reduzir danos fsicos e risco de vida

A estrutura a ser protegida deve estar em uma ZPR 0B ou superior. Isto conseguido por meio de umsistema de proteo contra descargas atmosfricas (SPDA).


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8.4.1.1 Um SPDA consiste em:

a) um sistema externo de proteo contra descargas atmosfricas e

b) um sistema interno de proteo contra descargas atmosfricas.

8.4.1.2 As funes do SPDA externo so:

a) interceptar uma descarga atmosfrica para a estrutura (com um subsistema de captao);

b) conduzir a corrente da descarga atmosfrica seguramente para a terra (com um subsistema dedescida);

c) dispersar esta corrente na terra (com um subsistema de aterramento).

A funo do SPDA interno evitar centelhamento perigoso na estrutura, utilizando a ligaoequipotencial ou a distncia de segurana s (e, consequentemente, isolao eltrica), entre oscomponentes do SPDA e outros elementos condutores internos estrutura.

Quatro classes de SPDA (I, II, III e IV) so definidas como um conjunto de regras de construo,baseadas nos correspondentes nveis de proteo (NP). Cada conjunto inclui regras dependentes donvel de proteo (por exemplo, raio da esfera rolante, largura da malha etc) e regras independentesdo nvel de proteo (por exemplo, sees transversais de cabos, materiais etc).

8.4.1.3 Onde as resistividades superficiais do solo externo e a do piso interno estrutura forembaixas, o risco de vida devido a tenses de passo e toque pode ser reduzido:

a) externamente estrutura, por isolao das partes condutivas expostas, por equipotencializaono nvel do solo por meio de aterramento com malhas, por avisos de advertncia e por restries fsicas;

b) internamente estrutura, por ligao equipotencial de tubulaes e linhas eltricas que adentram na estrutura, no ponto de entrada.

8.4.1.4 O SPDA deve estar conforme os requisitos da ABNT NBR 5419-3.

8.4.2 Proteo para reduzir as falhas de sistemas internos

A proteo contra LEMP para reduzir o risco de falha de sistemas internos deve limitar:

a) sobretenses devido a descargas atmosfricas na estrutura, resultando de acoplamento resistivoe indutivo;

b) sobretenses devido a descargas atmosfricas perto da estrutura, resultando de acoplamentoindutivo;

c) sobretenses transmitidas por linhas que adentram a estrutura, devido a descargas atmosfricasdiretas nas linhas ou prximas a estas;

d) campo magntico acoplado diretamente aos aparelhos.

NOTA Falhas de aparelhagem devidas a campos eletromagnticos radiados diretamente nos equipamentosso desprezveis contanto que a aparelhagem esteja conforme com os requisitos de emisso e imunidade acampos eletromagnticos radiados, definidos pelas normas pertinentes de compatibilidade eletromagntica(EMC) (ver tambm ABNT NBR 5419-2 e ABNT NBR 5419-4).


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O sistema a ser protegido deve estar localizado dentro de uma ZPR 1 ou superior. Isto conseguidopor meio de medidas de proteo contra surtos (MPS) aplicadas aos sistemas eltricos e eletrnicos,as quais consistem em blindagens magnticas que atenuam o campo magntico indutor e/ou pormeio de encaminhamento adequado da fiao, que reduz os laos sujeitos induo. Uma ligaoequipotencial deve ser provida nas fronteiras de uma ZPR, para partes metlicas e sistemas quecruzam estas fronteiras. Esta ligao equipotencial pode ser executada por meio de condutores de equipotencializao ou, quando necessrio, por dispositivos de proteo contra surtos (DPS).

As medidas de proteo para qualquer ZPR devem estar em conformidade com a ABNT NBR 5419-4.

Uma eficiente proteo contra sobretenses que causam falhas de sistemas internos pode ser tambmobtida por meio de interfaces isolantes e/ou por um arranjo de DPS coordenados, que limitam estassobretenses a valores abaixo da tenso nominal suportvel de impulso do sistema a ser protegido.

As interfaces isolantes e os DPS devem ser selecionados e instalados de acordo com os requisitos da

ABNT NBR 5419-4.


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Anexo A(informativo)

Parmetros da corrente das descargas atmosfricas

A.1 Descarga atmosfrica para a terra

A.1.1 Existem dois tipos bsicos de descargas atmosfricas:

a) descargas atmosfricas descendentes iniciadas por um lder descendente, da nuvem para a terra;

b) descargas atmosfricas ascendentes iniciadas por um lder ascendente, de uma estrutura aterradapara a nuvem.

