Eletricidade :Proteçao contra os Raios

Formas de Proteção

Para a proteção das edificações, é necessária a utilização de outros tipos de pára-raios de acordo com a norma ABNT NBR 5419.

Um deles é o pára-raios tipo haste (conhecido como pára-raios Franklin) instalado no alto de edificações. Este pára-raios oferece proteção para a edificação (ou parte dela) contida sob o cone de proteção cujo vértice encontra-se no topo da haste captora.

O que estiver dentro desse espaço estará protegido (método Franklin). O Ângulo de proteção variará de acordo com o nível de proteção requerido, tipo de ocupação, valor do conteúdo, localização e altura da edificação. A norma ABNT NBR 5419 fornece os detalhes da sua especificação.



O método Franklin não se aplica a todos os tipos de edificações, devendo ser utilizados outros métodos (eletrogeométrico, malha ou gaiola de Faraday), de acordo com a norma ABNT NBR 5419. No caso de edificações maiores, acima de 60 metros, aplica-se somente o método da gaiola de Faraday. Em quaisquer dos métodos utilizados deve sempre haver um adequado aterramento.

Pára-raios radioativos não proporcionam proteção adequada e sua utilização é proibida no Brasil.

Para antenas instaladas sobre as edificações, o suporte ou ponto de fixação da antena deve ser aterrado adequadamente. Quando a antena não estiver localizada sobre a edificação, são necessários cuidados especiais, tais como aterramentos adicionais e instalação de blindagem.

O bom funcionamento dos pára-raios e a adequada proteção contra sobretensão estão associadas a um sistema de aterramento eficaz. O tipo de aterramento e o número de eletrodos de terra (hastes de aterramento) a serem utilizados para assegurar a eficácia do aterramento dependem das características do solo.

Existem vários equipamentos para a proteção da sua rede de baixa tensão. Os mais comuns são os pára-raios de baixa tensão (varistores), supressores de surtos, que podem ser encontrados no comércio especializado. Para o correto funcionamento desses equipamentos é necessário que sejam especificados adequadamente, que a sua rede elétrica seja bem aterrada e que o condutor neutro seja contínuo, bem dimensionado e com emendas bem feitas. O bom aterramento (hastes, malha de terra, condutores de descida, etc.) é de responsabilidade do proprietário do imóvel.

Para equipamentos sensíveis como a televisão, existem outros tipos de proteção que são instalados nas tomadas. Esses dispositivos são conhecidos como protetores contra surtos de tensão. Computadores, aparelhos de fax, secretárias eletrônicas ou mesmo televisores, podem requerer uma proteção especial. Para a atuação eficiente de qualquer dispositivo de proteção desses equipamentos, é necessário que o sistema de aterramento da sua instalação também seja eficiente. No caso de um aterramento mal feito, os dispositivos podem não funcionar perfeitamente.

Onde cai e como se propaga

Ao procurar um caminho para sua descarga, o raio atinge pontos altos e mais ponteagudo, onde existe maior concentração de cargas. Assim, ele pode cair próximo de um lugar várias vezes, contrariando o dito que diz "onde caiu um raio não cai outro". Os estragos provocados pela ação do raio são enormes, causando danos a uma área muito grande. Nem todo raio vem pela rede elétrica da Cemig. Ás vezes ele desce pela antena de TV, ou por outros caminhos como torres, árvores, etc.


O raio viaja por varais, rede telefônicas e cercas de arame, quando estas não são seccionadas e aterradas. Os raios podem atingir prédios e casas por serem pontos altos. O mesmo ocorre com igrejas, chaminés, as torres de TV, árvores ou até uma casa no descampado. Em tais situações a rede elétrica não tem nenhuma influência.

Cuidado com as cercas

As cercas conduzem o raio. Elas podem ser isoladas das edificações e aterradas nesses pontos. Em locais de circulação de pessoas e animais as cercas devem ser seccionadas e aterradas em intervalos regulares. Essas recomendações aplicam-se também a varais longos e ou que estejam em contato com edificações. O aterramento sempre deverá ser feito utilizando-se hastes próprias para o mesmo.

Cerca Paralela à Rede de Distruibuição Rural.

No caso do paralelismo situado ate 30m da rede, a cerca deverá ser aterrada e seccionada a cada 250 metros.

Cerca Transversal à rede de Distribuição Rural.

O aterramento e o seccionamento deverão localizar-se próximo ao limite da faixa de segurança.

Cuidados nos Casos de Tempestades
O que você deve fazer dentro de casa

Não tome banho durante as tempestades.
Não use chuveiro ou torneira elétrica.
Evite contato com qualquer objeto que possua estrutura metálica, tais como fogões, geladeiras, torneiras, canos, etc.
Evite ligar aparelhos e motores elétricos, para não queimar os equipamentos.
Afaste-se das tomadas e evite usar o telefone.
Desconecte das tomadas os aparelhos e eletrônicos tais como televisão, som, computadores, etc.
Permaneça dentro de sua casa até a tempestade terminar.
Desligue os fios de antenas dos aparelhos.
O que você deve fazer fora de casa.

