7/26/2019 NBR 5419_2015-Parte 1-Proteo Contra Descargas Atmosfericas-Princpios Gerais
1/78
NORMA
BRASILEIRA
ABNT NBR
5419 1
Primeira
edi9aO
22.05.2015
Valida a partir de
22 62 15
Protec;;ao
contra
descargas atmosfericas
Parte 1:
Principios
gerais
Lightning protection
Part
1.
General pn nciples
les 91120 40
ASSOClAt; AO
BRASILEtRA
Of NORMAS
TECNICAS
ISBN 978 85 07 05501 3
Numero
de
r e f e r ~ n c i
ABNT
NBR
5
19 1 2015
67
paglnas
e ABNT 2015
7/26/2019 NBR 5419_2015-Parte 1-Proteo Contra Descargas Atmosfericas-Princpios Gerais
2/78
ABNT
NBR 54191 :2015
Cl ABNT 2015
Todos os dlreltos reservados. A menos que especllicado de outro modo nenhuma parte
dests
u b t i c ~ o pode sar
reproduzlda ou uillizada por qualquer meio eletrOnico
U mec nico,
inclulndo fOloc6pia e microfilme . sem permlssao por
es
ento da ABNT
A8NT
Av Treze de Maio. 13 - 28
andar
20031901 RIo de
Janeiro
RJ
Te l 55 21 3974-2300
Fa) .: 55
21
39742346
br
www
.sbnt.org.br
ii
C
ABNT
2015 -
ToOos
os
direitos reservados
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ABNT NBR
5419-1 2015
Sumario
Pagina
Pr
efac
io
...............................................................................................................................
. .
............
vii
n t r o d u ................. ... ....................................................................................................................... ix
1 Escapo ................................ ... .... .. .......................... .. .................................. .................. ....... 1
2 Referencias normativas .......................................... ....... ... ................... .... .
..
...... ................. 1
3
Termo
s e def inic;oes ................................................................ ............................... ............2
4
Parametros da
corrente
da descarga
atmosferica
..........................................................
8
5 Danos devido
as
descargas atmosfe
ricas
................ .......................................................8
5.1
Danos aestrutura
....................................................................... ...................... ................ 8
5.1.1 Efei tos
da
s
descargas atmosfericas
sobre uma
estrutura
..............................
..
. ...........9
5.1.2
5.
2
6
61
6 2
7
71
72
73
74
7 5
8
81
82
83
Fontes e t ip os
de
danos a uma estrutura ..................... .. ...............................................10
Tipos
de
pe
rdas
....
..
.... ..... ..........................
..
..
....................
.. ..
............... ..........
..
................
11
Necessidade e vantagem economica da prote
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ABNT NBR 54191 :2015
Anexo C informativo) Simula
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ABNT NBR 5419-1:2015
E.3.1 Surtos devido as
descargas
atmosfericas nas linhas (fonte de danos 53) ...............62
E.3.2 Surtos devida
s descargas atmosfericas proximas s
linhas (fonte de
danos
54)
.................................................................
..
............ , ....... " ................................ 63
E.4
Surtos
devida
aos efeitos de
induC;ao
(fontes de
danos 51 ou 52) ............................64
E.4.1
eral
............................................................................................................................ ...... 64
E.4.2 Surtos
dentro
de uma ZPR 1
nao
blindada ....................................................................
64
E.4.3 Surtos dentro de ZPR blindadas .....................................................................................64
E.5 Informar;oes gerais relativas aos DPS ....... .... ................................................................64
Bibliografia .......................................................... ..... .. .................................................... .................... 66
Figuras
Figura 1 - Conex6es entre as partes da
ABNT
NBR 5419 ............ .............. .................................... ix
Figura 2 - Tipos de perdas e riscos correspondentes que resultam de diferentes tipos de
danos ........................ ... ...................................................................................................... 13
Figura 3 ZPR definidas por urn SPOA (ABNT NBR 5419-3) ...................................... .................20
Figura 4 ZPR definidas por MPS (ABNT NBR 5419-4) ................................................................
21
Figura A .1 - Oefinic;6es dos parametros de urn impulso de corrente (tipicamente
T
< 2 ms) .......................... ...... .......... ....... .........................................................................24
Figura A.2 - Oefinic;oes
dos
panlmetros da
componente
longa
(tipicamente
2 ms < Tlonga < 1 s) ........................ .................... ................ .......................... ...... ............... 25
Figura A.3 - Possiveis eomponentes de deseargas atmosferieas deseendentes (lipieas em
loeais p
ianos
e em
estruturas
baixas) ............. .............................................................. 25
Figura A.4 - Po
ssiveis
eomponentes de descargas
atmosfericas
ascendentes (tipicas de
estruturas mais altas ou expos tas) ............
..
..................................................................26
Figura A .5 -
Oistribui
r;ao
eumulativa
de frequl ncia dos parametros das
correntes das
descargas atmosfericas (Iinhas com va lores de 95 % a 5 %).....................................30
Figura B.1 - Forma de onda da elevar;ao da corrente do primeiro impulso positivo .................35
Figura 8
.2
- Forma de onda da cauda da corrente do primeiro impulso positivo .....................
35
Figura B .3 - Forma de onda da elevar;
ao
da
corre
nte do
primeiro
impulso
negativo
............... 36
Figura B.4 - Forma de onda da cauda da corrente do primeiro impulso negativo ....................36
Figura B.5 - Forma
de onda
da elevar;ao
da corrente
do impulso negativo subsequente ........ 37
Figura B.6 -
Forma de onda da
cauda da corrente
do
impulso
negativo subsequente
.............37
Figura B
.7
- Oensidade da
amplitude
da corrente da descarga
atmosferica
de
acordo
com 0 NP I .........................................................................................................................38
Figura C.1 - Exemplo de
gerador
de ensaio para simulaljao da energia especifica do
primelro
impulso positivo e da carga da componente lo nga ......................... ...........................40
Figura C.2 - Oefini r;ao para a taxa de variar;ao da
corrente
de acordo com a Tabela C.3 .........
41
Figura C .3 - Exemplo de
gerador
de ensaio para a s imular;ao da taxa de variar;ao da frente
de onda do prlmeiro impulso p o s t v ~ para Itens sob ensaio de grande porte ......... 42
Figura C.4 - Exemplo de
gerador
de ensaio para a simular;ao da taxa de varialjao da frente
de onda
dos impulsos
subsequentes negativos
para
itens
sob ensaio
de
grande
porte ..................................... .............................................................................................42
Figura D1 Arranjo geral de dois
condutores
para 0 calculo da forr;a
eletrodinamica
............ 51
Cl AS ,jT 20 15 . Tcdos 5 dlrl: ltos reserltados
v
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ABNT NBR 5419-1:2015
Figura 0.2 -
Arranjo
de condutor tipico em urn SPDA ........................................ .........................51
Figura 0.3 - Oiagrama de esforttos F para a c o n f i g u r ~ o da Figura 0 2 ................................ ..5
Figura 0.4 - Forc;a por unidade de comprimento F ao longo do
condutor
horizontal
da Figura 0.2 ......................................................................................... ...... _ ...................
52
Tabelas
Tabela 1 - Efeitos
das
descargas
atmosfericas nos varios tipos
de
estruturas
..... ...................... 9
Tabela 2 - Danos e perdas relevantes
para
uma estrutura para diferentes pontes de
impacto
da descarga
atmosferica
................................................ ... .......................... .................... 12
labels
3 - Valores
maximos dos
parametros
das
descargas
atmosfericas correspondentes
aos nlveis de proteryao NP) .................................. ..........................................................17
labels 4 - Valores
minimos dos
parametros
das
descargas atmosfericas e respectivos raios
da esfera rolante ,
correspondentes
aos
niveis
de proteryao NP) .............................. 18
labels 5 - Probabilidades para os limites dos para metros das correntes das descargas-
atmosfericas ........................................................ ............................................................18
labela A.1 -
Valores tabulados
dos
parametros
da
corrente das descargas atmostericas
obtidos do
CIGRE Electra No. 41 ou No.