Na maioria das vezes, as descargas atmosfricas descendentes ocorrem em locais planos e em estruturas mais baixas, enquanto que, para estruturas mais altas, as descargas atmosfricasascendentes tornam-se predominantes. Com a altura real, a probabilidade de uma descargaatmosfrica direta na estrutura aumenta (ver ABNT NBR 5419-2:2015, Anexo A) e as condies fsicasmudam.

A.1.2 A corrente de descarga atmosfrica consiste em um ou mais componentes diferentes:

a) impulsos com durao inferior a 2 ms (Figura A.1);

b) componentes longos com durao superior a 2 ms (Figura A.2).

90 % i

I 50 %

10 %

O1T1

t

T2

IEC 2616/ 10

Legenda

O1 origem virtual

I corrente de pico

T1 tempo de frente

T2 tempo at o meio valor

Figura A.1Definies dos parmetros de um impulso de corrente (tipicamente T2 < 2 ms)


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i

Qlonga

10 % 10 %

T

Tlonga

IEC 2617/10

Legenda

Tlonga tempo de durao

Qlonga carga da componente longa da descarga atmosfrica

Figura A.2Definies dos parmetros da componente longa(tipicamente 2 ms < Tlonga < 1 s)

Uma diferenciao complementar das componentes das descargas atmosfricas provm de suas polaridades (positiva ou negativa) e de suas posies durante a descarga atmosfrica (primeira componente, componente subsequente e superposta). As componentes possveis so indicadas naFigura A.3 para descargas atmosfricas descendentes e na Figura A.4 para as ascendentes.

i i

Primeira componente curta

Componente longa

Positivo ou negativo t Positivo ou negativo t

-i -i

Componente curtosubsequente

Negativo t Negativo t

IEC 2618/10

Figura A.3Possveis componentes de descargas atmosfricas descendentes

(tpicas em locais planos e em estruturas baixas)


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i i

Componentes curtossuperpostos

Componente curto

Primeiracomponente longa

componente longa

Positivo ou negativo t Positivo ou negativo t

i i

componentes curtassubseqentes

Negativo t Negativo t

i

Somente umacomponente longa

Positivo ou negativo t IEC 2619/10

Figura A.4Possveis componentes de descargas atmosfricas ascendentes

(tpicas de estruturas mais altas ou expostas)

A componente adicional nas descargas atmosfricas ascendentes a primeira componente longa,com ou sem impulsos superpostos (at algo em torno de dez impulsos). Mas todos os parmetrosde um impulso de corrente de uma descarga atmosfrica ascendente so inferiores queles dasdescargas atmosfricas descendentes. Uma carga superior de uma componente longa de descargasatmosfricas ascendentes no foi confirmada at a reviso desta Norma. Desta forma, os parmetrosda corrente de descargas atmosfricas ascendentes so considerados cobertos pelos valoresmximos das descargas atmosfricas descendentes. Uma avaliao mais precisa dos parmetros dacorrente de descargas atmosfricas e da dependncia destes parmetros com relao altura estoem estudo, tanto para descargas atmosfricas descendentes como para ascendentes.


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A.2 Parmetros da corrente da descarga atmosfrica

Os parmetros da corrente da descarga atmosfrica na ABNT NBR 5419 so baseados nos resultadosdo International Council on Large Electrical Systems (CIGRE)fornecidos na Tabela A.1. A distribuio

estatstica destes parmetros pode ser assumida como sendo a distribuio logartmica normal.O valor mdio e a disperso log correspondentes constam na Tabela A.2, e a funo de distribuio apresentada na Figura A.5. Com base nisto, a probabilidade de ocorrncia de qualquer valor de cadaparmetro pode ser determinada.

Uma relao de polaridade de 10 % de descargas atmosfricas positivas e 90 % negativas assumida. A relao de polaridade funo do local. Se nenhuma informao disponvel, recomendada a relao fornecida.

Os valores da probabilidade de ocorrncia de valores de pico da corrente de descarga atmosfricaque excedem os valores previamente considerados esto descritos na Tabela A.3.

