PARTE 4

ABNT/CB-03PROJETO 03:064.10-100/4

JUL 2014

Proteo contra descargas atmosfricas Parte 4: Sistemas eltricos e eletrnicos internos na estrutura

APRESENTAO

1) Este Projeto foi elaborado pela Comisso de Estudo de Proteo Contra Descargas Atmosfricas (CE-03:064.10) do Comit Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-03), nas reunies de:

23.06.2005 28.07.2005 01.09.2005

27.10.2005 03.11.2005 01.12.2005

02.02.2006 02.03.2006 13.04.2006

04.05.2006 13.06.2006 03.08.2006

05.10.2006 16.11.2006 07.12.2006

09.02.2007 14.03.2007 09.04.2007

10.05.2007 15.06.2007 12.07.2007

17.08.2007 11.10.2007 08.11.2007

14.02.2008 10.04.2008 08.05.2008

12.06.2008 17.07.2008 14.08.2008

11.09.2008 09.10.2008 12.02.2009

19.03.2009 09.04.2009 27.04.2009

04.06.2009 16.07.2009 13.08.2009

03.09.2009 08.10.2009 05.11.2009

10.12.2009 07.08.2010 09.09.2010

25.11.2010 10.03.2011 13.06.2011

03.11.2011 01.12.2011 11.06.2012

02.08.2012 28.02.2013 23.05.2013

a) Este Projeto, juntamente com os projetos, 03:064.10-100/1 03:064.10-100/2 e 03:064.10-100/3 previstos para cancelar e substituir a ABNT NBR 5419:2005, quando aprovado, sendo que nesse nterim a referida norma continua em vigor;

ABNT 2014

Todos os direitos reservados. Salvo disposio em contrrio, nenhuma parte desta publicao pode ser modificada ou utilizada de outra forma que altere seu contedo. Esta publicao no um documento normativo e tem apenas a incumbncia de permitir uma consulta prvia ao assunto tratado. No autorizado postar na internet ou intranet sem prvia permisso por escrito. A permisso pode ser solicitada aos meios de comunicao da ABNT.

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b) Este Projeto previsto para receber a seguinte numerao aps sua aprovao como Norma Brasileira: ABNT NBR 5419-4;

c) No tem valor normativo.

2) Aqueles que tiverem conhecimento de qualquer direito de patente devem apresentar esta informao em seus comentrios, com documentao comprobatria;

3) Tomaram parte na sua elaborao:

Participante Representante

AFEAL Fabola Rago

ASSEAG/STDE Eduardo Vazentini

BANDEIRANTE ENERGIA Domenico Svio Santos

ENCONTRE ENGENHARIA Duilio Moreira Leite

BANDEIRANTE ENERGIA Paulo S.R. Patrcio

BUDGET ENG. Antonio Carlos Mori

CELESC Guilherme M.T. Cobayashi

CIA CATAGUAZES Filipe Rios Penha

CONEXEL Robinson Zanon Gomes

CONSULTOR AUTNOMO Pedro S. Sumodjo

CONSULTOR AUTNOMO Ricardo Corra Vercio

COPPERSTEEL BIMETLICOS LTDA Joo Henrique Zancanela

ELETRIZAR ENGENHARIA Gilberto M. Falcoski

ELETRO-ESTUDOS ENGENHARIA Paulo Edmundo da F. Freire

EMBRASTEC Jos Marcio Rosa

EMERSON NETWORK POWER Jos Cludio de O. e Silva

EMILIA TAKAGI ENG. Mauricio Vagner M Torres

EMILIA TAKAGI RIBEIRO Luiz A Ribeiro

ENG. AUTNOMO Joo Albino Robles

ERICO Claudio Ruman

ERICO Marcelo Lugli

FASTWELD Rinaldo J. Botelho

FIRTENGE / SINDUSCON Renato M Oliveira

FISCHMANN ENGENHARIA S/C LTDA Victor Fischmann


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GALENO GOMES ENG. Galeno Lemos Gomes

GILCO PROTEO ELTRICA Igidio G.L. Castro

GIULIETTO MODENA ENG. - GUISMO Jobson Modena

GLOLANI COMERCIAL LTDA Danilo G Santos

HELLERMANN TITON Valdir RB Pinto

HINDELET Levi C. F. da Silva

IEE/USP Hlio Sueta

IEE/USP Mrio Csar E.S. Ramos

IFSP - INST FEDERAL DE SP Mario Sergio Cambraia

INSTRUMENTEC Renato J Julio

INSTRUMENTEC Willian Donizete Carvalho

KASCHER ENGENHARIA Ronaldo Kascher Moreira

LAMBDA CONSULTORIA Edson Martinho

LPM Alvaro Marziliak Jr

LPM MONTAGENS INDUSTRIAIS Pablo E. Pacheco M.

MANHATTAN ELETRONIC Juan Alexandre Suarez

MASUKI ENGENHARIA Luiz M. Masuki

MAZENGENHARIA Willy Wilker B Gomes

MEGABRS Luiz A. Pettoruti

MEGABRS Manuel J. Leibovich

MEMBRO DA CE 64.01 Jos Rubens A Souza

METR-SP Victor M.A.S. Vasconcelos

MUNDO ELTRICO Paulo Takeyama

O SETOR ELTRICO Sergio Bogomoltz

OBO BETTERMAMM Roberto Halway

OBO BETTERMAMM Solenio Augusto Araujo

OBO BETTERMANN Srgio Roberto

PETROBRS Anderson Luiz A. Ribeiro

PETROBRS Renato Gouvea Valk

PLP Juliano A Pallaro

POLI USP Carlos A. F. Sartori

PROCION ENG / ABRASIP Luiz O. Costi

PROELCO Antonio R. Panicali


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PROTEQSEN Luiz A. Licurci

RAYCON Milton Julio Zanluqui

REIS MIRANDA ENG.. Armando P. Reis Miranda

SCHNEIDER ELECTRIC Luiz Rosendo Tost Gomes

SECOVI-SP Ronaldo S

SESI e SENAI Alexandre C. Martinez

SINDICEL Eduardo Daniel

SINDUSCON / SECOVI Cludio J. Goldstein

SOTA CONSULTORIA Carlos Alberto Sotille

ST&SC SERVIOS TCNICOSLTDA Srgio T Sobral

TARGET ENG Cristiano Ferraz de Paiva

TERMOTCNICA Jos Barbosa de Oliveira

TERMOTCNICA Normando V. B. Alves

THEKA DO BRASIL Marius B. Rebuzzi

VALE S.A. Pedro Resende Coelho

VBM. PROJ. ASSEC. INSTALAES Ariovaldo da S. Martins


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Lightning protection Part 4: Electrical and electronic systems within structures

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 Organismos de Normalizao Setorial (ABNT/ONS) e das Comisses de Estudo Especiais (ABNT/CEE), so elaboradas 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.

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

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

A ABNT NBR 5419-4 foi elaborada no Comit Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-03), pela Comisso de Estudo de Proteo contra Descargas Atmosfricas (CE-03:064.10). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital n XX, de XX.XX.XXXX a XX.XX.XXXX, com o nmero de Projeto 03:064.10-100/4.

As ABNT NBR 5419-1 (Projeto 03:064.10-100/1), ABNT NBR 5419-2 (Projeto 03:064.10-100/2), ABNT NBR 5419-3 (Projeto 03:064.10-100/3) e ABNT NBR 5419-4 (Projeto 03:064.10-100/4) cancelam e substituem a ABNT NBR 5419:2005.

A aplicao da ABNT NBR 5419 no dispensa o respeito aos regulamentos de rgos pblicos aos quais a instalao deve satisfazer.

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

A ABNT NBR 5419, sob o ttulo geral Proteo contra descargas atmosfricas, tem previso de conter 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


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O Escopo desta Norma Brasileira em ingls o seguinte:

Scope

This part of ABNT NBR 5419 provides information for the design, installation, inspection, maintenance and testing of electrical and electronic system protection (SPM) to reduce the risk of permanent failures due to lightning electromagnetic impulse (LEMP) within a structure.

This part of ABNT NBR 5419 does not cover protection against electromagnetic interference due to lightning, which may cause malfunctioning of internal systems.

However, the information reported in Annex A can also be used to evaluate such disturbances. Protection measures against electromagnetic interference are covered in ABNT NBR 5410 and in the IEC 61000 series.

This part of ABNT NBR 5419 does not deal with detailed design of the electrical and electronic systems themselves.


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Introduo

As descargas atmosfricas como fontes de danos so fenmenos de altssima energia. Descargas atmosfricas liberam centenas de megajoules de energia. Quando comparadas com os milijoules que podem ser suficientes para causar danos aos equipamentos eletrnicos sensveis em sistemas eletroeletrnicos existentes nas estruturas, fica claro que medidas adicionais de proteo so necessrias para proteger alguns destes equipamentos.

A necessidade desta Norma justifica-se pelo crescente custo associado s falhas de sistemas eletroeletrnicos causadas pelos efeitos eletromagnticos das descargas atmosfricas. Particularmente importantes so os sistemas eletrnicos usados no armazenamento e processamento de dados, assim como no controle e segurana de processos para plantas de considervel investimento, tamanho e complexidade (para as quais as consequncias so muito indesejveis por razes de custo e segurana).

As descargas atmosfricas podem causar diferentes tipos de danos em uma estrutura, como definido no PN 03:064.10-100/1.

D1 danos aos seres vivos por choques eltricos;

D2 danos fsicos (fogo, exploso, destruio mecnica, vazamento qumico) devido aos efeitos da corrente das descargas atmosfricas, incluindo centelhamentos;

D3 falhas de sistemas internos devido ao LEMP.

O PN 03:064.10-100/3 trata das medidas de proteo para reduzir os riscos de danos fsicos e perigo de vida, mas no cobre a proteo de sistemas eltricos e eletrnicos.

Esta Parte da Norma fornece as informaes sobre as medidas de proteo para reduzir os riscos de dano permanente de sistemas eletroeletrnicos existentes nas estruturas.

Danos permanentes nos sistemas eletroeletrnicos podem ser causados pelo impulso eletromagntico da descarga atmosfrica (LEMP) por meio de:

surtos conduzidos ou induzidos transmitidos pelos cabos conectados aos sistemas;

os efeitos dos campos eletromagnticos irradiados diretamente para os prprios equipamentos.