69
*) [20], [21] ...............................................27
labela A.2 -
Oistribui/iao logaritmica
normal
dos
parametros da
corrente das deseargas
atmosfericas - Media
p
e dispersao J:og ealeulados para 95 e 5 dos valores
a
partir do
CIGRE
Electra
No. 41 ou No. 69) [20], [21] .................................................28
labela
A.3 -
Valores
da
probabilidade
P
em fun fao
da
corrente
I da
descarga atmosferiea
....
29
labels B.1 - Para
metros
para a equa faO B.1 .................................................................................34
labela
C.1
- Para
metros
de
ensaios
para 0
primeiro impulso positivo
...................................... 40
labela C.2 - Parametros de ensaios para a eomponente longa ................................................... 40
labels C.3 - Parametros de
ensaios dos
impulsos .......................................................................41
labels
0.1 -
Resumo
dos
para
metros
da
descarga atmosferica
a
serem considerados nos
calculos
dos
valares de
ensaio
para diferentes
componentes
do SPOA e para
diferentes niveis
de prote fao ....................................................................
..
................... 44
labela 0.2 - Caraeteristicas fisieas de materiais
tipieos utilizados
em camponentes
de SPOA ............................................................................................................................48
labels
0.3
- Elevaryao
de temperatura
para
condutores
de diferentes
se foes
em funryao de
W R
............................................................................................................ 48
labels E.1 - Valores de impedancias eonveneionais de aterramento Z e Z1 de acordo eom
a
resistividade do
solo ........................ .. .. ........................................................................
61
labela E.2 - Surtos de
correntes devido
as
deseargas
atmosfericas
previstos el1 sistemas
de baixa tensao ................................................................................................................62
labela E.3 - Surtos de
correntes devido
as descargas atmosferieas
previstos
em sistemas
de sinais ........................................................................................................................... 63
vi
o ABNT 2015 Tooos os direitos reservados
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7/78
ABNT
NBR
5419-1:2015
Prefacio
AAssociacao Brasileira de Normas
Tecnicas
(ABNT)
e
0 Foro Nacional de Normalizacao.
As
Normas
Brasileiras, cujo conteudo e de responsabilidade dos Comites Brasileiros (ABNT/CB). dos Organismos
de Normalizacao Setorial (ABNT/ONS) e das Comiss6es de Estudo
Especiais
(ABNT/CEE , sao
elaboradas por Comlss6es de Estudo (CE), farmadas pelas partes inleressadas no lema objeto da
normalizacao.
Os Documentos
Tecnicos
ABNT sao elaborados conforme as regras da Diretiva ABNT, Parte
2.
AABNT chama a
atencao
para Que, apesar
de
ter sido solicitada manifeslac;ao sabre eventuais direilos
de palentes durante a Consulta Nacional , estes podem acerrer e devem ser comunicados
a
ABNT a
qualquer momenta (Lei n 9.279, de 14 de maio de 1996).
Ressalta-se que Normas Brasileiras podem 5er objeto de cila9ao
em
Regulamentos Tecnicos. Nestes
casas. os Orgaos respons8veis pelos Regulamentos TecnlCos podem determinar outras datas para
exigencia dos requisitos desta Norma, independentemente de sua data de entrada em vJgor
A ABNT NBR 5419-1 foi elaborada no Comite Braslleiro de Eletricidade (ABNT/CB-03
.
pela
Comissao de Estudo de Prote9aO contra
oescargas
Atmosfericas
CE
-03:064.1O).
0
Projelo circulou
em Consulta Nacional conforme Edital
n
08 , de 12.08.2014 a 10.12.2014, com 0 numero de
Projelo
03:064.10-100/1
Esta parte da ABNT NBR 5419 e as ABNT NBR 5419-2 _
ABNT NBR
5419-3 e ABNT NBR 5419-4
cancelam e substituem a ABNT
NBR
5419:2005.
As instala90es elEHricas cobertas pela ABNT NBR 5419 estao suj9ltas tambem, naquilo que for
pertinente, as norm as para fornecimento de energia estabelecidas petas autoridades reguladoras e
pelas empresas distribuidoras de eletricidade,
A ABNT NBR 5419, sob 0 titulo geral Prote98o contra descargas atmosfericas . tern previsao de
conter as segUlntes partes
Parte 1. Principlos gerais;
Parte 2: Gerenciamento de risco;
Parte 3 Danos fisicos a estruturas e perigos a vida
Parte 4: Sistemas eletricos e eletr6nicos internos na estrutura
o Escopo desta Norma Brasileira em ingles e 0 seguinte:
Scope
This part of BNT
NBR 5419
establishes the requirements for lightning protection determination,
This part of
BNT NBR 5419
provides grants for use m projects of lightning protection
he applicability
of
this part of
BNT
NBR
54 9
may have restrictions specially
in
human life protection
when It is based on indirect effects of lightning
C AS/\; T 20 15
odos os e re tos
r e s e r ~ d o s
vii
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BNT
NBR 54191 :2015
This part of BNTNBR 5419 does not apply on Railway systems: Vehicles aircraft ships and offshore
platforms; High pressure underground pipes Pipes and supply Imes and telecommunications placed
outside
of
the structure.
NOTE
Usually these systems comply with the speCial regula/Ions established by specdic authorities.
viii
C> BNT 2015 - Todos os d,re,toS reserv3dos
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ABNT NBR 5419-102015
Introduao
Nac hi
disposilivos au melodes capazes de
modlflcar
as fen6menos climaticDs naturais a ponto
de
se
prevenir a ocorrencia de descargas atmosfericas. As descargas almosfericas
Que
atingem estruturas
au linhas eletricas e tubula90es metalicas que adentram nas estruturas) au que atingem a terra em
suas proximldades sao perigosas as pessoas, as pr6prias estruluras, seus conteudos e instala
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NORMA BR SILEIR
Prote9ao contra descargas atmosfericas
Parte 1:
Principios
gerais
1
Escopo
BNT NBR 5419-1 :2015
Esla Parte da ABNT NBR 5419 estabelece 5 requisitos para a delermm8
y
6o de prote
y
< o contra
descargas atmosfericas.
Esla Parte da BNT
NBR
5419 fornece subsfdios para 0 usa em projetos de proteC;30 contra descargas
atmosfericas.
A aplicabilidade desta Parte da ABNT NBR 5419 pode ter restriryoes especialmente na prote
y
80 da
vida humana quando for baseada em efeito5 indiretos de descargas atmosfericas.
Esia Parte da ABNT NBR 5419 nao se aplica a sistemas ferrovia rios; veiculos, avioes. navios e
plataformas
offshore. tubulacoes
subterraneas de alta pressao, tubulayoes e linhaS de energia
e de sinal colocados fora da estrutura.
NOTA Usualmente, estes sistemas ebedecem a regulamentos especiais elaborados per auleridades
especificas.
2
Ref
e
renci
as
normativas
Os documentos relacionados a seguir sao indispensBveis
a
p l i c ~ o
deste documento. Para referen
cias dataaas. aplicam-se somente as edi96es citadas. Para referencias nao datadas, aplicam-se as
edi90es mais recentes do referido documento incluindo emendas).
ABNT NBR 5410,
Insta/aryoes eletricas
de
baixa tensao
ABNT NBR 5419-2:2015, Proteryao contra descargas atmosfericas - Parte 2: Gerenciamento de risco
ABNT NBR 5419-3:2015.