Evite contato com cercas de arame, grades, tubos metálicos, linhas telefônicas, de energia elétrica e qualquer objeto ou estrutura metálica.
Afaste-se dos seguintes locais:

tratores e outras máquinas agrícolas;
motocicletas, bicicletas e carroças;
campos abertos pastos, campos de futebol, piscina, lagos, lagoas, praias, árvores isoladas, postes, mastros e locais elevados;
permaneça dentro de seu veículo caso o mesmo tenha teto de estrutura metálica.
Fonte: cemig.com.br

O Para-raios



A melhor proteção contra raios é oferecida pela pára-raios, aparelho relativamente simples desenvolvido por Benjamin Franklin em 1752.

Consta de três elementos principais - um mastro com captador, um aterramento e um cabo de ligação preso a isoladores.

Não obstante a simplicidade, os parâmetros obedecem a especificações técnicas que obrigam a contratação de pessoal ou firma com qualificações adequadas para a instalação do pára-raios. A zona de atuação do pára-raios faz um ângulo de 55º com a ponta do captor formando um cone de segurança.

As Lendas

A sabedoria popular, nem sempre tão sábia, criou uma série de noções falsas que podem levar à tragédia:


Lenda: Se não está chovendo não caem raios.

Verdade: Os raios podem chegar ao solo a até 15 km de distância do local da chuva.


Lenda: Sapatos com sola de borracha ou os pneus do automóvel evitam que uma pessoa seja atingida por um raio.

Verdade: Solas de borracha ou pneus não protegem contra os raios. No entanto, a carroceria metálica do carro dá uma boa proteção a quem está em seu interior; sem tocar em partes metálicas. Mesmo que um raio atinja o carro é sempre mais seguro dentro do que fora dele.


Lenda: As pessoas ficam carregadas de eletricidade quando são atingidas por um raio e não devem ser tocadas.

Verdade: As vítimas de raios não "dão choque" e precisam de urgente socorro médico, especialmente reanimação cardio-respiratória.


Lenda: Um raio nunca cai duas vezes no mesmo lugar.

Verdade: Não importa qual seja o local ele pode ser atingido repetidas vezes, durante uma tempestade. Isto acontece até com pessoas. O guarda florestal norte-americano Roy Sullivan foi atingido sete vezes durante sua vida. Sofreu pequenas queimaduras, contusões, tombos e roupas rasgadas.
Hoje, aposentado, Roy mora numa casa reboque com um pára-raios em cada quina.

Pára-raios e aterramentos I

Como os raios se formam

Durante as tempestades observa-se uma queda da temperatura e um aumento da umidade relativa do ar, o que diminui suas propriedades dielétricas.



Ao mesmo tempo, o movimento das nuvens provoca um aumento do potencial elétrico entre elas e o solo. Esses dois fatores contribuem para eventual movimento de cargas elétricas entre nuvem e solo, isto é, uma descarga elétrica de curta duração e de alta intensidade.

O pára-raios nada mais é que um elemento metálico situado a determinada altura e eletricamente ligado à terra, de forma que as descargas ocorram pelo caminho mais fácil, protegendo as suas imediações

Algumas definições

A palavra captor é freqüentemente usada como sinônimo de pára-raios. Em geral, se refere especificamente ao elemento situado no topo, que recebe diretamente o raio.



O captor mais usado atualmente é o tipo Franklin, que consiste de um conjunto de algumas hastes pontiagudas para facilitar a condução, montado em um mastro vertical. Ver esquema na figura.

Até certa época, foram usados tipos semelhantes, mas com adição de material radioativo que, segundo os fabricantes, aumentava o raio de ação. Não são mais permitidos devido ao riscos inerentes.

Em alguns casos são também usados fios horizontais como captores, mas essa forma não está no escopo desta página.

Curiosidade relacionada: o pára-raios foi inventado por Benjamin Franklin em 1752. Inicialmente houve resistência das religiões porque raio era considerado fúria de deus e o homem não podia interferir. A igreja católica declinou da objeção em 1769, quando um raio atingiu uma igreja perto de Veneza e provocou a ignição de uma grande quantidade de pólvora estocada nas proximidades, matando cerca de 3000 pessoas.

Aconselho uma protecção com descarregadores de sobretensão no quadro electrico , em conjunto com uma boa terra de protecção ( de preferençia um valor igual ou inferior a 20 OHM ) e rezar para que nunca entre nenhum na instalação electrica....eheh

Campo de proteção

Um captor Franklin em mastro vertical (Fig 01):



O campo de proteção é dado pelo cone com vértice no captor, com geratriz que faz ângulo de 60º com a vertical (para níveis de proteção maiores esse ângulo deve ser menor).

Portanto, r = h √ 3 #A.1#.