Surtos na estrutura podem se originar de fontes externas ou internas prpria estrutura:

surtos com origem externa estrutura so criados por descargas atmosfricas que atingem as linhas entrando na estrutura, ou o solo prximo a elas, e so transmitidos aos sistemas eltricos e eletrnicos dentro da estrutura por meio destas linhas;

surtos com origem interna estrutura so criados por descargas atmosfricas que atingem a prpria estrutura ou o solo prximo a ela.

NOTA Os surtos podem tambm se originar internamente estrutura por efeitos de chaveamento, como, por exemplo, o chaveamento de cargas indutivas.


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O acoplamento pode surgir por diferentes mecanismos:

acoplamento resistivo (por exemplo, a impedncia do subsistema de aterramento ou a resistncia da blindagem dos cabos);

acoplamento pelo campo magntico (por exemplo, causado pelos laos formados pelos cabos dos sistemas eltricos e eletrnicos ou pela indutncia dos condutores de equipotencializao);

acoplamento pelo campo eltrico (por exemplo, causado pelos mastros metlicos das antenas de recepo).

NOTA Os efeitos do acoplamento pelo campo eltrico so geralmente muito pequenos quando comparados ao acoplamento pelo campo magntico e podem ser desprezados.

Campos eletromagnticos irradiados podem ser gerados por:

corrente eltrica que flui no canal das descargas atmosfricas diretas;

corrente parcial da descarga atmosfrica fluindo nos condutores (por exemplo, nos condutores de descida de um SPDA externo de acordo com o PN 03:064.10-100/3 ou em uma blindagem espacial de acordo com esta parte da Norma).


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1 Escopo

Esta Parte da ABNT NBR 5419 fornece informaes para o projeto, instalao, inspeo, manuteno e ensaio de sistemas de proteo eltricos e eletrnicos (Medidas de Proteo contra Surtos MPS) para reduzir o risco de danos permanentes internos estrutura devido aos impulsos eletromagnticos de descargas atmosfricas (LEMP).

Esta Parte da ABNT NBR 5419 no cobre a proteo total contra interferncias eletromagnticas devido s descargas atmosfricas, que podem causar mau funcionamento de sistemas internos.

Entretanto, as informaes relacionadas no Anexo A podem reduzir, de forma satisfatria, os danos aos equipamentos e tambm ser usadas para avaliar tais perturbaes. Medidas de proteo contra interferncias eletromagnticas esto relacionadas tambm na ABNT NBR 5410 e na srie IEC 61000.

Esta Parte da ABNT NBR 5419 no trata em detalhes do projeto dos sistemas eltricos e eletrnicos em si.

2 Referncias normativas

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

ABNT NBR 5410, Instalaes eltricas de baixa tenso

ABNT NBR 6323,Galvanizao de produtos de ao ou ferro fundido Especificao

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

PN 03:064.10-100/1, Proteo contra descargas atmosfricas Parte 1: Princpios gerais

PN 03:064.10-100/2, Proteo contra descargas atmosfricas Parte 2: Gerenciamento de risco

PN 03:064.10-100/3, Proteo contra descargas atmosfricas Parte 3: Danos fsicos a estruturas e perigos vida

ABNT NBR IEC 60079-10-1, Atmosferas explosivas Parte 10-1: Classificao de reas Atmosferas explosivas de gs

ABNT NBR IEC 60079-10-2, Atmosferas explosivas Parte 10-2: Classificao de reas Atmosferas de poeiras combustveis

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

ABNT NBR IEC 61643-1, Dispositivos de proteo contra surtos em baixa tenso Parte 1: Dispositivos de proteo conectados a sistemas de distribuio de energia de baixa tenso Requisitos de desempenho e mtodos de ensaio

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IEC 60664-1, Insulation coordination for equipment within low-voltage systems Part 1: Principles, requirements and tests

IEC 61000-4-9, Electromagnetic compatibility (EMC) Part 4-9: Testing and measurement techniques Pulse magnetic field immunity test

IEC 61000-4-10, Electromagnetic compatibility (EMC) Part 4-10: Testing and measurement techniques Damped oscillatory magnetic field immunity test Basic EMC Publication

IEC 61643-12, Low-voltage surge protective devices Part 12: Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems Selection and application principles

IEC 61643-21, Low-voltage surge protective devices Part 21: Surge protective devices connected to telecommunications and signalling networks Performance requirements and testing methods

IEC 61643-22, Low-voltage surge protective devices Part 22: Surge protective devices connected to telecommunications and signalling networks Selection and application principles

3 Termosedefinies

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

3.1 sistema eltricosistema que incorpora componentes de alimentao em baixa tenso

3.2 sistema eletrnicosistema que incorpora os componentes de uma instalao eltrica de sinal, por exemplo, equipamentos eletrnicos de telecomunicaes, controladores microprocessados, sistemas de instrumentao, sistemas de rdio, instalaes de eletrnica de potncia

3.3 sistemas internossistemas eltricos e eletrnicos dentro de uma estrutura

3.4 proteo contra descargas atmosfricas PDAsistema completo para proteo de estruturas contra as descargas atmosfricas, incluindo seus sistemas internos e contedo, assim como as pessoas, em geral consistindo em um SPDA e MPS

NOTA Consiste nos sistemas externo e interno de proteo contra descargas atmosfricas.

3.5 sistema de proteo contra descargas atmosfricas SPDAsistema utilizado para reduzir danos fsicos devido s descargas atmosfricas diretas em uma estrutura

NOTA Consiste nos sistemas externo e interno de proteo contra descargas atmosfricas.

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3.6 pulso eletromagntico devido s descargas atmosfricas (LEMP)todos os efeitos eletromagnticos causados pela corrente das descargas atmosfricas por meio de acoplamento resistivo, indutivo e capacitivo, que criam surtos e campos eletromagnticos irradiados

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

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

NOTA Para o objetivo desta Parte da ABNT NBR 5419, somente a suportabilidade tenso impulsiva entre condutores vivos e o aterramento considerada.

3.9 nvel de proteo contra descargas atmosfricas NPnmero associado a um conjunto de parmetros da corrente da descarga atmosfrica para garantir que os valores especificados em projeto no estejam superdimensionados ou subdimensionados quando da ocorrncia de uma descarga atmosfrica

NOTA O nvel de proteo contra descargas atmosfricas utilizado para se projetar as medidas de proteo de acordo a um conjunto relevante de parmetros das descargas atmosfricas.

3.10 zona de proteo contra descarga atmosfrica raio ZPRzona onde o ambiente eletromagntico causado pelo raio definido

NOTA A fronteira entre as zonas de uma ZPR no necessariamente uma fronteira fsica (por exemplo, paredes, cho e teto).

3.11 medidas de proteo contra surtos causados por LEMP MPSconjunto de medidas tomadas para proteger os sistemas internos contra os efeitos causados por LEMP

3.12 blindagem espacial em forma de gradeblindagem magntica caracterizada por aberturas

NOTA Para um edifcio ou uma sala, a blindagem preferencialmente construda pela interconexo dos elementos naturais da estrutura (por exemplo, barras do concreto armado, molduras e suportes metlicos).

3.13 subsistema de aterramentoparte de um SPDA externo que tem como objetivo conduzir e dispersar a descarga atmosfrica no solo


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3.14 ligaesequipotenciaisemrederede de interconexes de todas as partes condutoras da estrutura e dos sistemas internos (condutores vivos excludos) para um barramento de aterramento

3.15 sistema de aterramentosistema completo que combina o subsistema externo de aterramento e o sistema de equipotencializao. definido tambm como o conjunto de todos os eletrodos e condutores de aterramento, interligados ou no, assim como partes metlicas que atuam direta ou indiretamente com a funo de aterramento, como torres e prticos, armaduras de edificaes, capas metlicas de cabos, tubulaes etc.

3.16 dispositivo de proteo contra surtos DPSdispositivo destinado a limitar as sobretenses e desviar correntes de surto. Contm pelo menos um componente no linear

3.17 DPS ensaiado com Iimp DPS que em ensaios suporta correntes impulsivas parciais das descargas atmosfricas Iimp com forma de onda tpica 10/350 s

NOTA Para linhas eltricas de energia, uma corrente de ensaio adequada Iimp definida para ensaio no tipo I segundo procedimento descrito na ABNT NBR IEC 61643-1.

3.18 DPS ensaiado com Iin DPS que suporta correntes induzidas de surto com uma forma de onda tpica 8/20 s. No ensaio, exige-se uma corrente impulsiva correspondente a In

NOTA Para linhas de energia uma corrente de ensaio adequada In definida para ensaio na classe 2 segundo procedimento descrito na ABNT NBR IEC 61643-1.

3.19 DPS ensaiado com uma onda combinadaDPS que suporta correntes induzidas de surto com uma forma de onda tpica 8/20 s. No ensaio exige-se uma corrente impulsiva correspondente a Isc

NOTA Para linhas eltricas de energia uma combinao adequada de ondas definida para ensaio na classe 3 segundo o procedimento descrito na ABNT NBR IEC 61643-1 definindo a tenso de circuito aberto UOC 1,2/50 s e a corrente de curto circuito ISC 8/20 s de um gerador de ondas combinadas com relao-limite entre estes parmetros de 2 .

3.20 DPS tipo comutador de tensoDPS que possui alta impedncia em condies normais, mas que em resposta a um surto de tenso sofre uma mudana brusca nesta impedncia para um valor muito baixo

NOTA 1 Exemplos comuns de componentes usados como dispositivos comutadores de tenso incluem centelhadores, centelhadores encapsulados a gs, tiristores (retificadores controlados de silcio) e triacs. Estes DPS so algumas vezes chamados de centelhadores.

NOTA 2 Um dispositivo comutador de tenso tem uma caracterstica tenso/corrente descontnua.


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3.21 DPS tipo limitador de tensoDPS que tem uma alta impedncia em condies normais, mas ir reduzir-se continuamente com o aumento da tenso e corrente do surto

NOTA 1 Exemplos comuns de componentes usados como dispositivos no lineares so varistores e diodos supressores.

NOTA 2 Um dispositivo limitador de tenso tem uma caracterstica tenso/corrente contnua.