Proter;;ao contra descargas atmosfericas - Parte : Danos fisicos
a
estruturas
e perigos a vida
ABNT NBR 5419-4:2015,
Proter;ao contra descargas atmosfericas - Parte 4: Sistemas eletricos
e
eletronicos internos na estrutura
ABNT NBR 6323,
Galvanizar;ao de produtos de ByO ou
ferro
fundido - Especificar;ao
ABNT NBR 1357
1
Haste de aterramento ar;;o-cobreado e acess6rios
ABNT NBR lEG 60079-10-1,
Atmosferas exploslVas - Parte 10-1: Classlficar;;ao
e
areas
Atmosferas
explosivas de gas
ABNT NBR lEe 60079-10-2,
Atmosferas explosivas - Parte 102: Classificar;ao de areas
Atmosferas
de
poeiras combustiveis
ABNT NBR lEG 60079-14,
Atmosferas explosivas - Parte
14:
Projeto seler;;ao
e
montagem de
instalar oes eletricas
ABNT 2015
Todos
05 dlfelt03 reservados
1
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ABNT
NBR
5419-1 :2015
3 Termos e definh; es
Para os efeitas desle documento, aplicam-se os seguinles lermos e definic;:6es .
3.1
descarga
atmo
sferica para terra
lightnin g fla sh to ea
rth
)
descarga ele trica
de
origem atmosferica entre nuvem e terra, consistindo de uma
ou
mais componentes
da descarga atmosferica
3.2
descarga
atmosferica
d e
scendente downward flash)
descarga atmosfenca inlciada por urn lider descendente de uma nuvem para terra
3.3
descarga
atmosf
eri ca
ascendente
upward
flash
)
descarga atmosferica iniciada por urn lider ascendente de uma estruluia a errada para uma nuvem
3.4
componente da descarga atmosferica lightn;ng s troke)
descarga
ele-
Inca singela de uma descarga atmosferica para a terra
3.5
componente curta da
descarga atmosferica
parte de uma descarga atmosterica para a terra que corresponde a
urn
impulso de corrente
NOTA Acorren:e ern questao
tem urn
lempo para 0
meio valor
T2tipicamente inferior a 2 ms
ver Figura
A.1).
3.6
c
omponente longa
da descarga
atmoster
i
ca
long
stroke)
parte de uma descarga atmosferica para a terra que corresponde a componente
da
corrente de
continwdade
NOTA
A durayao
Tlongo
(intervalo entre 0 valor 10 na frente ate 0 valor 10
na
cauda)
desta
corrente
de continuidade e tipicamente supenor a 2 ms e menor
Que
1 s (ver Figura A.2).
3.7
multiplos componentes da descarga atmoste rica multiple strokes)
descarga atmosferica para a terra que consiste em media de Ires a quatro componentes , com urn
intervalo de tempo tipico entre eles de cerea de 50 ms
NOTA Ha relatos de eventos Que tf m algumas dezenas de componentes com Interva:os entre eles entre
10 ms e 250
ms.
3.8
ponto
de
impa
c
to point of strike) .
ponto onde uma descarga atmosferica aUnge a terra, ou um objelo elevado (par exemplo. estrutura.
SPDA. servit;Os, arvore, etc.)
NOTA
Uma
descarga atmosferica
para
a
terra pode ter
diversos
ponlOs
de impacto.
2
C A8NT 201 5 .
Tod os
os d rellos reservedos
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3.9
corrente
da
descarga atmosferica
lightning
current)
i
corrente que flui no ponto de impacto
3.10
valor de
pica
da corrente
I
maximo valor da corrente
de descarga
atmosferica
3.11
taxa
media
de variac;ao da frente de cnda do impulso de corrente
ABNT NBR
5419U015
taxa media de v r i ~ o da corrente em sua frente de onda
no
intervale entre as instantes em que sao
atingidos 10 e 90 do valor de pico (ver Figura A.i)
NOTA Esle pariimetro e expresso pela diferen9a dos valores da corrente
l t.i =
;((2) -
, ,
no inlcio e no
final do mterva o '" 12 - I" dividido pelo valor do intervalo ill.
3.12
tempo de frente da
onda
de
corrente
de impulso
T
parametro virtual deftnido como i .25 vez
0
intervalo de tempo entre as instantes
em
que as alores de
10 % e 90
do
valor
de
pico sao atingidos (ver Figura A 1)
3.13
origem virtual da
corrente
de impulso
0
ponto de intersecC30 com 0 elxo
dos
tempos de uma linha reta tr
acada
por melo dos pontos de
refere ncia de 10 e 90
do valor
de pica (ver Figura A.1): ele
precede em
0 1
T,
do instante no qual
a corrente alinge 10 % do seu valor
de
pica
3.14
tempo ate 0 meio valor da cauda da onda de corrente de impulso
T
parl imetro virtual
definido
como um intervalo de tempo entre a origem virtual
0 eo
instante
no
qual a
corrente decresceu
a
metade
do
valor de pico (ver Figura A.1)
3.15
duracyao da
descarga
atmosferica
flash
duration)
T
intervalo de tempo durante 0 qual a corrente da
descarga
atmosfenca flul no
ponto
de impacto
3.16
duracyao da
componente longa
da de
scarga
atmosferica
duration
of ong stroke
current)
Tlooga
intervalo de tempo durante 0 quat a corrente em uma descarga atmosferica 16nga permanece entre
10
do
valor
de PICO
no
inicio
do crescimento da corrente de contlnuidade e 10 % do valor de pico ao
final do decrescimo desta corrente (ver Figura A 2)
3.17
carga de uma desca rga
atmosterica
fla sh
charge)
Qflash
valor resuitante
da
integral
da
corrente no tempo de urna
descarga
atmosferica
Cl
ABNT
2015 . lodes os
alrell05 reservados
3
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ABNT NBR 5419 1 :2015
3.18
carga do impulso
Qcurta
valor resultante da mtegral da corrente no tempo do Impulso relaclonado
a
descarga atmosferica
3 .19
c arga da componente
longa
da descarga atmosferic a long
stroke c harge)
Ql009a
valor resultante da integral da corrente no tempo da componente longa da descarga atmosferica
3.20
energia especi fica
WIR
valor resultante da in tegral da corrente ao quadrado da descarg8 atmosferica no tempo
NOTA Esle partlmetro represents a energia dissipada pela corrente d descarga atmosferica
em urn
resisUmcia de valor unitario.
3 21
energia especifica de urn impulso de corrente
valor resultante da integral da corrente ao quadrado no tempo p ra a duracao de uma descarga
atmosferica curt
NOTA
energla
especfflca da componente longa da corren
te
de uma descarga atmosfemca e desprezlvel.
3.22
estrutura
a
ser protegida
est rutura para qual a prate
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ABNT NBR 5419-1 :2015
3. 7
descarga
atmosterica perto
de urna
estrutura
l ightning
flash
near a structure)
descarga atmosfenca que ocorre perta
0
suficiente de urna estrutura a ser protegida e que pode
causar $obretensOes pengosas
3.28
sistema ehHri
co
sistema
que
.ncorpora
co
mponen tes de
allmentac;:ao
em balxa lensaD
3.29
sistema eletronlco
sistema que incorpora as componentes de urna instalacao eletrica de smal. por exemplo,equipamenlos
etetrOnicos de telecomunicacaes ,
co
ntroladores microprocessados. sistemas de instrumenlacao,
sistemas de radio
3.30
sistemas Internas
sistemas
eletricos
e eletrOnicos dentro de urna estrutura
3.3
dan as fisicos
danas a urna estrutura (au a seu conteudo) au a urna hnha devido aos efel los mecanicos, termicos ,
qulm:cos ou explosivos da descarga atmosferica
3.32
ferimentos a seres vivos
ferimentos, incluinde perda da vida,
em
pessoas ou animals devido a tensoes
de
toque e
de
passe
causadas pelas descargas atmosfilricas
NO
TA
Apesar dos
se re
s vivos
pod ere
m
se
machucar de oul
ras
formas, nesta Parte
da ABNT NBR 5419
,
c
term
a
f e n m e n t o
a seres
se
IImita a amea98 devido a choque eltHnco (dano Ilpo 01).