Tabela A.1Valores tabulados dos parmetros da corrente das descargas atmosfricas

obtidos do CIGRE (Electra No. 41 ou No. 69*) [20], [21]

ParmetroValor fixado

para NP I

ValoresTipo de componente da

descarga atmosfricaLinha na

Figura A.595 % 50 % 5 %

I (kA)

4a 20a 90 Primeira curta negativab 1A+1B

50 4,9 11,8 28,6 Subsequente negativa curtab 2

200 4,6 35 250 Primeira curta positiva (singela) 3

Qflash (C)

1,3 7,5 40 Descarga atmosfrica negativa 4

300 20 80 350 Descarga atmosfrica positiva 5

Qcurta (C)

1,1 4,5 20 Primeira curta negativa 6

0,22 0,95 4 Subsequente negativa curta 7

100 2 16 150 Primeira curta positiva (singela) 8

W/R (kJ/)

6 55 550 Primeira curta negativa 9

0,55 6 52 Subsequente curta negativa 10

10 000 25 650 15 000 Primeira curta positiva 11

di/dtmx

(kA/s)

9,1 24,3 65 Primeira curta negativab 12

9,9 39,9 161,5 Subsequente curta negativab 13

20 0,2 2,4 32 Primeira curta positiva 14di/dt30/90 %(kA/s)

200 4,1 20,1 98,5 Subsequente curta negativab 15

Qlonga (C) 200 Longa

Tlonga (s) 0,5 Longa

Durao da frentede onda (s)

1,8 5,5 18 Primeira curta negativa

0,22 1,1 4,5 Subsequente curta negativa

3,5 22 200 Primeira curta positiva (singela)

Durao da

componente (s)

30 75 200 Primeira curta negativa

6,5 32 140 Subsequente curta negativa25 230 2 000 Primeira curta positiva (singela)


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]

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Tabela A.1 (continuao)

ParmetroValorfixado

para NP I

ValoresTipo de componente

da descarga atmosfrica

Linha na

Figura A.5

95 % 50 % 5 %Intervalo detempo (ms)

7 33 150 Mltiplos negativos

Durao totalda descargaatmosfrica (ms)

0,15 13 1 100descarga atmosfricanegativa

31 180 900descarga atmosfricanegativa(sem o impulso

14 85 500 descarga atmosfrica positiva

a Os valores I 4 kA e I 20 kA correspondem s probabilidades de 98 % e 80 %, respectivamente.

b Parmetros e valores relevantes descritos na Electra N 69 [21].

Tabela A.2Distribuio logartmica normal dos parmetros da corrente das descargas

atmosfricasMdia e disperso log calculados para 95 % e 5 % dos valores a partir do

CIGRE (Electra No. 41 ou No. 69) [20], [21]

ParmetroMdia

Disperso

log

Tipo de componente da descarga

atmosfrica

Linha na

Figura

A.5

I (kA)

(61,1) 0,576 Primeira curta negativa (80 %)b 1A

33,3 0,263 Primeira curta negativa (80 %)b 1B

11,8 0,233 Subsequente curta negativab 2

33,9 0,527 Primeira curta positiva (singela) 3

Qflash (C)7,21 0,452 descarga atmosfrica negativa 4

83,7 0,378 descarga atmosfrica positiva 5

Qcurta (C)

4,69 0,383 Primeira curta negativa 6

0,938 0,383 Subsequente curta negativa 7

17,3 0,570 Primeira curta positiva (singela) 8

W/R (kJ/)

57,4 0,596 Primeira curta negativa 9

5,35 0,600 Subsequente curta negativa 10

612 0,844 Primeira curta positiva 11

di/dtmx(kA/s)

24,3 0,260 Primeira curta negativab 12


2,53 0,670 Primeira curta positiva 14

di/dt30/90 %(kA/s)


Qlonga (C) 200 Longa

Tlonga (s) 0,5 Longa

Durao da

frente de onda

(s)

5,69 0,304 Primeira curta negativa

0,995 0,398 Subsequente curta negativa

26,5 0,534 Primeira curta positiva (singela)

Durao da

componenteda descarga

atmosfrica (s)

77,5 0,250 Primeira curta negativa

30,2 0,405 Subsequente curta negativa


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Tabela A.2 (continuao)

ParmetroMdia

Disperso

log

Tipo de componente da descarga

atmosfrica

Linha na

Figura A.5

224 0,578 Primeira curta positiva (singela)

Intervalo de

tempo (ms)32,4 0,405 Mltiplas negativas

Durao total

da descarga

atmosfrica

(ms)

12,8 1,175Descarga atmosfrica negativa

(todos os tipos)

167 0,445Descarga atmosfrica negativa (sem o

impulso singelo)

83,7 0,472 Descarga atmosfrica positiva

alog log(X16 %)log(X50 %), ondeX o valor do parmetro.b Parmetros e valores relevantes descritos na Electra N 69 [21].

Tabela A.3Valores da probabilidade P em funo da corrente I da descarga atmosfrica

I(kA)

P

0 1

3 0,99

5 0,9510 0,9

20 0,8

30 0,6

35 0,5

40 0,4

50 0,3

60 0,2

80 0,1

100 0,05

150 0,02

200 0,01

300 0,005

400 0,002

600 0,001


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99,8

99,5

99

98

95

90

1A

8 13

5

Parmetros estabelecidos

804

7015

60

5014

402

307

20

106

5

11

9

1B12

103

2

1

0,5

0,2

100 2 3 4 6 8 101 2 3 4 6 8 102 2 3 4 6 8 103 2 3 4 6 8

Parmetro

104

IEC 2620/10

NOTA Para a numerao das curvas, ver Tabelas A.1 e A.2.