3.22 DPS tipo combinadoDPS que incorpora componentes com ambas as caractersticas (comutador e limitador de tenso) e, portanto, pode apresentar comportamento como comutador de tenso, limitador de tenso, ou ambos, dependendo das caractersticas da tenso aplicada

3.23 coordenao de DPSDPS adequadamente selecionados, coordenados e instalados para formar um conjunto que visa reduzir falhas dos sistemas internos

3.24 interfaces isolantesdispositivos que so capazes de reduzir surtos conduzidos nas linhas que adentram as zonas de proteo contra os raios (ZPR)

3.25 equipotencializaoconjunto de medidas que visa a reduo das tenses nas instalaes causadas pelas descargas atmosfricas a nveis suportveis para essas instalaes e equipamentos por elas servidos, alm de reduzir riscos de choque eltrico. Tais medidas consistem tipicamente em ligaes entre partes metlicas das instalaes e destas ao SPDA, direta ou indiretamente (por meio de DPS), envolvendo massas metlicas de equipamentos, condutores de proteo, malhas de condutores instaladas sob ou sobre equipamentos sensveis, blindagens de cabos e condutos metlicos, elementos metlicos estruturais, tubulaes metlicas entre outros

NOTA Rigorosamente, equipotencializao um conceito que somente se aplica em corrente contnua ou, de forma aproximada, em baixas frequncias. Para as componentes de frequncias mais altas das correntes das descargas atmosfricas, algumas das medidas tipicamente empregadas com finalidade de equipotencializao 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 para condutores cilndricos de bitolas usuais em instalaes eltricas). Medidas como o uso de cabos blindados, o encaminhamento de cabos por condutos metlicos ou prximos a grandes estruturas condutoras so geralmente mais eficientes e espacialmente mais abrangentes em alta frequncia. A noo de equipotencializao de modo genrico, porm, til no controle da sobretenso durante a parte em que a progresso do impulso de corrente da descarga mais lenta, sobretenso esta que pode estar associada a elevados nveis de energia por conta da longa durao.


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4 Projeto e instalao das medidas de proteo contra surtos (MPS)

4.1 Princpios gerais

Sistemas eltricos e eletrnicos esto sujeitos a danos devido a impulsos eletromagnticos causados pelas descargas atmosfricas (LEMP). Portanto, para evitar danos nos sistemas internos, necessria a adoo de MPS.

A proteo contra LEMP baseada no conceito de zonas de proteo contra raios (ZPR): o volume contendo sistemas que devem ser protegidos deve ser dividido em ZPR. Estas zonas so teoricamente associadas parte do espao (ou de um sistema interno) onde a severidade do LEMP compatvel com a suportabilidade dos sistemas internos existentes (Figura 1). As sucessivas zonas so caracterizadas por significativas mudanas na severidade no LEMP. A fronteira de uma ZPR definida pelas medidas de proteo empregadas (Figura 2).

Equipotencializao de linhas de servios que entram. Diretamente ou por meio de DPS

ZPR 0 Antena

Mastro ou guarda-corpo

Fronteira de ZPR 2

ZPR 1 ZPR 2Fronteira de ZPR 1

Equipamento

Linha eltrica de energia

Linha de telecomunicao line

Equipotencializao local

Tubulao de gua i

IEC 2762/10

IEC 2702/10

NOTA A Figura 1 mostra um exemplo de diviso de uma estrutura dentro de ZPR internas. Todos os servios entrando na estrutura so equipotencializados por meio de barras de equipotencializao na fronteira de ZPR 1. Ainda, os servios por meio de partes condutoras entrando em ZPR 2 (por exemplo, salas de computadores) so equipotencializados por meio de barras de equipotencializao em ZPR 2.

Figura 1 Princpios gerais para a diviso de diferentes ZPR


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I0 , H0

U1 , I1

LPZ 0

ZPR 2

ZPR 1

DPS (EL)

DPS (EP)

U2 , I2 U0 , I0

H2

H1

H0

SPDA + Blindagem ZPR 1

Blindagem ZPR 2

Equipamento (objeto vulnervel

a danos)

Invlucro Corrente parcial da descarga atmosfrica

IEC 2763/10

LegendaEP equipotencializao principalEL equipotencializao local

a) MPS usando blindagem espacial e um sistema coordenado de DPS Equipamentos bem protegidos contra surtos conduzidos (U2

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DPS (EP)

I0, H0

H2

U2, I2

U0, I0

H0

H2

SPDA (nenhuma blindagem ZPR 0

ZPR 1

ZPR 2

Equipamento

(objeto vulnervel a danos)

Invlucro blindado ou chassis etc.

Corrente parcial da descarga atmosfrica

IEC 2765/10

Legenda

EP equipotencializao principal

c) MPS usando linhas internas blindadas e proteo por meio de DPSs na entrada de ZPR 1 Equipamentos protegidos contra surtos conduzidos (U2

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I0, H0

H0

DPS (EP)

U2, I2 U1, I1 U0, I0

H0

DPS (EL)

DPS (ES)

SPDA (nenhuma blindagem)

ZPR 0

ZPR 1

Equipamento (objeto vulnervel

a danos)

Invlucro Corrente parcial da descarga atmosfrica

ZPR 2

IEC 2766/10

Legenda

EP equipotencializao principal EL equipotencializao local ES equipotencializao suplementar

Fronteiras blindadas Fronteiras no blindadas

d) MPS usando apenas um sistema coordenado de DPS Equipamento protegido contra surtos conduzidos (U2

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Para a proteo contra os efeitos de surtos conduzidos ou induzidos, sendo transmitidos para os equipamentos por meio de conexes por cabos, devem ser usadas MPS consistindo em um sistema coordenado de DPS.

Falhas devido a campos eletromagnticos irradiados diretamente para os equipamentos podem ser consideradas desprezveis se os equipamentos atenderem s normas de EMC do produto, pertinentes s emisses em radiofrequncia e imunidades.

Em geral, os equipamentos devem atender as normas de EMC do produto, portanto MPS consistindo em uma coordenao de DPS so normalmente consideradas suficientes para proteger tais equipamentos contra os efeitos do LEMP.

Para equipamentos que no atendem s normas de EMC do produto, MPS consistindo apenas em uma coordenao de DPS so consideradas inadequadas para proteger tais equipamentos contra os efeitos de LEMP. Neste caso, o Anexo A fornece mais informaes sobre como alcanar melhor proteo contra campos eletromagnticos atingindo diretamente os equipamentos. A suportabilidade dos equipamentos quanto a campos magnticos deve ser selecionada de acordo com a IEC 61000-4-9 e IEC 61000-4-10.

Se necessrio, para aplicaes especificas, sistemas simulados para ensaio que incluam os DPS, condutores da instalao e os atuais equipamentos podem ser ensaiados em laboratrio para verificar coordenao de suportabilidade.

4.2 Projeto de MPS

MPS podem ser projetadas para a proteo de equipamentos contra surtos e campos eletromagnticos. A Figura 2 fornece alguns exemplos de MPS usando medidas de proteo como SPDA, blindagens eletromagnticas e a coordenao de DPS:

a) MPS empregando blindagens espaciais em forma de grade e a coordenao de DPS protegem contra campos eletromagnticos irradiados e surtos conduzidos (ver Figura 2a). Sucessivas blindagens espaciais em forma de grade e DPS coordenados podem reduzir o campo eletromagntico e os surtos a um nvel mais baixo de ameaa;

b) MPS empregando uma blindagem espacial em forma de grade em ZPR 1 e um DPS na entrada da ZPR 1 podem proteger equipamentos contra campos magnticos irradiados e contra surtos conduzidos (Figura 2b);

NOTA 1 A proteo pode no ser suficiente se o campo magntico permanecer muito alto (devido baixa efetividade da blindagem em ZPR 1), ou se a intensidade do surto permanecer muito alta (devido ao alto nvel de proteo do DPS e aos efeitos da induo nos cabos a jusante do DPS).

c) MPS usando linhas blindadas, combinadas com invlucros blindados dos equipamentos protegem contra campos magnticos irradiados. O DPS na entrada de ZPR 1 providencia proteo contra surtos conduzidos (ver Figura 2c)). Para alcanar um menor nvel de ameaa (entre as ZPR 0 e ZPR 2), DPS adicionais podem ser necessrios (por exemplo, estgios adicionais internos coordenados entre si) para alcanar um nvel de proteo suficientemente baixo;

d) MPS usando coordenao de DPS somente so adequadas para proteger equipamentos que no so sensveis a campos magnticos irradiados, j que os DPS somente fornecem proteo contra surtos conduzidos (ver Figura 2d). Um nvel mais baixo de ameaas de surto pode ser alcanado utilizando DPS coordenados.


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NOTA 2 Solues de acordo com as Figuras 2a) a c) so recomendadas especialmente para equipamentos que no atendem s normas EMC pertinentes para produtos.

NOTA 3 Um SPDA de acordo com a PN 03:064.10-100/3 que emprega somente DPS para ligao equipotencial pode no fornecer proteo eficaz contra danos em sistemas eltricos e eletrnicos sensveis. O SPDA pode aumentar sua eficincia ao reduzir as dimenses da malha e selecionar DPS adequados, fazendo-os uma parte efetiva das MPS.

4.3 Zonas de proteo contra raios (ZPR)

Com relao ameaa de descargas atmosfricas, so definidas as seguintes ZPR (ver PN 03:064.10-100/1):

4.3.1 Zonas externas:

a) ZPR 0 zona onde a ameaa devido a no atenuao do campo eletromagntico da descarga atmosfrica e onde os sistemas internos podem ser sujeitos s correntes de surto totais ou parciais. A ZPR 0 subdividida em:

b) ZPR 0A zona onde a ameaa devido descarga atmosfrica direta e a totalidade do campo eletromagntico gerado por esta descarga. Os sistemas internos podem estar sujeitos totalidade da corrente de surto;

c) ZPR 0B zona protegida contra as descargas atmosfricas diretas, mas onde a ameaa causada pela totalidade do campo eletromagntico. Os sistemas internos podem estar sujeitos s correntes de surto parciais.