3.33
falha
de
sistemas
eletroeletronicos
danos permanentes de sistemas eletroeletrOnicos devido aos
L MP
3.34
pulso
eletromagnetico
devido
as
descargas atmosfericas
lightning
efectromagnectic impulse)
LEMP
todos os efetlos eletromagneticos causades pe la corrente das descargas almosfilricas per meio de
acoplamento resisti ve Indutlvo e capacitive que criam sunos e campos eletromagnEHlcos rad lados
3.35
surto
efeitos transtt6rios causados
por LEMP que
aparecem
na
forma
de
sobretens:io
e/ou
sobrecorrente
3.36
zona
de p r o t e ~ o contra descarga
atmosterica
raio
l ightning protection
zone -
LPZ)
ZPR
zona onde 0 amblente eletromagne
ti
co causado pelo raia e definido
NOTA 0 conlorno de uma ZPR nao e necessariamente dado por elemenlos ffsicos (par exemplo, paredes,
piso e lelo.
C ABNT 2015 - Tooos os aore\os reservl dos
5
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ABNT NBR 54191 :2015
3 37
risco
valor da perda media anual provavel (pessoas e bens) devido a descarga atmosferica em relacao ao
valor total (pessoas e bens) da estrutura a 5er protegida
3 38
risco tolenivel
Rr
valor maximo do risco
que
pade ser toleravel para a estrutura a ser protegida
3 39
nivel de p r o t e ~ o
contra
descargas atmosfericas l ightning protection level - LPL)
NP
numero associado a
urn conjunto
de para metros da corren
1e
e h ~ t r j c para garantir
que
as valares
especificados em projeto nao estao superdimenslonados au subdimensionados quando da ocorrencia
de urna descarga atmosfenca
3 40
medidas de prot
et;;ao
medldas a serem adotadas na eslrutura a ser proteglda, com 0 objelivo de reduzir as riscos
3 41
protec;ao
contra
desca
rgas atmosfericas
l ightning protection
- LP)
PD
sistema completo para proteC;80 de estruturas contra as descargas atmosfericas. incluindo seus
sistemas internos e conteudo, assim como as pessoas, em geral consistindo em
SPDA
e MPS
3 42
sistema
de protec;:ao contra
descargas
atmostericas l ightning protection system -
LPS
)
SPD
sistema utifizado para reduzir danos fisicos devldo as descargas atmosfericas em uma estrulura
NOTA
3 43
Um SPDA conslste em sistemas externo e mterno
de
protecao contra descargas atmosfericas.
SPDA
extemo
external
l ightning protection system)
parte do SPDA composto pelos subsistemas de captac;13o descida e aterramento
3 44
SPDA
interno interna/lightning protection
system)
parte do SPDA consistindo em ligac;oes equipotenciais
e/ou
isola9130
eletrica do SPDA externo
3
45
subsistema
de capta-;ao a ir-termination
system)
parte de um
SPDA
externo usando elementos metalicos como hastes, condutores em malha ou cabos
em catenaria, projetados e posicionados para inlerceplarem descargas atmosfericas
3 46
s
ubsistema de descida down-conductor s
ystem
)
parte de um SPOA externo que tern como objetivo conduzlf a descarga atmosferica do subsis ema de
captac;:ao
ao subslstema de aterramento
3 47
subsistema
de aterramento earth-termination system)
parte de urn
SPOAexterno
que tern como obje\ivo conduzir e dispersar a descarga atmosferica no solo
6
C ABNT
2 i
5 - Todos os chreit08 reservadoa
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17/78
ABNT NBR 5419 1 :
2015
3.48
part es condutoras extern as
elementos metalicos que penetram ou
saem
da estrutura a ser prolegida que
podem
se tornar urn caminho
para parte da corrente da descarga atmosferica, como
t u b u l a ~ s
linhas
metaHcas,
dutos meUtlicos etc,
3.49
ligac;:ao equipotenci al para descargas atmosferi cas l ightning equipotential bonding)
EB
ligacao ao SPDA de partes melalicas separadas, par conexOes condutoras di retas au por melo de
dlsposihvos de protecao
contra
surtos,
para
reduzir
dlferenc;:as
de
potenclais causadas
pelas correntes
das descargas aimosfericas
3.50
imp
e
dan
cia co
nve ncional de aterramento conventional earthing
impedance)
rela
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ABNT N R 54191:2015
3.57
plano
de referencia
superficie, geralmente plana, sabre a qual se faz a projeC;8o
do
volume
de
protec;.3o
de
elementos do
subsistema de
capta
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ABNT
NBR 5419-1 :2015
5.1.1 Efeitos
das des
cargas
atmosfericas sabr
e urna
estrutura
As
principals caracteristicas das estruturas felevant
es
para
aS
efeitos das descargas atmosfericas incluem:
a} construcao (por exemplo. madeira. alvenaria, concreto, concreto armada , estrutura em aco):
b) fun((ao (residencia. escritor io. comercio. rural, leatro, holel, escola , hospital, museu, igreja. prisao.
shopping center
banco. fabrica, area industrial, area de praticas esportiv8S);
c ocupantes e conteudos (pessoas e animais. presem;a
ou
nao de ma terials combustiveis U
explosivos, sistemas eletricos e elelrOnicos de baixa tensao ou alta tensao):
d) IInhas eletricas e tubuiacoes melalicas
que
adentram a estrutu ra (lin has
de
energia. Hnhas de
smal. tubulacoes) ,
e) medidas de protecao existentes ou providas (por exemplo. medidas de pro tecao para reduzir
danos fisicos e risco a vida,
me
didas de prolecao para reduzlr falhas
em
sistemas in ternos);
f) dimensao do risco (estrutura com dificuldade de evacuacao ou estrutura na qual pode haver
panico. estrutura perigosa as redondezas . estrutura pengosa ao amblente).
g} A
Tabeia 1 apresenta os efeltos
das
descargas atmosfericas nos varios tipos de estruturas.
j
Tabela 1 -
Efeitas das descargas .tmasferic.s nos varios tipas d estrutur.s
Tipo
de
estrutura
de acordo com s ua
finalidade e/
ou
conte udo
Casa de moradia
Edificacao em zona rural
Teatro
ou
cinema
Hotel
Escala
Shopping centers
Areas de esportes
Banco
Empresa de seguros
I
Estabelecimento comercial
Efe itos das desc
argas
atmosfe
ricas
Perfuracao
da
isolacao
das
instalacoes ehHricas. incendio e danos
materiais.
Danos normal mente limitados a objelos expostos ao ponlo
de
impacto
ou no caminho da corrente da desca rga atmosferica.
Falha de equlpamentos e sistemas eletncos e elelrOnlcos instalados
(exemplos: aparelhos de TV. computadores , modems. telefones etc.).
RIsco malor de incendio e tensoes
de
passo perigosas. assim como
danos materia s.
Risco secunda rio devido a perda de energia eletrica e risco
de
vida
dos
animais de criacao devido a falha
de
sistemas
de
cantrale
eletrOnicos de ventilacao e suprimenlo de alimenlas elc.
Danos em instalacoes eltHricas
que
tendem a causar panico
por exemplo, iluminacao eletrica)
j
Falhas em sistemas de alarme de incendio. resultando em atrasos
I
nas aCDes de eombate a incendio. .