Figura A.5Distribuio cumulativa de frequncia dos parmetros das correntes das

descargas atmosfricas (linhas com valores de 95 % a 5 %)Todos os valores estabelecidos para os nveis de proteo NP fornecidos nesta Norma referem-setanto a descargas atmosfricas ascendentes como descendentes.

NOTA Os valores dos parmetros das descargas atmosfricas so geralmente obtidos por mediesefetuadas em estruturas de grande altura. A distribuio estatstica dos valores de pico da corrente de descargaatmosfrica, sem considerar o efeito das estruturas de grande altura, pode ser obtida de estimativas dos sistemasde localizao de descargas atmosfricas.

A.3 Estabelecendo os parmetros mximos da corrente de descarga

atmosfrica para o nvel de proteo NP I

A.3.1 Impulso positivo

Os efeitos mecnicos das descargas atmosfricas esto relacionados com a corrente de pico ( I) ecom a energia especfica (W/R). Os efeitos trmicos esto relacionados com a energia especfica(W/R) quando ocorre um acoplamento resistivo e com a carga (Q) quando ocorrem centelhamentosna instalao. Sobretenses e centelhamentos perigosos causados por acoplamento indutivo estorelacionados com a taxa mdia de inclinao (di/dt) da frente de onda da corrente da descargaatmosfrica.

Os parmetros individuais I, Q, W/R, di/dt tendem a ser dominantes em cada mecanismo dedefeito. Recomenda-se que isto seja levado em considerao por ocasio do estabelecimento dosprocedimentos de ensaios.


Probabilidade

%

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A.3.2 Impulso positivo e componente longa

Os valores I, Q e W/R relacionados com os efeitos mecnicos e trmicos so determinados a partirde descargas atmosfricas positivas, pois mesmo sendo menos frequentes, seus valores a 10 % sobem mais elevados que aqueles correspondentes aos valores para 1 % das descargas atmosfricasnegativas. Da Figura A.5 (linhas 3, 5, 8, 11 e 14), os seguintes valores com probabilidades inferiores a 10 % podem ser obtidos:

a) I 200 kA;

b) Qflash 300 C;

c) Qcurta 100 C;

d) W/R 10 MJ/;

e) di/dt 20 kA/s.

Para um primeiro impulso positivo conforme a Figura A.1, estes valores fornecem uma primeira aproximao do tempo de frente:

T1 I / (di/dt) 10 s (T1 um parmetro de interesse secundrio).

Para uma componente com decaimento exponencial, as frmulas seguintes so aplicveis para oclculo aproximado da carga e da energia (T1

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Para o primeiro impulso negativo de acordo com a Figura A.1, estes valores do uma primeiraaproximao para os seus tempos de frente de onda de:

T1 I / (di/dt) 1,0 s

Seu tempo at o meio valor pode ser estimado da durao da primeira componente de impulsosnegativos:

T2 200 s (T2 um parmetro de interesse secundrio)

A.3.4 Impulso subsequente

O valor mximo da taxa mdia de variao da corrente di/dt, relacionado com centelhamentosperigosos devido acoplamento indutivo, determinado a partir de componentes curtas subsequentesde descargas atmosfricas negativas (pois seus valores com 1 % de ocorrncia so um pouco mais

elevados que os valores com 1 % de ocorrncia das primeiras componentes negativas ou que osvalores correspondentes com 10 % de ocorrncia das descargas atmosfricas positivas). A partir daFigura A.5 (linhas 2 e 15), os valores seguintes podem ser obtidos com probabilidades inferiores a 1 %:

a) I 50 kA;

b) di/dt 200 kA/s.

Para um impulso subsequente conforme a Figura A.1, estes valores fornecem uma primeiraaproximao do tempo de frente de onda:

T1 I / (di/dt) 0,25 s

Seu tempo at meio valor pode ser estimado da durao das componentes dos impulsos subsequentesnegativos:

T2 100 s (T2 um parmetro de interesse secundrio)

A.4 Estabelecendo os parmetros mnimos da corrente das descargas

atmosfricas

A eficcia de intercepo de um subsistema de captao depende dos valores mnimos dos parmetros

das correntes das descargas atmosfricas e dos raios correspondentes da esfera rolante. As fronteirasgeomtricas de reas

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