4.3.2 Zonas internas (protegidas contra descargas atmosfricas diretas):

a) ZPR 1: zona onde a corrente de surto limitada pela distribuio das correntes e interfaces isolantes e/ou por DPS ou blindagem espacial instalados na fronteira das zonas. Blindagens espaciais em formas de grade podem atenuar significativamente o campo eletromagntico;

b) ZPR 2n: zona onde a corrente de surto pode ser ainda mais limitada pela distribuio de correntes e interfaces isolantes e/ou por DPS adicionais nas fronteiras entre as zonas mais internas. Blindagens adicionais podem ser usadas para atenuao adicional do campo eletromagntico gerado pela descarga atmosfrica.

As ZPR so implantadas pela instalao das MPS, por exemplo, instalao de um sistema coordenado de DPS e/ou blindagem eletromagntica (ver Figura 2). Dependendo do nmero, tipo e suportabilidade dos equipamentos protegidos, ZPR adicionais podem ser definidas. Estas podem incluir menores zonas internas localizadas (por exemplo, invlucros metlicos dos equipamentos) ou zonas maiores (por exemplo, a estrutura completa) (ver Figura 2 b).

A interconexo de ZPR de mesma ordem pode ser necessria se duas estruturas separadas so conectadas por linhas eltricas de energia ou de sinal, ou se desejar reduzir o nmero de DPS utilizados (ver Figura 3).


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Correntes parciais da descarga atmosfrica

ZPR 1 ZPR 0

a

b

ZPR 1

ZPR 1 ZPR 1 ZPR 0 0PZ 0

I2DPS

I1

DPS

I2

I2

I2 I1

IEC 2768/10

IEC 2767/10

NOTA Figura 3-a) mostra duas ZPR 1 conectadaspor linhas eltricas (de energia ou de sinal).Recomenda-se cuidados adicionais se ambas ZPR 1representam estruturas separadas com sistemas deaterramento separados, espaados dezenas oucentenas de metros entre si. Neste caso, uma grandeparcela da corrente da descarga atmosfrica pode fluirpelas linhas conectadas que no estiverem protegidas.

NOTA Figura 3-b) mostra que este problema pode ser resolvido usando cabos blindados ou dutos blindados interconectando ambas ZPR 1, providenciando que as blindagens sejam capazes de conduzir uma parcela da corrente da descarga atmosfrica. O DPS pode ser eliminado se a queda de tenso ao longo das blindagens no for muito alta.

onde

I1, I2 Correntes parciais da descarga atmosfrica.

onde

I1, I2 Correntes parciais da descarga atmosfrica.

a) Interligando duas ZPR 1 usando DPS

b) Interligando duas ZPR 1 usando cabos blindados ou dutos blindados


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c

d

ZPR 1

ZPR 1

ZPR 2

ZPR 2

ZPR 2

ZPR 2

DPS DPS

IEC 2768/10

IEC 2769/10

NOTA A Figura 3-c) mostra duas ZPR 2 conectadas por linhas eltricas (de energia ou de sinal). Devido s linhas estarem expostas no nvel de ameaa da ZPR 1, DPS na entrada de cada ZPR 2 so necessrios.

NOTA A Figura 3-d) mostra que tais interferncias podem ser evitadas e os DPS podem ser omitidos, se cabos ou dutos blindados forem utilizados para interligar ambas ZPR 2.

c) Interligando-se duas ZPR usando DPS

d) Interligando-se duas ZPR 2 usando cabos blindados ou dutos blindados

Figura 3 Exemplos para interligao de ZPR

Avaliao detalhada do ambiente eletromagntico em uma ZPR descrita no Anexo A.


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NOTA Figura 4-a) mostra uma estrutura alimentada por um transformador. Se o transformador localizado fora da estrutura, somente a linha de baixa tenso entrando na estrutura requer proteo por meio de um DPS.

NOTA Se o transformador localizado dentro da estrutura e no tem um DPS instalado no lado MT (uma vez que ao proprietrio da edificao frequentemente no permitido adotar medidas no lado da mdia tenso), ento a Figura 4-b) se aplica. A Figura 4-b) mostra que o problema pode ser resolvido por se estender a ZPR 0 dentro da ZPR 1, o que novamente requer que DPS sejam instalados apenas no lado de baixa tenso.

a) Transformador fora da estrutura (dentro de ZPR 0)

b) Transformador dentro da estrutura (ZPR 0 estendido dentro de ZPR 1)

a

ZPR 1

DPS

ZPR 0

b

ZPR 1

ZPR 0

ZPR 0

DPS

IEC 2771/10 IEC 2770/10

c

ZPR 1

d

DPS

ZPR 1

ZPR 2 ZPR 2

DPS DPS

IEC 2773/10 IEC 2772/10

NOTA Figura 4-c) mostra uma ZPR 2 alimentada por uma linha eltrica de energia ou sinal. Esta linha necessita 2 DPS coordenados: um na fronteira das ZPR 0/1, o outro na fronteira das ZPR 1/2.

NOTA Figura 4-d) mostra que uma linha pode entrar imediatamente na ZPR 2 e, nessa condio, (se a ZPR 2 estendida para a ZPR 1 usando cabos blindados ou dutos blindados para cabos) somente um DPS necessrio. Entretanto, este DPS precisa ser compatvel para reduzir a ameaa imediatamente ao nvel da ZPR 2.

c) So necessrios 2DPSs coordenados DPS (entre as zonas 0/1) e DPS (entre

zonas 1/2)

d)Somente um DPS necessrio DPS (entre as zonas ZPR 0/2)

(ZPR 2 estendido dentro de ZPR 1)

Figura 4 Exemplos para ZPR estendidas

4.4 MPS Bsicas

As medidas bsicas de proteo contra LEMP incluem os itens a seguir:

4.4.1 Aterramento e equipotencializao (ver Seo 5)

O sistema de aterramento conduz e dispersa as correntes da descarga atmosfrica para o solo.

A rede de equipotencializao minimiza as diferenas de potencial e pode reduzir o campo magntico.


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4.4.2 Blindagem magntica e roteamento das linhas (ver Seo 6)

Blindagens espaciais atenuam os campos magnticos dentro da ZPR, decorrentes de descargas atmosfricas diretas ou prximas estrutura, e reduzem internamente os surtos.

Blindagem de linhas internas, utilizando cabos blindados ou os dutos blindados, minimiza surtos induzidos internamente.

Roteamento de linhas internas pode minimizar laos de induo e reduzir surtos.

NOTA 1 Blindagem espacial, blindagem e roteamento de linhas internas podem ser usadas combinadas ou separadamente.

Blindagem de linhas externas entrando na estrutura limita os surtos conduzidos para dentro dos sistemas internos.

4.4.3 Coordenao de DPS (ver Seo 7)

Um sistema coordenado de DPS minimiza os efeitos de surtos originados interna ou externamente.

4.4.4 Interfaces isolantes (ver Seo 8)

Interfaces isolantes minimizam os efeitos de surtos em linhas entrando na ZPR.

Aterramento e equipotencializao devem sempre ser assegurados, particularmente a equipotencializao de todos os condutores de servio diretamente ou por meio do uso de DPS, no ponto de entrada da estrutura.

Outras MPS podem ser utilizadas sozinhas ou combinadas.

MPS devem suportar o desgaste operacional esperado no local da instalao (por exemplo, desgaste de temperatura, umidade, atmosfera corrosiva, vibrao, tenso e corrente).

A seleo das MPS mais adequadas deve ser feita usando um mtodo de anlise de risco de acordo com o PN 03:064.10-100/2, levando em conta fatores tcnicos e econmicos.

Informaes prticas sobre a implementao de MPS para sistemas internos em estruturas existentes so fornecidas no Anexo B.

NOTA 2 Ligaes equipotenciais de acordo com o PN 03:064.10-100/3 protege apenas contra centelhamentos perigosos. A proteo contra surtos de sistemas internos requer uma coordenao de DPS de acordo com esta Norma.

NOTA 3 Informaes adicionais sobre a implementao de MPS podem ser obtidas na ABNT NBR 5410.


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5 Aterramento e equipotencializao


Aterramento e equipotencializao adequados esto baseados em um sistema combinado (ver Figura 5):

a) o subsistema de aterramento (dispersando as correntes da descarga atmosfrica no solo), e

b) a malha de equipotencializao (minimizando as diferenas de potencial e reduzindo o campo magntico).

Interligao para equipotencializao

Subsistema de aterramento

IEC 2774/10

NOTA Todos os condutores desenhados so elementos metlicos estruturais equipotencializados ou condutores de equipotencializao. Alguns deles podem servir para interceptar, conduzir e dispersar a corrente da descarga atmosfrica para a terra.

Figura 5 Exemplo de um sistema de aterramento tridimensional consistindo em uma rede de equipotencializao, interligada com o subsistema de aterramento


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5.2 Subsistema de aterramento

O subsistema de aterramento deve atender ao PN 03:064.10-100/3.

Tanto o eletrodo em forma de anel ao redor da estrutura quanto o eletrodo natural usando as armaduras do concreto das fundaes devem ser interligados. Eventuais mdulos internos podem ser considerados para minimizar tenses superficiais indesejveis. A Figura 6 mostra o exemplo de uma malha com largura de, tipicamente 5 m.

3

2

1

1

4

IEC 2775/10

Legenda

1 edificao com uma rede reforada em forma de malha

2 torre no interior da planta

3 equipamento autnomo

4 bandeja de cabos

Figura 6 Subsistema de aterramento em forma de malha de uma planta


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Para reduzir as diferenas de potencial entre dois sistemas internos, os quais possam ser referenciados em alguns casos especiais para separar sistemas de aterramento, os seguintes mtodos podem ser aplicados:

a) vrios condutores de equipotencializao em paralelo percorrendo os mesmos caminhos que os cabos eltricos, ou os cabos instalados nos dutos de concreto armado em grade (ou eletroduto metlico contnuo e equipotencializado) os quais foram integrados em ambos subsistemas de aterramento;

b) cabos blindados com blindagem de seo adequada e equipotencializada aos sistemas de aterramento separados em cada extremidade.

5.3 Ligao equipotencial

Uma ligao equipotencial de baixa impedncia necessria para minimizar diferenas de potencial perigosas entre todos os equipamentos dentro da ZPR. Ainda, tais ligaes equipotenciais tambm podem reduzir os efeitos do campo magntico (ver Anexo A)

Isto pode ser realizado por uma malha que interliga elementos condutores da estrutura, ou partes de sistemas internos, e pela ligao de partes metlicas ou servios condutores no limite de cada ZPR, diretamente ou usando DPS adequados.