Conforme aeima. adicionando-se problemas resultantes da perda de
comunicacao. falha
de
computadores e perda
de
dados.
elc.
_
- - - - - - - - - - - - - - -
C ABNT
2015
Todos os
di
re tos
re
servad
os
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ABNT NBR 54191 :2015
Neste casa, devem ser adotadas medidas de protec;ao de modo a reduzir 0 risco R R1 a R3) ao nivel
aleravel Rr:
Se puder aparecer mais de urn tipo de perda, a condit;:ao s
RT
deve ser satisfeita para cada tipo de
perda (L1. L2 e L3).
NOTA
Informar;Oes
detalhadas sabre avalia980 de risco e do procedimenlo para escolha das medidas de
prOley80 sao reiatadas na ABNT NBR 5419-2.
6.2 Vantagem economica da protec;ao
contra descargas
atmosfericas
Alem da necessidade de prote(fao contra descargas atmasfericas para a eslrutu
ra
a ser protegida,
pOde ser vantajoso avaliar as beneffcios econ6micos de se adotar
medid
as de proteC80 de modo a
reduzlf a perda econOmica L4.
Neste casa,
deve
ser avaliado 0 risco R de perda de val
or
econOmico. Aavalla9aO do risco
Ripermile
avaliar a cuslo da perda economica com e sem ad09aO das medidas de protec;8o .
A proleC;8o contra descargas almosfericas
e
conveniente se a soma
do
cuslo CRL das perdas residuais
na presenc;a das medidas de proteC;80 e 0 cuslo CPM das medidas de prolec;ao for menor que 0 cuslo
CL da perda total sem as medidas de
proteC;8o
:
NOTA InformacOes delalhadas
da
avalia
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25/78
'
ABNT NBR 5419-1 :2015
7.3 Medidas de p r o t e
para
reduc;ao de danos f isicos
A proteifflo e alcancada por
melO
de urn sistema de protecao contra descargas atmosfericas
S
PDA)
o qual inclui as seguinles caracteristicas:
a) subsistema
de
captS1(ao:
b subsistema de descida;
c subsistema de alerramenlo ,
d) equiponcializac:'o para descargas
atmosfericas
(
EB
:
e isolacao eletrica (e dai a dlstancia de seguranca).
NOTA 1 Quando for Inslalado urn SPDA, a equipotencializ8t;Ao e urna medida essencial para reduZif os
Derigos de incendio e
de
explosao e 0 risco de vida. Para mais detalhes, ver ABNT NBR 54193.
NOTA 2 A reducliio
de
danos fisicos pode ser obtida por medldas
que
limilem 0 desenvolvimento e
propagsiflilo de fogo como compartimentos aprove de fogo, extintores_ hidrantes, instalac;oes
de
alarme
de
inc6ndio e
extlnc;ao de
fogo_
NOTA
3 A
Instalac;Ao
de rotas oe fuga minimlzsm os riseos de dan
os
fisicos
7.4 Medidas de protegao para redugao de falhas dos sistemas ehHricos e eletr6nicos
Medidas de protec;lio contra surtos (MPS) possiveis:
a) medidas de aterramento e equipotencializacao;
b) blindagem magnetica:
c) roteamento da fiac;ao;
d) interfaces isolantes:
e) sistema de DPS coordenado.
Estas medldas podem ser usadas sozinhas ou combinada
s.
~ NOTA
1
Ao se
conslderar uma fonte
de
danos
tlpO S1
as medldas de protecao sao eficientes somen e
g em estruturas protegldas por
urn
SPOA .
>
w
~ \ A j W . -
Prim,l
I _ componente Ion98
\
POSlti
VO ou negatlvo
component( s curtas
subsequel1tes
Negatlvo
i
; ,
, ;
:', r: Somente uma
..
. "
componente
Ionga
Pos
itivo
ou
negativo
"
componenle longa
Posihvo ou negati
vo
-
-
\ ' ~
I
\
Negatlvo
lEe
Ui IO
Figura A.4
-
Possiveis componentes
de descargas
atmosfericas
ascendentes
(tipicas de estruturas mais altas ou expostas)
A componente adicional nas descargas atmosfericas ascendentes e a primeira componente longa,
com au sem impulsos superposlos (ate algo em torna de dez impulsos). Mas lodos as
parametros
de urn
impulso de corrente de uma descarga atmosferica ascendente sao inferiores aqueles das
descargas atmosfericas descendentes. Urna carga superior de uma componente longa de descargas
almosfericas ascendentes naD foi confirmada ate a revisao desta Norma. Desta forma, os parametros
da corrente de descargas atmosfericas ascendentes sao considerados cobertos peios valores
maximos das descargas atmosfericas descendentes. Uma
v l i ~ o
mais precisa dos para metros
da
corrente de descargas atmosfericas e da dependencia destes para metros com relac ::ao a altura estao
em estudo, tanto para descargas atmosfericas descendentes como para ascendentes.
26
10
ABNT 2015 - rodos os d:reito5 reservados
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ABNT NBR 5419-1 :2015
A.2 Parametros
da
corrente
da
descarga atmosferica
Os parametros
da
corrente da descarga atmosferica
na
ABNT NBR 5419 sao baseados
nos resultados
do
Mnternationaf Council
on
Large Electrical Systems
(CIGRE)" fornecidos na TabelaA.1 .A distribui
1;80
estatistica destes
pa ra
metros pade ser assumida como sendo a dlstribuit;:ao logaritmica normal.
o valor media
J
e a dispersao Olog correspondentes cons am na Tabela A.2 , e a funtyao de distribui9ao
eapresentada na Figura A.5.
Com
base nisto. a probabiltdade de ocorrllncia de qualquer valor de cada
pa
ra
metro pade
ser de
terminada.
Urna relacso de polaridade de 10 de descargas atmosfencas positivas e 90 negativas
e assumida . A relacao de polaridade e funcao do local. Se nenhuma
i n f o r m a ~ a o
e disponivel, e
recomendada a relacao fornecida .
Os
va
lores da probabilidade de ocorrencia de valores de pico
da
corrente de descarga atmosferica
que excedem os valores previamente considerados estao descritos na Tabela A.3.
Tabel a A.1 - Valores
tabulados
dos
para metros da
corrente
das
descargas atmosfericas
obtidos
do CIGRE (Electra No.