A rede de equipotencializao pode ser arranjada como uma malha tridimensional. Para este objetivo so necessrias mltiplas interligaes dos componentes metlicos da estrutura como concreto armado, trilhos do elevador, guindastes, telhados e fachadas metlicas, armaes metlicas de fachadas, portas e pisos, tubulaes e bandejas de cabos. Barramentos de equipotencializao (barras de equipotencializao em anel ou vrias barras de equipotencializao em nveis diferentes da estrutura) e blindagens magnticas da ZPR devem ser interligados da mesma forma.

Partes condutoras (por exemplo, gabinetes, caixas, armrios) e o condutor de proteo (PE) dos sistemas internos devem ser conectados ao sistema de equipotencializao de acordo com as seguintes configuraes (ver Figura 7):


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S M

MMSS

ERP

Configurao bsica

Integrao na interligao para

equipotencializao

Configurao estrelaS

Configurao em malha M

IEC 2778/10

Legenda barra para equipotencializao condutor para equipotencializao equipamento ponto de conexo para interligao para equipotencializao

ERP ponto de referncia para o sistema de aterramento SS configurao em estrela, integrada em um ponto estrela

MM configurao em malha integrada em uma malha

Figura 7 Integrao de partes condutoras de sistemas internos em uma interligao para equipotencializao

Se a configurao S usada, todos os componentes metlicos (por exemplo, gabinetes, caixas, armrios) dos sistemas internos devem ser isolados do sistema de aterramento. A configurao S deve ser integrada ao sistema de aterramento apenas por uma nica barra de equipotencializao atuando como ponto de referncia do aterramento (ERP) resultando no tipo SS. Quando a configurao S utilizada, todas as linhas entre os equipamentos individuais devem correr paralelamente entre si e prximos aos condutores de equipotencializao conforme uma configurao em estrela para evitar laos de induo. A configurao S pode ser utilizada onde sistemas internos esto localizados em zonas relativamente pequenas e todas as linhas entram nesta zona no mesmo ponto.


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Se a configurao M utilizada, os componentes metlicos (por exemplo, gabinetes, caixas, armrios) dos sistemas internos no sero isolados do sistema de aterramento, mas devem ser integrados em mltiplos pontos de equipotencializao, resultando em o tipo MM. A configurao M preferida para sistemas internos estendidos sobre zonas relativamente amplas ou sobre uma estrutura inteira, onde muitas existem entre partes do equipamento, e onde as linhas entram na estrutura em vrios pontos.

Em sistemas complexos, as vantagens de ambas as configuraes (configuraes M e S) podem ser combinadas como ilustrado na Figura 8, resultando na combinao 1 (SS combinado com MM) ou na combinao 2 (MS combinado com MM).

Legenda interligao para equipotencializao

condutor para equipotencializao equipamento ponto de conexo para interligao para equipotencializao



MS configurao em malha integrada em um ponto estrela

Combinao 1 Combinao 2

Integrao em interligaes

paraequipotencializao

MM

ERP ERP

MM

SS MS

IEC 2779/10

Figura 8 Combinao de mtodos de integrao de partes condutivas de sistemas internos na interligao para equipotencializao

Combinao 2

ERP

MMMS

IEC 2779/10


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Se a configurao M utilizada, os componentes metlicos (por exemplo, gabinetes, caixas, armrios) dos sistemas internos no sero isolados do sistema de aterramento, mas devem ser integrados em mltiplos pontos de equipotencializao, resultando em o tipo MM. A configurao M preferida para sistemas internos estendidos sobre zonas relativamente amplas ou sobre uma estrutura inteira, onde muitas existem entre partes do equipamento, e onde as linhas entram na estrutura em vrios pontos.

Em sistemas complexos, as vantagens de ambas as configuraes (configuraes M e S) podem ser combinadas como ilustrado na Figura 8, resultando na combinao 1 (SS combinado com MM) ou na combinao 2 (MS combinado com MM).

Legenda interligao para equipotencializao

condutor para equipotencializao equipamento ponto de conexo para interligao para equipotencializao



MS configurao em malha integrada em um ponto estrela

Combinao 1 Combinao 2

Integrao em interligaes

paraequipotencializao

MM

ERP ERP

MM

SS MS

IEC 2779/10

Figura 8 Combinao de mtodos de integrao de partes condutivas de sistemas internos na interligao para equipotencializao

Combinao 2

ERP

MMMS

IEC 2779/10

5.4 Barras de equipotencializao

5.4.1 Barras de equipotencializao devem ser instaladas para reduo de tenso entre:

a) todos os condutores de servios que adentram uma ZPR (diretamente ou por meio de DPS adequados);

b) o condutor de proteo PE;

c) componentes metlicos dos sistemas internos (por exemplo, gabinetes, invlucros, racks);

d) a blindagem magntica da ZPR na periferia e dentro da estrutura.

5.4.2 Para equipotencializao eficiente, as seguintes regras de instalao so importantes:

a) a base para todas as medidas de equipotencializao uma baixa impedncia da rede a ser equipotencializada;

b) barras de equipotencializao devem ser conectadas ao sistema de aterramento por rota mais curta e retilnea possvel;

c) materiais e dimenses das barras e condutores de equipotencializao devem estar de acordo com 5.6;

d) DPS podem ser instalados de tal forma que utilizem as conexes mais curtas possveis barra de equipotencializao e tambm aos condutores vivos, de forma a minimizar as quedas de tenso indutivas;

e) no lado protegido do circuito (aps o DPS), os efeitos de induo mtua devem ser minimizados, por meio da diminuio da rea do lao ou pela utilizao de cabos blindados ou dutos blindados.

5.5 Equipotencializao na fronteira de uma ZPR

Onde uma ZPR definida, a equipotencializao deve ser providenciada para todas as partes metlicas e servios (por exemplo, tubulaes metlicas, linhas eltricas de energia e de sinal), penetrando na fronteira da ZPR.

NOTA Recomenda-se que a equipotencializao dos servios entrando na ZPR 1 seja discutida com os provedores das redes envolvidas (por exemplo, responsveis pela energia eltrica ou telefonia), para evitar conflitos entre recomendaes.

A equipotencializao deve ser realizada por meio de barras de equipotencializao, que so instaladas to prximas quanto possvel do ponto de entrada na fronteira.

Onde for possvel, os servios entrando na estrutura devem entrar na ZPR nos mesmos locais e serem conectados na mesma barra de equipotencializao. Se existem servios entrando na mesma ZPR em diferentes locais, ento cada servio deve ser conectado a uma barra de equipotencializao e estas barras devem ser conectadas juntas. Para realizar este objetivo, recomendado utilizar uma barra de equipotencializao em forma de anel (anel condutor).


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Ligaes equipotenciais por meio de DPS so sempre necessrias nas entradas das ZPR para equipotencializar as linhas que entram na ZPR e so conectadas aos sistemas internos nesta zona na barra de equipotencializao. Interconectar as ZPR ou estend-las pode reduzir o nmero de DPS necessrios.

Cabos blindados ou dutos para cabos metlicos interconectados, equipotencializados em cada fronteira da ZPR, podem ser utilizados para interconectar vrias ZPR de uma mesma ordem para uma juno de zonas, ou para estender uma ZPR para a prxima fronteira.

5.6 Materiaisedimensesdoscomponentesdeequipotencializao

Materiais, dimenses e condies de utilizao devem atender ao PN 03:064.10-100/3. A seo transversal mnima para componentes da equipotencializao deve atender Tabela 1.

Conectores devem ser dimensionados de acordo com os valores da descarga atmosfrica dos NP (ver PN 03:064.10-100/1) e a anlise da diviso das correntes (ver PN 03:064.10-100/3).

DPS devem ser dimensionados de acordo com a Seo 7.

Tabela 1 Seo transversal mnima para componentes da equipotencializao

Componentes da equipotencializao MaterialaSeo

transversalb mm2

Barras de equipotencializao Cobre e

Condutores para conexo de barras de equipotencializao para o subsistema de aterramento

CobreAo

5080

Condutores para conexo entre barras de equipotencializao (conduzindo a totalidade ou uma parte significativa da corrente da descarga atmosfrica)

CobreAluminio

Ao

162550

Condutores para conexo de partes metlicas internas da instalao para as barras de equipotencializao (conduzindo uma parcela da corrente de raio)

CobreAluminio

Ao

61016

Condutores de aterramento para os DPS (conduzindo a totalidade ou parte significativa da corrente da descarga atmosfrica)c

Tipo ITipo IITipo IIIOutros DPSd

Cobre

166

2,51

a Outros materiais utilizados devem ter seo transversal assegurando resistncia mecnica e condutncia equivalentes.

b Retirado pela CE.c Para DPS usados em aplicaes de energia, informaes adicionais de condutores para conexo so

fornecidas em ABNT NBR 5410:2004, 6.3.5.d Incluindo DPS usados em sistemas de sinal.e A barra de equipotencializao deve ser constituda de uma barra chata de cobre nu, de largura

maior ou igual a 25 mm, espessura maior ou igual a 3 mm e comprimento suficiente para suportar o nmero de conexes.


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6 Blindagem magntica e roteamento de linhas


Blindagens magnticas podem reduzir o campo eletromagntico assim como a intensidade dos surtos induzidos internamente. Um roteamento adequado das linhas internas tambm pode minimizar a intensidade dos surtos induzidos internamente. Ambas as medidas so eficazes em reduzir falhas permanentes de sistemas internos.

6.2 Blindagem espacial

A blindagem espacial define zonas protegidas, que podem cobrir toda a estrutura, uma parte dela, um cmodo ou apenas o gabinete do equipamento. Estas blindagens podem ser em forma de grade, blindagens metlicas contnuas ou compreender os componentes naturais da prpria estrutura (ver PN 03:064.10-100/3).

Blindagens espaciais so aconselhveis onde for mais prtico e til proteger uma zona especifica da estrutura em vez de vrias partes do equipamento. Blindagens espaciais preferencialmente podem ser providenciadas nos estgios iniciais do projeto de uma nova estrutura ou sistema interno. Reequaoes de instalaes existentes normalmente resultam em custos mais altos e maiores dificuldades tcnicas.