41
ou No. [20] , [21]
Valor
fixado
Valores
Tipo
de
componente
da
I
Linha
na
Paroim e tro
para NP I 95 50
5 ,
descarga atmosferica Figura A.S
4'
20'
,
90
Primelra curta negat lva
b
1A 1B
IlkA)
50
4,9
11.8
26.6
Subsequente negativ8 cu rta
b
2
200
4,6
35
250
Primelra curta positiva (singeJa )
3
;
1,3
7,5 40
Oescarga atmosferica negativa
4
.Oflasn (C)
300 20 80 350
Oescarga atmosferica posit
iv
a
5
1 1
4,5 20
Primelra curta negativa
6
Qcurta
(C)
I
0,22
0,95
4
Subsequente negativ8 curta
7
100 2 16
,
150
Primeira curta positiva (singela) 8
6 55 550
Primeira curta negativa ,
9
WR
(kJ/O) 0,55
6
52
Subsequente curta negativa
10
10
000
25
650
15000 Primeira curta positlva
11
di
/dtmax
,
9,1 24,3
65
Primei
ra
curta negatlva
O
12
I
kAJf.ls)
9,9
39,9
161 ,5
Subsequente curta negativa
b
13
20
0,2
,
2.4 32
Pnmelra curta positlva 14
dif
dt
30,90
200
4,1
20,1
98,5
Subsequente curta negativa
b
I
15
(kAJIIS)
,
0; ,,, Ie)
200
i longa
T
oflOa
(s)
D,S
longa
,
1,8
55
18 Primelra curta negativa
. Dura930 da frente
I
0.22
1,1
4,5 Subsequente curta negativa
;
de onda ( s)
,
,
, 3,5
22
200
Primelra curta positive (slngela)
30
75
200
Primeira curta negativa
Dura9ao da
6,5
32
140
Subsequente cu rta negativa
,
componente (,IS)
I
Primeira curta posit
iv
a (singela) I5
230 2000
Ii >
A8NT 2015 - Todos os direllos reserv
ad
os
27
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ABNT NBR 54191 :2015
,
j
:
Tabela A .1 (continuac;:ao)
Valor
Valores
Tipo
de
comp
one
nt
e
Linha
na
I
Par
ametro
fixado
,
Fi
gura
A.S
para NP I
95 50 %
,
5
da
descarga atmo
s
fer
ica
,
i
Intervalo de
,
7 33 150
,
Multiplos negativDs
tempo (ms)
,
,
,
,
0,15 13 1 100
descarga atmosferica
OuraC;ao
total
negativa
da descarga
31
I
180
900
descarga atmosfenca negativa
atmosferica (ms) (sem
0
impulso singelo)
14 85
:
500 descarga atmosferica posiliva
I
,
Os
alores 1= 4 kA e
1=
20 kA correspondem as probabilidades de
98
%
e 80
%,
respectivamente.
b
Panlmelros e valares relevantes descrilOS na Electra N69 [21].
.
Tabela A.2 -
Distribuic;ao log
a
ritmica normal dos
para
metros
da
corrente das
descargas
atmosfericas - Media
j
e dispersao
(1
9 calculados para
95
% e 5 % dos valares a partir
do
CIGRE (Electra No. 41 ou No. 69) [20], [21]
28
Pa
rametro
I J kA)
I Owns (C)
W R (kJln)
I
(kAl.us)
di/dt30190 %
(kA J,ls)
OJon a (C)
I
Media
Di sp
e
rsiio Tip
o de compo ne
nt
e da descarga
Ii 11109 atmosM
r
lc
a
(61 ,1)
0 576
Primeira curta negat,va (80 )b
33,3
I
0,263
Primelra curta negativa
(80 )b
11,8 0,233 Subsequente curta negaliva
b
33,9 0,527 ' Primeira curta positiva (s ingels)
I 7,21
0,452 descarga atmosferica negativa
83,7 0,378 descarga atmosfenca posit
iva
4,69
0,383 Primelra curta negativa
0,938
0,383
Subsequente curta negallva
17,3
0,570 Prlmelra curta posltiva (singela)
57,4 0,596
Prime ira curta negativa
5,35
0.600
Subsequente curta negativa
612
0.844 Primeira curta posiliva
: 24,3
0.260 Primelra curta negativa
b
140,0 0,369 SubsequGnle curta negat a
b
2,53
10,670 Primeira curta positiva
20,1
i
0.420
Subsequente curta negativa
b
200
I Longa
T
On
a
s) D,S i Longa
Linha
na
Figur
a
A.
S
1A
IS
2
3
4
5
i 7
8
9
10
12
13
I
15
Durar;:ao da C 5 ~ . ~ 6 9 : ; ; . _ t : ; 0 ~ 3 ~ 0 ~ 4 ~ ~ r ; m : " , e ~ i r a : . . - : , " ~ , ~ " ~ o ~ e ~ 9 ~ ' ~ i V ~ ' ' : : c c : : - - - - -
- 1 - - - - i
frente de onda
c ~ . ~ 9 9 ~ 5 , - - 3 ~ 9 ~ 8
b ~ , ~ , ~ q ~ " ~ o ~ I ~ ' ~ r t ~ , , : , , o e ~ 9 ~ ~ ~ : - c c - - - - - - - - i
(J,ls) 26,5 0,534 Primelra curta posiliva (singela)
Durar;:ao
da
. 5 ' - _ + , 0 ~ . 2 ~
5 ~ 0
t ~ P ~
a - - ~ r t
' ~ O ~ ' ~ 9 ~ ' ~
i V ~
, - - _ - - - - - 1 - - - - 1
componenle i
da descarga 30,2
atmosferica (flS)
: 0,405
,
Subsequante curta negativa
C ABNT 2015 Todos os direi:os 'eservaoos
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ABNT NBR 5419-1:2015
labels
A.2 (continu8 ;ao)
Media
Dispersao
Tipo de
co
mponente da
descarga
Padimetro
"
.,
atmosf
erlca
I
224
0 578 Primeira
cur
Ia positiv8 (singela)
Intervalo de
0,405
,
Mli
ltiplas negativas
tempo
(msj
32.4
I
12.8 1.175
Descarga almasfer lca negativ8
Ourarvao
total
(Iodos as tiposJ
da oescarga
Descarga atmosferica negatill8 (sem 0
almasferica
167 0,445
(ms)
impulso singelo)
,
i
83.7 0,472
Descarga atmos erica positi
va
,
(liog '
log(X16
/oj
-log(Xso
o ,
onde X e 0 va lor do pararnetro
Parametros e valores relevantes de scntos
na
Electra N 9 [21 J.
,
linha
na
Figura
A.S
i
Tabela A.3 - Valores da probabilidade P em func;ao da corrente da descarga atmosferica
I
p
(kA)
I
I
1
3
0,99
5 0,95
10
0,9
i
20
I
0,8
I
30
0,6
I
35
0,5
40 0,4
,
50
0,3
I
60
0,2
I
80 0,1
I
100 0,05
i
150 0,02
200
0,01
300
0,005
i
400
0,002
600 0,001
ASNT 2015 - Todos os direilos reser,ados
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ABNT
NBR 5419-1 :2015
99,8
j
00.'
I
I
I
,
,
I
,
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,
"
Fa
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l ,etro,
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I
I
i
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I
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1
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I
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P0
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I
,
,
I
I
,
,
,
,
,
,
0
.'
I
2 3 " 6 8 1
0'
2346810>
2346810
2345810
NOTA Para a numera1;ao das curvas, ver Tabelas A.1 e A.2 .
Figura
A.S -
t r i b u i
c
umulativa
de
frequlmcia
dos
para
metros
das
correntes
das
desca
rgas
atmosfericas (lin
has
com valores de 95
%
a 5 %)
Todos as valores estabelecidos para as n{'Ieis
de
prole9:30 NP fornecidos nesta Norma refe rem-se
tanto a descargas atmosfericas ascendentes como descendentes.
NOTA Os valores dos parametros das descargas atmosferlcas sao geralmenle obtidcs par medivoes
efetuadas
em
estruturas de grande al tura.
A d r i b u i ~ a o
estatistica dos valores de pico
da
corrente
de
descarga
atmosferica ,sem considerar 0 efeito das esiruturas de grande altura,
pode
serobtida de estimativas dos sistemas
de
l o c a l i z a ~ a o
de descargas atmosfericas.
A.3 Estabelecendo
OS
parametros maximos
da
corrente de descarga
atmosterica
para
0
nivel
de prote930 NP
A.3 .1 Impulso p o s i t i v ~
Os efeitos mecanicos
das
descargas atmosfericas estao relacionados com a co rren te de pico (I) e
com a energia especifica
WIR). Os
efeitos termicos estao relacionados com a energia especifica
WIR)
quando ocorre um acoplamento resistivo e com a ca rga (0 ) quando ocorrem centelhamentos
na
instalalYao. Sobretens6es e centelhamentos perigosos causados par acoplamento indutivo estao
relacionados com a taxa media de inciinalYao
dildt)
da frente de onda da corrente da descarga
atmosfemca.