6.3 Blindagem de linhas internas

Blindagens podem se restringir ao cabeamento e equipamentos do sistema a ser protegido; blindagem metlica dos cabos, dutos metlicos fechados dos cabos e gabinetes metlicos dos equipamentos so usados para este proposito.

6.4 Roteamento de linhas internas

Um roteamento adequado das linhas internas minimiza os laos de induo e reduz a criao de surtos de tenso dentro da estrutura. A rea do lao pode ser reduzida por rotear os cabos junto aos componentes naturais da estrutura que foram aterrados e / ou por rotear juntas as linhas eltricas de energia e sinal.

NOTA Pode ainda ser necessrio distanciar as linhas de energia e linhas de sinal no blindadas para evitar interferncias.

6.5 Blindagem de linhas externas

A blindagem de linhas externas entrando na estrutura inclui a blindagem dos cabos, dutos metlicos fechados e dutos de concreto armado.

A blindagem de linhas externas til, mas quando o proprietrio das linhas externas for um provedor de servios, esta no de responsabilidade do projetista das MPS.

6.6 Materiaisedimensesdasblindagensmagnticas

6.6.1 Na fronteira entre as ZPR 0A e ZPR 1, materiais e dimenses das blindagens eletromagnticas (por exemplo, blindagens em forma de grade, blindagem de cabos e gabinetes de equipamentos) devem atender s prescries do PN 03:064.10-100/3 para condutores do subsistema de captao ou de descida.


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Particularmente:

a) espessura mnima das chapas das partes metlicas, dutos metlicos, eletrodutos e blindagens de cabos devem atender ao PN 03:064.10-100/3, Tabela 3;

b) os desenhos das blindagens em forma de grade e a seo transversal mnima dos seus condutores, devem atender ao PN 03:064.10-100/3, Tabela 6.

6.6.2 Nas dimenses das blindagens magnticas que no se pretenda conduzir correntes da descarga atmosfrica, no necessrio atender s prescries do PN 03:064.10-100/3, Tabelas 3 e 6:

a) na fronteira entre as ZPRs1e2 ou subsequentes, providenciar que a distncia de segurana s entre as blindagens magnticas e o SPDA seja atendida (Ver PN 03:064.10-100/3, 6.3),

b) nas fronteiras de qualquer ZPR, se o nmero de eventos perigosos Nd devido s descargas atmosfricas para a estrutura for desprezvel.

7 Coordenao de DPS

7.1 A proteo contra surtos dos sistemas internos necessita uma abordagem sistemtica consistindo na coordenao de DPS para as linhas de energia e sinal. As regras para a seleo e instalao de um sistema coordenado de DPS so similares para ambos os casos (ver Anexo C).

a) Em MPS utilizando o conceito de zonas de proteo contra raios, com mais do que uma zona interna (ZPR 1, ZPR 2 e zonas adicionais), os DPS devem ser localizados no ponto em que a linha entra em cada ZPR (ver Figura 2).

b) Em MPS usando somente a ZPR 1, um DPS deve ser localizado ao menos no ponto em que a linha entra em ZPR1.

c) Em ambos os casos, DPS adicionais podem ser necessrios se a distncia entre a localizao do DPS e o equipamento a ser protegido considerada longa (ver Anexo C).

7.2 Os requisitos para ensaios dos DPS devem atender :

a) ABNT NBR IEC 61643-1, para sistemas de energia;

b) IEC 6164321; para sistemas de sinal.

7.3 Informaes para a seleo e instalao de um sistema coordenado de DPS esto relacionadas no Anexo C. A seleo e a instalao de um sistema coordenado de DPS tambm devem atender :

a) IEC 61643-12 e ABNT NBR 5410, para proteo de sistemas de energia;

b) IEC 61643-22, para proteo de sistemas de sinal.

7.4 Informaes e orientaes sobre a intensidade dos surtos criados por descargas atmosfricas, com o objetivo de dimensionar DPS em diferentes pontos da instalao em uma estrutura, so fornecidas no PN 03_064.10-100/1, Anexos D e E.


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8 Interfaces isolantes

Interfaces isolantes podem ser usadas para reduzir os efeitos dos LEMP. A proteo das interfaces contra sobretenses, quando necessria, pode ser alcanada usando-se DPS. O valor da suportabilidade das interfaces isolantes e o nvel de proteo dos DPS UP devem ser coordenados com as categorias de sobretenses da IEC 60664-1.

NOTA O escopo desta Parte da norma trata da proteo de equipamentos dentro das estruturas e no com a proteo de estruturas interconectadas para as quais o transformador de isolao pode providenciar algum beneficio.

9 Gerenciamento das MPS


Para alcanar um sistema de proteo eficiente e economicamente vivel, o projeto deve ser desenvolvido durante a concepo inicial da edificao e antes do incio da sua construo. Esta recomendao possibilita otimizar o uso dos componentes naturais da estrutura e escolher o melhor caminho para a passagem dos cabos e para a localizao dos equipamentos.

Para uma reforma de estruturas existentes, o custo das MPS geralmente mais alto do que o custo para novas estruturas. Entretanto, possvel minimizar este custo por uma definio apropriada das ZPR, utilizando ou aperfeioando as ZPR existentes.

Uma proteo adequada pode ser alcanada somente se:

a) as disposies so definidas por um especialista em proteo contra e descargas atmosfricas;

b) existe uma boa coordenao entre os diferentes especialistas envolvidos na construo da edificao e nas MPS (por exemplo, engenheiros civil e eletricista);

c) o plano de gerenciamento de 10.2 seguido.

As MPS devem ser mantidas ao longo do tempo pela inspeo e manuteno peridicas. Aps alteraes relevantes na estrutura ou nas medidas de proteo, uma nova avaliao de risco deve ser realizada.

9.2 Plano de gerenciamento de MPS

O planejamento e coordenao das MPS requer um plano de gerenciamento (ver Tabela 2), que comea com uma anlise inicial de risco (PN 03:064.10-100/2) para determinar as medidas de proteo necessrias para reduzir os riscos para um nvel tolervel. Para alcanar este objetivo, devem ser determinadas as zonas de proteo contra raios.

De acordo com os NP definidos no PN 03:064.10-100/1, e as medidas de proteo adotadas, os seguintes passos devem ser adotados:

a) fornecimento de um sistema de aterramento, compreendendo uma interligao para equipotencializao e um subsistema de aterramento;

b) equipotencializao das partes metlicas externas e linhas metlicas entrando na estrutura ou por meio de DPS;

c) integrao dos sistemas internos em uma interligao para equipotencializao;


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d) implementao de blindagens espaciais combinadas com o roteamento e blindagens das linhas;

e) recomendaes para a coordenao de DPS;

f) determinao das interfaces isolantes adequadas;

g) medidas especiais para estruturas existentes (ver Anexo B), se necessrias.

Aps estas medidas, a relao custo-benefcio das medidas selecionadas deve ser reavaliada e otimizada utilizando novamente o mtodo de anlise de risco.

Tabela 2 PlanoparagerenciamentodeMPSparanovasedificaes eparamudanassignificativasnaconstruoouusodeedificaes

Etapa Objetivo Ao a ser empregadaAnlise inicial de riscoa

Checar a necessidade de proteo para LEMPSelecionar as MPS adequadas, se necessrias, usando o mtodo de avaliao de riscoChecar a reduo dos riscos aps cada sucessiva medida de proteo a ser empregada

Especialista em proteo contra descargas atmosfricas b

Proprietrio

Anlise final de riscosa

A relao custo-benefcio para as medidas de proteo selecionadas deve ser otimizada usando novamente o mtodo de avaliao de riscoComo resultados so definidos: NP e os parmetros das descargas atmosfricas ZPR e suas fronteiras

Especialista em proteo contra descargas atmosfricas b

Proprietrio

Planejamento de MPS

Definio das MPS: medidas para blindagem interligao equipotencial subsistema de aterramento roteamento e blindagem das linhas blindagem dos condutores de servio coordenao de DPS interfaces isolantes

Especialista em proteo contra descargas atmosfricas ProprietrioArquitetoProjetistas dos sistemas internosProjetistas de outras instalaes consideradas relevantes

Projeto de MPS Desenhos e descries geraisRelao das medidas propostasDesenhos detalhados e cronogramas para a instalao

Escritrios de engenharia


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Etapa Objetivo Ao a ser empregadaInstalao de MPS, incluindo a sua superviso

Qualidade da instalaoDocumentaoPossibilidade de reviso dos desenhos detalhados

Especialista em proteo contra descargas atmosfricas Instalador das MPSEscritrio de engenhariaSupervisor

Aprovao das MPS Inspeo e emisso de laudo (relatrio) das MPS implantadas

Especialista independente em proteo contra descargas atmosfricas Supervisor

Inspees peridicas Confirmao da eficcia das MPS Especialista em proteo contra descargas atmosfricas Supervisor

a Ver PN 03:064.10-100/2.b Com um conhecimento amplo de EMC e conhecimento de instalaes eltricas em baixa tenso.

9.3 Inspeo das MPS

9.3.1 Princpios gerais

9.3.1.1 A Inspeo compreende a conferncia da documentao tcnica, inspeo visual e medies. O objetivo da inspeo verificar se:

a) as MPS esto de acordo com o projeto;

b) as MPS so capazes de atender s funes determinadas no projeto;

c) qualquer nova medida de proteo est adicionada corretamente s MPS.

9.3.1.2 Inspees devem ser feitas:

a) durante a instalao das MPS;

b) aps a instalao das MPS;

c) periodicamente;

d) aps qualquer alterao dos componentes relevantes das MPS;

e) possivelmente aps uma descarga atmosfrica direta na estrutura (por exemplo, quando indicado por um contador de descargas atmosfricas, quando testemunhada visualmente, ou quando observada a evidncia de um dano na estrutura causado por uma descarga atmosfrica).

9.3.1.3 A frequncia das inspees peridicas deve ser determinada considerando:

a) o ambiente local, como a existncia de atmosfera ou solo corrosivo,

b) o tipo das medidas de proteo empregadas.

NOTA Quando no existem recomendaes especficas feitas pelas autoridades pertinentes, so recomendados os valores do PN 03:064.10-100/3, Tabela E.2.

Tabela 2 (continuao)


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9.3.2 Procedimentodasinspees

9.3.2.1 Verificaodadocumentaotcnica

Aps a instalao de novas MPS, a documentao tcnica deve ser verificada para o atendimento total s normas tcnicas pertinentes. Consequentemente, a documentao tcnica deve ser atualizada constantemente, por exemplo, aps qualquer alterao ou extenso das MPS.

9.3.2.2 Inspeo visual

Devem ser feitas inspees visuais para verificar se:

a) no existem maus contatos em condutores e conexes;

b) nenhuma parte do sistema foi comprometida devido corroso, principalmente ao nvel do solo;

c) condutores de equipotencializao e blindagens dos cabos esto intactos e interligados;

d) no existem acrscimos ou alteraes que necessitam medidas de proteo adicionais;

e) no existe indicao de danos nos DPS e seus fusveis ou interruptores;

f) os roteamentos apropriados esto mantidos;

g) as distncias de segurana para as blindagens espaciais esto mantidas.

9.3.2.3 Medies

Uma medio da continuidade eltrica deve ser feita naquelas partes dos sistemas de aterramento e equipotencializao que no so visveis na inspeo.

NOTA Caso um DPS no tenha uma sinalizao visual de estado, recomenda-se que sejam feitas, quando necessrio, medidas de acordo com as instrues do fabricante para confirmar seu estado.

9.3.3 Documentao de inspeo

9.3.3.1 Um guia da inspeo deve ser preparado para facilitar o processo. O guia deve conter informao suficiente para ajudar o inspetor na sua tarefa, para que todos os aspectos da instalao e seus componentes, mtodos e dados dos ensaios que forem registrados possam ser documentados.

9.3.3.2 O inspetor deve preparar um relatrio que deve ser anexado aos demais documentos tcnicos, incluindo relatrios anteriores. O relatrio da inspeo deve conter informaes sobre:

a) a situao geral das MPS;

b) qualquer alterao referente ao que consta na documentao tcnica;

c) o resultado dos ensaios efetuados.

9.4 Manuteno

Aps a inspeo, todos os problemas observados devem ser corrigidos imediatamente. Se necessrio, a documentao tcnica deve ser atualizada.


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Anexo A (normativo)

Bases de avaliao do ambiente eletromagntico em uma ZPR

A.1 Princpios gerais

Este Anexo fornece informaes para a avaliao do ambiente eletromagntico no interior de uma ZPR, que pode ser usada para proteo contra LEMP. Ele tambm adequado para a proteo contra interferncias eletromagnticas.

A.2 Danos causados em sistemas eltricos e eletrnicos devido s descargas atmosfricas

A.2.1 Fonte de danos

A fonte primria de danos a corrente da descarga atmosfrica e seu campo magntico associado, que tem a mesma forma de onda da corrente da descarga atmosfrica.

A.2.2 Objeto dos danos

Sistemas internos instalados na estrutura ou dentro dela, com suportabilidade limitada aos surtos de tenso e campos magnticos, podem ser danificados ou apresentar falhas no funcionamento quando sujeitos aos efeitos de descargas atmosfricas e seus campos magnticos subsequentes.

Sistemas instalados fora de uma estrutura podem estar em risco devido ao campo magntico no atenuado e, se posicionados em local exposto, devido a surtos provocados pela corrente eltrica completa de uma descarga atmosfrica direta.

Sistemas instalados dentro da estrutura podem estar sujeitos a riscos devido a surtos internos conduzidos ou induzidos e devido a surtos externos conduzidos pelas linhas que entram na estrutura.

Para detalhes relacionados suportabilidade das instalaes eltricas e de alguns equipamentos, as seguintes normas so pertinentes:

a) a tenso suportvel ao impulso das instalaes de energia definida na ABNT NBR 5410:2004, Tabela 31 e varia conforme a tenso eficaz de alimentao;

b) a suportabilidade dos equipamentos de telecomunicao definido na ITU-T K.20, K.2 e K.45.

A suportabilidade dos equipamentos geralmente definida nos dados especificados para o produto, ou pode ser ensaiada.

contra surtos conduzidos utilizando IEC 61000-4-5 com nveis de ensaio para tenso: 0,5 kV 1 kV 2 kV e 4 kV na forma de onda 1,2/50 s e com nveis de ensaio para corrente: 0,25 kV 0,5 kV 1 kV e 2 kA na forma de onda 8/20 s.

NOTA Para que certos equipamentos atendam s determinaes das normas mencionadas em A.2.2, eles podem incorporar DPS internos. As caractersticas destes DPS internos podem afetar as necessidades de coordenao.


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contra campos magnticos utilizando IEC 61000-4-9, com nveis de ensaio: 100 A/m 300 A/m 1 000 A/m na forma de onda 8/20 s, e IEC 61000-4-10, com nveis de ensaio: 10 A/m 30 A/m 100 A/m em 1MHz.

A.2.3 Mecanismo de acoplamento entre o objeto e a fonte

A suportabilidade dos equipamentos deve ser compatvel com a fonte de danos. Para alcanar este objetivo, o mecanismo de acoplamento deve ser adequadamente controlado pela correta criao de zonas de proteo contra descargas atmosfricas raios (ZPR).

A.3 Blindagem espacial, roteamento e blindagem das linhas

A.3.1 Princpios gerais

O campo magntico criado no interior de uma ZPR por descargas atmosfricas diretas ou no solo prximo estrutura pode ser reduzido pela blindagem espacial. Surtos induzidos nos sistemas eletrnicos podem ser minimizados pela blindagem espacial, ou pelo roteamento das linhas, ou pela combinao dos mtodos.

A Figura A.1 fornece um exemplo do LEMP no caso do impacto da descarga atmosfrica na estrutura, mostrando as zonas de proteo ZPR 0, ZPR 1 e ZPR 2. Os sistemas eletrnicos que devem ser protegidos so instalados dentro da ZPR 2.

ZPR 0

ZPR 2

RPR 1

DPS DPS DPS

I0, H0 (LEMP)

H1

H2

H0

U2, I2 U1, I1 U0, I0

Blindagem ZPR1

Blindagem ZPR2

Equipamento - objeto sob risco de

dano

Blindagem (estrutura) Corrente parcialdo raio

IEC 2206/05

ZPR 3

IEC 2780/10

Figura A.1 LEMP devido descarga atmosfrica

Na Tabela A.1, os pontos 1, 2 e 3 definem os parmetros I0, H0, e UW da Figura A.1; nos pontos 4 e 5, so fornecidos parmetros adequados de ensaio para assegurar que os equipamentos sejam capazes de suportar o nvel esperado de desgaste no ponto da sua localizao.


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Tabela A.1 Parmetros relevantes para fonte dos danos e os equipamentos

1Fonte primria dos danos, LEMP

Como definidas pelos parmetros de acordo com as NPs I a IV:

PN 03:064.10-100/1

Impulso s

Amplitude para NP I II III - IV

kA

Variao para NP I II III - IV

kA/sEfeitos relevantes:

I0

10/350

1/200

0,25/100

200 150 100 100

100 75 50 50

50 37,5 25 25

20 15 10 10

100 75 50 50

200 150 100 100

Corrente parcial da descarga

atmosfrica

Induo

Induo

Ho Derivado do I0 correspondente

2Nvel de tenso nominal de impulso da rede de energia

Como definida para categoria de sobretenso I a IV para tenso nominal 120/208,127/220, 115230, 120240, 127254

ABNT NBR 5410-2004 UW Categoria de sobretenso I a IV 4kV 2,5 kV 1,5 kV 0,8kV

Como definida para categoria de sobretenso I a IV para tenso nominal 220/380, 230/400, 277/480:

ABNT NBR 5410-2004 UW Categoria de sobretenso I a IV 6 kV 4 kV 2,5 kV 1,5 kV

ABNT NBR 5410-2004 UW

Categoria de sobretenso I a IV 6 kV 4 kV 2,5 kV 1,5 kV

3Nvel de suportabilidade de equipamentos de telecomunicao

Recomendao ITU K.20, K.21 e K.45

4

Ensaios para equipamentos sem normas de produtos adequadas

Nvel de suportabilidade para equipamentos como definido para efeitos conduzidos (U,I) das descargas atmosfricas:

IEC 61000-4-5U

OCimpulso 1,2/50 s 4kV 2 kV 1 kV 0,5 kV

ISC impulso 8/20 s 2kVA 1 kVA 0,5 kVA 0,25 kA

5

Ensaios para equipamentos que no atendem aos padres de EMC relevantes para produtos

Suportabilidade dos equipamentos como definido para efeitos induzidos (H)das descargas atmosfricas:

IEC 61000-4-9 HImpulso 8/20 s,

(oscilao amortecida 25 kHz, TP = 10 s)

1000 A/m 300 A/m 100 A/m

IEC 61000-4-10 HOscilao amortecida 1 MHz,

(impulso 0,2/0,5 s, TP = 0,25 s)100 A/m 30 A/m 10 A/m


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As fontes eletromagnticas primrias de danos para os sistemas eletrnicos so a corrente da descarga atmosfrica I0 e o campo magntico Ho. Correntes parciais da descarga atmosfrica conduzidas por meio das tubulaes metlicas das entradas de servio. Estas correntes, assim como os campos magnticos, tm aproximadamente a mesma forma de onda. A corrente da descarga atmosfrica considerada aqui consiste em um primeiro componente positivo da descarga atmosfrica IF (tipicamente com uma cauda de longa durao na forma de onda 10/350s) e um primeiro componente negativo IFN (forma de onda 1/200 s) e componentes subsequentes IS (forma de onda 0,25/100 s). A corrente do primeiro componente positivo da descarga atmosfrica IF gera o campo magntico HF, a corrente do primeiro componente negativo da descarga atmosfrica IFN gera o campo magntico HFN, e as correntes dos componentes subsequentes geram os campos magnticos HS.