Os
parametros individuais I,
Q ,
WIR, dildt
tendem a
ser
dominantes em cad a mecanismo de
defe ito. Recomenda-se que isto seja evado
em c o n s d e r a ~ a o
por ocasiao do estabelecimento dos
procedimentos de ensaios.
30
:0 ABNT
2015 Todos os direi tos reservados
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41/78
g
u
o
ABNT NBR 54191 :2015
A.3.2 Impulso p o s t v ~ e componente lon9a
Os valores
I. Q
e
WIR
relacionados com as efeitos mecanicos e
termicos
sao determinados a partir
de descargas atmosfericas positivas. pois mesma sendo menos frequentes, seus valores a 10
%
sao
bem mals elevados que aquetes correspondenles aos valores para 1 das descargas atmosfericas
negativas. Da Figura A.S (linhas 3, 5, 8, 11 e 14
,
as seguintes valores com probabilidades inferiores
a 10 podem ser obtidos:
a
=
200 kA:
b) Onash = 300 C :
c
Qcurta =
100 C;
d) WIR
=
10 MJtn :
e) di/dt
= 20 kAi s.
Para urn primeiro Impulso positivQ conforme a Figura A.1, estes valores fornecem' urna prime ra
aproximaC;8o do
tempo de
frente :
T1
=
d//dt)
= 10 T1 e urn parametro de interesse secunda no).
Para uma componente com decaimento exponencial. as f6 rmulas seguintes sao aplicavels para a
calculo aproximado da carga e da energia T, T2 :
OClJrta
=
1/0,7) x
I
x Tz
WIR
=
(112) x (110.7) x f x T2
Estas formulas , associadas aos valores anteriormente citados, conduzem a uma primeira aproximaC;ao
do tempo necessaria ate meio valor:
Para a componente langa, sua carga pode 5er aproximadamente cal cuiada por:
Olonga = Onash
- Ocurta = 200
C
Sua durac;ao, segundo a Figura
A2,
pode ser estimada a partir dos dados da Tabela
A.l
como:
A.3.3 Primeiro impulso
negativo
Para alguns efeltos de acoplamento indutivo, 0 primeiro impulso negativo leva a tens6es induzidas
mais altas, por exemplo, nos cabos no interior de dutos para cabeamento feitos de concreto armado
Da
Figura A.S (Iinhas 1 e 12), as seguintes valores com probabilidades Inferiores a 1 % podem ser
ulilizados:
re a) 1=
100 kA:
ii
:
0. b) di/d t = 100 k A / ~ s
x
l
Cl
ABNT 2015
. lodos
os diroe,tos roeservados
31
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ABNT
NBR 5419-1;2015
Para 0 primeiro impulso negativo de acordo com a FIgura A 1, estes valores daD uma primeira
aproximac;:ao para as seus tempos de frente
de
onda de:
T = I/ di/dt} =
1.0)-lS
Seu tempo ate 0 meio valor pode ser estimado da
durac;:ao
da primeira componente de impulsos
negativos:
T = 200).15 T2 e urn parametro
de
interesse secundario)
A 3 .4
Impulso subsequente
o
valor
maximo
da taxa
media
de varia
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BNT
NBR 5419-1 :2015
Para urn dado raia da esfera rolante
r
pode ser assumido que lodas
as
descargas
atmosrericas
com
valores de
plCO
maiores que 0 va lor de pi
ca
minlma/correspondente
sao
interceptadas pelos
captores natura s au dedicados. Desta forma , a probabilidade para as va lores de pica das primeiras
componentes poslll'vas e negativas, oblida da Figura A.S (Iinhas 1A e 3 ,
e
assumida como sendo a
probabilidade de inlerceptacao. Levando
em
d e r ~ o a razao de polaridade
de
10 de descargas
almosferic
as
positivas e 90 de descargas atmosfericas negativas,a probabllidade total de interceptacao
pode ser calculada (
ver
Tabala 5).
Cl
ABNT 201
Todos 05 dueilos reservllO
OS
33
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ABNT NBR 541 9-1 :2
015
Anexo B
(informativo)
q u a ~ a o da corrente da descarga atmosferica em f u n ~ o do tempo para
efeito de analise
As formas
de
onda da corrente:
a) do primeiro Impulso
p o s i t i v ~
10/350
.Is:
b
do primeiro impulso negativo
1/200
Js,
c) dos impulsos neg ativos subsequentes 0,25/100 Ils
podem ser definidas como:
I tlT,110
i: x 10xexp -tIT2)
k 1+ I/T,l
8
.1l
onde
eo valor de pica da corrente ;
ke ator de correcao para 0 valor de pica de corrente;
eo tempo:
T ea constante de tempo de frente;
T e
a constante de tempo de cauda.
Para as formas de onda da corrente do primelfo impulso p o s i t i v ~ , primeiro impulso negativo e para as
impulsos negatlvos subsequentes para diferentes NP,sao aplicadosos parametrosdados na Tabela B.1 .
As curvas analiticas em funcao do tempo sao mostradas nas Figuras B.1 a B.6.
Tabela B .1 - Parmetros para a e q u a ~ a o B
.1
I
I Primeiro
impulso positivo
Prime
iro Impulso
negat
ivo
Impulso
nega
tivo
subsequente
Parametros
NP
NP
NP
I
I
,
I
"
IV
I
"
IIIIV
I
"
IIIIV
I kAI
200
150 100 100
I
75 50
50 37,5 25
0,93 0,93 0,93
0,986
i
0,986
0,986 0,993
0.993
0,993
T
(ps)
19 ,0
19,0
19.0 1,82 1.82
1.82 0,454 0,454 0,454
T ~ s )
485
,
485 485 285
I
285 285
143
i
143 143
34
C ABNT 2015 TOOos os direil
ol
reservados
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I
11
1
I ,
I
50
%
I
J
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I
I
I
I
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I
I
I
I
10
% --:
i
I
/
I
i
T.
,
--
T
Figura B.1 Forma de onda da elev8 9 o da corrente do primeiro impulso positivo
100%
i
i
i
[
~
,
I
200
,
' ,
' I
j
I
~ 1 5 0
I ~
I
I
I
I
,
'
I
50
I
I
I
,.
I
T,
,-
Figura B.2 Forma de onda da cauda da corrente do primeiro impulso positivo
C ABNT 2015 - l ooos os dlfeios resefVados
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ABNT NBR 5419-1 :2015
H
%
90%
V-
I
7
'
so
''''
/
,
o.
"
I
.-t=--- -T
Figura B.3 Forma de onda da eleva
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BNTNBR 5419-1 :2015
"
0 + - - - t _ _ - - f - - - - - J t - c : o ~ _ + - - - - - - t _ _ - _ 1
90 -
0 ,2101$
50
% +--- t__--H - -t__--f------j---+----j
I
I
,-
f - -
T
- - - - -= -=
l
U
Figura 8 .5 - Forma de onda da eJevac;ao da corrente do impulso negativo subsequente
I
i
i
I
I
,
100 0
I
\\
I
I
50
'J
50
I
50 ,.
~
i
I
~
_I
_
i
T
I
--
Figura B.6 - Forma de onda da cauda da corrente do
impulso
negativo subsequente
I ABNT 201 Tooos os oirelos reservados
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BNT NBR 5419-1 ;2015
A componente long a pode ser descnta como urna forma de onda retangular com urna corrente media
I
e a duracao
Tlonga de acordo
com a Tabela
3.
A densidade da amplitude
da
corrente
da
descarga almosferica (Fi
gu
ra B.7) pode ser derivada das
curvas analfticas
em
funcao
do
tempo.