Os efeitos magnticos da induo so causados principalmente pela frente ascendente do campo magntico. Como mostrado na Figura A.2, a frente ascendente de HF pode ser caracterizada por uma oscilao amortecida do campo magntico de 25 kHz com um valor mximo HF/MX e tempo para alcanar este valor TP/F de 10 s. Do mesmo modo, a frente ascendente de HS pode ser caracterizada por uma oscilao amortecida do campo magntico de 1 MHz com um valor mximo HS/MX e tempo para alcanar o valor mximo TP/S de 0,25 s. Do mesmo modo a frente ascendente de HFN pode ser caracterizada por uma oscilao amortecida de 250 kHz com um valor mximo HFN/MX e tempo para alcanar este valor TP/FN de 1 s.

O campo magntico do primeiro componente positivo pode ser caracterizado por uma frequncia tpica de 25 KHz, o campo magntico do primeiro componente negativo por uma frequncia tpica de 250 kHz, e o campo magntico dos componentes subsequentes por uma frequncia tpica de 1 MHz. Oscilaes amortecidas dos campos magnticos destas frequncias so definidas para efeito de ensaios na IEC 61000-4-9 e IEC 61000-4-10.

Ao instalar blindagens eletromagnticas e DPS nas fronteiras da ZPR, o efeito da descarga atmosfrica sem atenuao definida por I0 e H0, deve ser reduzido para abaixo do valor da suportabilidade a impulso do equipamento. Como mostrado na Figura A.1, o equipamento deve suportar o campo magntico circundante H2 e a corrente da descarga atmosfrica conduzida I2 e tenso U2.

A reduo de I1 para I2 e de U1 para U2 o assunto do Anexo C, enquanto a reduo de H0 para um valor suficientemente abaixo de H2 considerado aqui como a seguir.

No caso de uma blindagem em forma de grade, pode ser assumido que a forma de onda do campo magntico dentro das ZPR (H1, H2) a mesma do campo magntico fora delas (H0).

A forma de onda da oscilao amortecida mostrada na Figura A.2 est de acordo com os ensaios definidos nas IEC 61000-4-9 e IEC 61000-4-10 e pode ser usada para determinar a suportabilidade dos equipamentos aos campos magnticos criados pelo aumento do campo magntico do primeiro componente positivo HF e dos componentes subsequentes HS.

Os surtos causados pelo campo magntico acoplado dentro do lao de induo (ver A.5) devem ser mais baixos do que, ou iguais, a suportabilidade dos equipamentos.


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Norma bsica: IEC 61000-4-9

10 s

HF (t)

t

HF/MX

TP/F

IEC 2781/10

a)Simulaodocrescimentodocampodoprimeirocomponentepositivo(10/350s) porumimpulsonico8/20s(oscilaoamortecida25kHz)

Norma bsica: IEC 61000-4-10

0,25 s t

HS (t)

HS/MX

TP/S HF/MX/HF/MX = 4:1 IEC 2782/10

b) Simulao do crescimento do campo dos componentes subsequentes (0,25/100s)pelaoscilaoamortecidade1MHz(mltiplosimpulsos0,2/0,5s)

NOTA 1 Embora as definies dos tempos para o valor mximo TP e o tempo de frente T1 sejam diferentes, para uma aproximao conveniente, seus valores numricos so considerados iguais aqui.

NOTA 2 A taxa do valor mximo HF/MX / HFN/MX / HS/MX = 4: 2: 1.

Figura A.2 Simulao do crescimento do campo magntico por uma oscilao amortecida


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A.3.2 Blindagens espaciais

Na prtica, a blindagem dos grandes volumes correspondentes s ZPR usualmente criada pelos componentes naturais das estruturas, como armaes metlicas nos tetos, paredes e pisos, as estruturas, os telhados e as fachadas metlicas. Estes componentes juntos criam uma blindagem em forma de grade. Para uma blindagem eficaz, necessrio que a largura tpica da malha seja menor que 5 m.

NOTA 1 O efeito da blindagem pode ser desconsiderado se a ZPR 1 for criada por um SPDA externo de acordo com o PN 03:064.10-100/3, com largura da malha e distncias tpicas maiores que 5 m. Caso contrrio, uma grande armao de ao com muitos pilares estruturais de ao fornece uma blindagem significativa.

NOTA 2 Blindagens em ZPR internas subsequentes tambm podem ser obtidas utilizando-se componentes em forma de grade, caixas ou gabinetes metlicos, ou ainda os invlucros metlicos dos prprios equipamentos.

A Figura A.3 mostra na prtica como as armaduras no concreto e as estruturas metlicas (para portas metlicas e possveis janelas metlicas) podem ser utilizadas para criar um grande volume para uma nica sala ou edifcio.

IEC 2783/10

Legenda

solda ou conexo mecnica em todas as junes de barras ou cruzamentos

NOTA Na prtica, no possvel soldar ou conectar mecanicamente todos os pontos nas grandes estruturas. Entretanto, a maioria dos pontos naturalmente esta conectada por contato direto ou por amarrao de arames.

FiguraA.3Blindagemparagrandesvolumesconstrudaporarmaes ou estruturas metlicas


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Sistemas internos devem ser localizados dentro de um volume seguro que respeita a distncia de segurana da blindagem da ZPR (ver Figura A.4). Isto se deve ao campo magntico ser relativamente alto prximo blindagem, devido s correntes parciais fluindo na blindagem (particularmente para ZPR 1).

ZPR n Blindagem

A

A wm

ds/1 ou ds/2

Volume VS parasistemas

eletrnicos t

Seo transversal A-A

Blindagem

ds/1 ou ds/2 VS

IEC 2784/10

NOTA O volume VS deve manter uma distncia de segurana ds/1 ou ds/2 da blindagem da ZPR n (ver A.4).

Figura A.4 Volume para sistemas eltricos e eletrnicos dentro de uma ZPR n interna


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A.3.3 Blindagem e roteamento das linhas

Surtos induzidos dentro dos sistemas internos podem ser reduzidos por meio de roteamento adequado das linhas (minimizando a rea do loop de induo) ou utilizando-se cabos blindados ou dutos metlicos (minimizando os efeitos da induo interna) ou a combinao de ambos (ver Figura A.5).

24

3

1

1

IEC 2785/10

Legenda1 equipamento2 cabo de sinal3 cabo de energia4 lao de induo

a)Sistema desprotegido

1

1

32

5

IEC 2786/10

Legenda1 equipamento2 cabo de sinal3 cabo de energia5 blindagem

b) Reduzindo o campo magntico no interior de uma ZPR pela sua blindagem

1

12

6 6

3

IEC 2787/10

Legenda1 equipamento2 cabo de sinal3 cabo de energia6 blindagem da linha

c)Reduzindoainflunciadocamponaslinhaspormeiodeblindagem


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1

1

2 3

7

IEC 2788/10

Legenda

1 equipamento2 cabo de sinal3 cabo de energia7 reduo da rea do lao de induo

d) Reduzindo a rea do lao de induo por uma roteamento adequado das linhas

Figura A.5 Reduo dos efeitos da induo pelas medidas de roteamento e blindagem

Os condutores conectados aos sistemas internos devem ser roteados to prximos quanto possvel aos componentes metlicos da interligao para equipotencializao. benfico colocar estes cabos em condutos metlicos da interligao para equipotencializao, por exemplo, condutos ou canaletas metlicas em forma de U (ver tambm IEC/TR 61000-5-2).

Particular ateno deve ser dada quando cabos forem instalados prximos blindagem de uma ZPR (especialmente ZPR 1) devido ao valor substancial do campo magntico no local.

Quando cabos, que correm entre estruturas separadas, necessitam ser protegidos, eles devem ser colocados em dutos metlicos. Estes dutos devem ser equipotencializados nas duas extremidades das barras de equipotencializao das estruturas separadas. Se os cabos forem blindados (equipotencializados em ambas as extremidades) e esta blindagem tiver capacidade para conduzir a parcela da corrente da descarga atmosfrica prevista, dutos metlicos adicionais no so necessrios.

Tenses e correntes induzidas dentro do lao, formadas pelas instalaes, resultam em surtos de tenso de modo comum nos sistemas internos. Clculos destas tenses e correntes induzidas so descritos em A.5.

A Figura A.6 fornece um exemplo de um grande edifcio de escritrios.

A blindagem obtida pelas armaduras de ao e fachadas metlicas para ZPR 1 e por invlucros blindados para os sistemas internos em ZPR 2. Para ser capaz de instalar uma malha estreita para o sistema de blindagens, vrios terminais de equipotencializao so fornecidos em cada ambiente.

A ZPR 0 estendida dentro da ZPR 1 para abrigar uma subestao de 20 kV, porque no foi possvel a instalao de DPS no lado da alta tenso e da media tenso imediatamente na entrada de energia neste caso.


Pro

jeto

em

Con

sulta

Nac

iona

l

ABNT/CB-03PROJETO 03:064.10-100/4

JUL 2014

Componente metlico no telhado ZPR 0A

ZPR 0B

ZPR 0B

ZPR 1

ZPR 2

ZPR 1

ZPR 1 ZPR 1

ZPR 2

Cabinte blindado

Terminais de equipotencializao

Cmera

Fachada metlica

Nvel do solo

ZPR 1

Armadura de ao no concreto

Equipamento eletrnico sensvel

ZPR 1

ZPR 2

Armadura de ao

Estacionamento

ZPR 0 B extendida

Linha de servios metlica

Linhas de telecomunicaes

Linha de energia de 0,4 kV

Linha de energia 20 kV

Conduto de cabo metlico (ZPR 0B)

Eletrodo de aterramento na fundao

Equipamento no telhado

Malha captora

ZPR 0B

IEC 2789/10

Legenda

Interligao para equipotencializao dispositivo de proteo contra surtos (DPS)

Figura A.6 Exemplo de MPS para um prdio de escritrios


Pro

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Con

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JUL 2014

A.4 Campo magntico dentro da ZPR

A.4.1 Aproximao para o campo magntico dentro da ZPR

Se uma investigao terica (ver A.4.2) ou experimental (ver A.4.3) da eficcia da blindagem no for executada, a atenuao deve ser avaliada a seguir.

A.4.1.1 Blindagem espacial de ZPR 1 no caso de impacto direto da descarga atmosfrica

A blindagem de um edifcio (blindagem envolvendo a ZPR 1) pode ser parte de um SPDA externo; correntes eltricas devido ao impacto direto de uma descarga atmosfrica sero conduzidas ao l

PARTE 4

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