38
i
2
-
E
.-
~
"
,,'
Fal)(3 relevante de
r e q u ~ n c ; a
Para &1111105 de LEMP
10
i
. ; ; ;
'
~ Primelra compener'lle negaiiva
~
kA
11200
I --...::::::
f-.-
10
1
...;
100
i
,,- j
10-
2
,
I
10
-
3
, , ~
,,
,,'
Componente subsequent negal,,,a
50
kA
0 ,251100
I
1
I ~ l _
Pnmelra componente posrtiva
7
200
kA
1 135 IlS
i
,,'
10
,
,.
1
,
,
_11
F r e q u ~ n c i a
f
(Hz)
lEe
2 7 1 O
Figura B.7 -
Densidade
da
amplitude
da corrente da
descarga atmosf
erica de acordo
com 0
NP I
BNT 2015 - Todos os direilos reser.ados
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ABNT
NBR 5419-1 :2015
Anexo C
(informativo)
i m u l a ~ a o
da
corrente
da descarga atmosferica
com
a
finalidade
de ensaios
C .1
Geral
5e uma estrutura o alinglda par urna descarga atmosferica, a corrente da descarga atmosferica
distribuida pela eslrutura. Ao ensaiar componentes individuals de prote98o. recomendase que
is
lo
seja levado em
consideracao
por meio da escolha apropriada dos
parametros
de ensaio para cada
componente, Para e51a finalidade, convem que seja feila urna analise do sistema.
C 2
i m u l a ~ a o da energia especifica do primeiro
impulso
p o s i t i v ~ e da carga
d
componente long
Os parametros de ensaies sao definidos nas Tabelas C.1 e C.2, e urn exemplo de gerador de ensaio
mostrado na Figura C.1, 0 quat pade 5e r utilizado para simular a energia especifica do primelro
impulso positlvo combinada com a carga da componente longa.
Os ensaios podem ser usados para avaliar a integridade mecanica . liv
re
dos efeitos ad versos de
aquecimento e fusao.
Os para metros de ensaios relevantes para a slmulacao do primeiro impulso positivo (valor de pico de
corrente a energia especffica
WIR
e a ca(ga
Qcurta
sao dados na Tabela
C l
Recomendase que
estes para metros sejam obtidos em um unico impulso. Isto pode ser atingido por uma corrente com
decaimento aproximadamente exponencial com T2
na
faixa de 350 fls.
Os para metros relevantes para a slmulacao da componente longa (carga Qionga e duraCao Tlonga sao
dados na Tabela C.2.
Dependendo do item sob ensaio e dos mecanismos de danos esperados. os ensaios para 0 primeiro
impulso positivo ou para a componente longa podem ser aplicados individual mente ou como urn ensaio
combinado, onde a componente longa segue 0 primeiro impulso imediatamen te. Recomenda -se que
ensaios para fusao com arco sejam feilos com ambas as polaridades.
NOTA
o primeiro impulso negatlvo nao e utllizado
para
os prop6sitos de ensaios.
CI ASNT
20 15 Todos
os
dlre.lOS rese.. .ados
9
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Chave de part
ida
\
. >4
l00).lH
a
300).LH
160 kV ten sao de
~ ~ ____ ~ R _ - _ o _ _ n _____ ~ _________ ~ V
G
L Gerador de co rrente
para
a
prn lll l ' ... compOn&nto curta
L Gerador de corr
ente
para a J
omponenle Iong8
NOTA
Valores aplicavels para NP
I.
Figura C.1 - Exemplo de gerador de ensaio para s i m u l ~ o da energia especifica do primeiro
impulso o s i t i v ~ e da carga da componente longa
Tabela
C.1
- Parametros de
ensaie
s para 0
primeiro
impulso positlvQ
Para
metro
s de ensa
lo
NP
Tolerancia
I
II
I
III-IV
Valor de pica da corrente
f
(kA)
200
150
;
100
10
Ca
r
ga
Qcurta
(e)
100 75
50 20
Energia especifica W/R
(MJ
/n) 10 5,6 2,5
35
;
Tabela C.2 - Parametros de ensaios
par
a a
component
e longa
Para
metro
s de ensalo
,
Ni
ve l de
p r o t e
Tolerancia
I
II
III-IV
Carga Q10nga
(C) 200 150 1
20
Durac;:ao Tlonga
(s)
05 0 5 05
,
10
C,3 Simula9ao da taxa de varia9ao da frente de onda de corrente dos impulsos
A taxa de varia9ao da corrente determina a tensao induzida magneticamente em
1890S
instalados
perto de condulores que conduzem as correnles das descargas atmosfe ricas.
A taxa de varia980 da corrente de urn impulso e definida como a elevacao da corrente i durante 0
tempo de eleva980 t (Figura C.2) .
Os
parametros de ensaio pertinentes para a simula9aO desta taxa
de varia9ao de corrente sao dados na Tabela C.3 . Exemplos de geradores de ensaios sao mostrados
nas Figuras C.3 e C.4, as quais podem ser utilizados para simular a taxa de variac;:ao da frente de
onda das correntes associadas as descargas aimosfericas diretas. A simula98a pade ser feita para 0
primeiro impulso p o s t v ~ e para 0 impulso subsequente negativo.
4
ABNT 2015 - TOOo
os
direilas rese r ..ados
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ABNT NBR 5419-1 :2015
NOTA Esta simula
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g
.
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Anexo
0
(informativo)
Parametros
de
ensaio para
simular os efeitos da
descarga atmosferica
sobre os componentes do SPOA
0 1 Geral
Este Anexo fomece as parametros basicos que pOdem ser utiJizados em laborat6rios para s i m u
dos efeil05 das descargas atmosfericas. Esle Anexo cobre lodos as componentes de urn SPDAsuje itos
a toda ou a maior parte da corrente
das
descargas atmosfericas, e recomenda-se
que
seja utitizado em
conjunto com as normas que especificam as requisites e as ensaios para cada componente especifico.
NOTA Parametres relevantes a cerlos aspectos do sistema (por exemplo. a
o o r d e n ~ o
dos dispositivos
de proteyao contra surtos) nao sao considerados neste Anexo.
0 2
arametros de corrente relevantes
o
ponto de impacto
Os parametros das correntes das descargas atmosfericas que exercem maior n f u ~ n c i a na
in
tegridade
fisi
ca
de um SPDA sao. em gera l. 0 valor de plCO da corrente I. a carga O. a energia especifica WIR.
a duracao ea taxa de variacao media da corrente diJdt Cada para metro tende a dominar diferentes
mecam sm os de falha . como analisado em detalhe nas se
c;:6es
seguintes. Os parametros de corrente
a serem considerados para ensalos sao combinac6es destes valores. selecionados para representar,
em
laborat6rio, 0 mecanisme de falha real da parte do SPDA sob ensaio. Os cnterios para a selecao
das grandezas importantes sao dados em 0.5.
A Tabela 0 .1 apresenta os valores maximos de I Q, WIR T e di/dt a serem considerados para ensalos
em funcao do nive l de protecao requerido.
Cl A8NT 2015
-
To dos S
d
ire it0
5 rtlSI: N
ad )
s
43
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54/78
uso e)lclusivo - IURY RAFAELLY LOPES SI
LV
A 081.988286-05 (Pedldo 532705 Impresso: 29/0512015
Tabela D
.1
- Resumo
dos
para
metro
s da
descarga
atmosferica a se rem considcrados nos calculos
dos
valores de ensaio para
diferentes componentes do SPDA e para diferentes
ni v
e is de
p r o t e ~ o
- - - . - . ~ - - - - -
~ - - ~ - - - - - - - - - - ~ .
Componente
Problema principal Parametros das descargas atmosfericas N
otas
~ ~
~ . ~
a p l ~
EIUS30
no ponto de impacto NP
. .ICJ
T
(por exemplo. chapas
,
200
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