Dois captores Franklin em mastro vertical (Fig 02)



Sejam 2 captores de alturas h1 e h2, distanciados de d, tal que: d < √ [ 3 (h1 + h2) ]. Neste caso, a influência mútua pode ser considerada conforme equações a seguir (supõe-se que h1 > h2).

A linha curva entre h1 e h2 tem forma de parábola e, assim, a equação genérica da sua altura h em relação ao solo é:



h = ax2 + bx + c onde x é a distância horizontal em relação a h1.

E os coeficientes são dados por:

a = (h2 - h1) d2 + (√ 3) / (3d) #B.1#.

b = - (√ 3) / 3 #B.2#.

c = h1 #B.3#.

E o campo de proteção será:

a) nas extremidades, superfícies cônicas conforme item anterior.

b) entre os captores, a superfície com vértice na parábola aqui definida, com geratriz reta partindo desta parábola e em ângulo de 60º com a vertical.

Para mais de 2 captores:

Determinam-se as superfícies para cada agrupamento de 2 captores conforme item anterior e se faz a sobreposição das mesmas.

Instalação típica

A figura abaixo mostra a instalação padrão com apenas 1 captor. Entretanto, o número de captores deve ser dado em função da área a proteger conforme critério anterior. Todo o prédio e áreas a proteger devem estar dentro do campo de proteção.



O cabo de descida é normalmente de cobre, com seção não inferior a 35 mm2.

Como regra geral, a descida deve ser a mais direta possível, com o mínimo de curvas. Essas, quando necessárias, devem ter raio mínimo de 20 cm.

Não deve haver emendas, exceto para o conector indicado, próximo ao solo, que permite separar as partes para medições do aterramento.

Os espaçadores devem ser usados a cada 2 m no máximo e devem proporcionar um separação mínima de 20 cm entre cabo e prédio ou outras partes.


Número de descidas:

Quando se tem mais de um captor, o número de descidas deve ser dado pelo valor máximo entre as expressões abaixo:

(a + 100) / 300

h / 20

(p + 10) / 60 onde:

a: área coberta do prédio em metros quadrados. h: altura do prédio em metros. p: perímetro do prédio em metros. Se o valor de alguma for fracionário, ele dever ser arredondado para o inteiro imediatamente superior.

Calculando aterramentos

Os aterramentos mais comuns são formados por uma ou mais hastes cilíndricas verticais, cravadas no solo e eletricamente interligadas por fios de cobre sem isolação.




As hastes são em geral feitas de aço e revestidas com cobre. Essa construção reduz o custo dos materiais e aumenta a resistência mecânica, sem comprometer sensivelmente as propriedades elétricas.

Na Figura 01 ao lado, exemplo de um aterramento com duas hastes.

Comercialmente, os comprimentos (L) e diâmetros (D) mais comuns são 2,4 e 3,0 metros e 1/2, 3/4 e 1 polegadas, respectivamente. E nesta página somente esses valores serão considerados.

Na parte inferior da figura, a representação aqui adotada da "vista de cima" imaginária, para indicar os diversos arranjos físicos mais usados em aterramentos.

As fórmulas e coeficientes foram colocados em códigos de JavaScript, bastando indicar nos campos os parâmetros necessários, os quais, naturalmente, dependem do seu projeto. Entretanto, em todos os casos será necessária a indicação da resistividade do solo. Esse valor deverá ser de preferência medido no local da instalação ou, se alguma imprecisão for tolerada, poderá ser estimado conforme tabela abaixo.

Areia: de 250 a 500 Ω m---- Limo: de 20 a 100 Ω m
Argila: de 20 a 60 Ω m------ Humus: de 10 a 150 Ω m
Argila e areia: de 80 a 200 Ω m------ Turfa: de 150 a 300 Ω m
Lama: de 5 a 100 Ω m------ Rocha: > 1000 Ω m


Observar os seguintes pontos para o uso dos formulários:

a) Valores de comprimento e diâmetro das hastes só podem ser selecionados entre os padrões já mencionados.

b) A resistividade do solo deve ser dada em ohm.metro (Ω m) e, inicialmente, o campo apresenta o default 100.

c) O resultado, isto é, a resistência do aterramento, é dado em ohms (Ω).

Tenho 1 casa de madeira cuja ligação electrica deriva da casa principal.
Há dias 1 raio penetrou na instalação electrica e provocou danos pouco relevantes na casa principal (de betão) apenas linha telefónica, amplificador de antena e LNB da parabólica. No entanto na casa de madeira os estragos foram elevados. Embora os diferenciais tenham disparado (e queimado) a tensão percorreu os fios electricos á volta da casa e rebentou com barrotes de madeira de 20 cm de espessura tendo ficado queimado á volta das zonas onde havia pregos.
A casa está assente em barrotes de madeira e não tem qualquer betonização.
Como posso prevenir situações semelhantes no futuro?
Os descarregadores serão suficientes?
Agradeço uma ajuda
Obrigado

Boas esse raio que entrou foi directamente na casa ou foi em outro lugar?

vi uma patente de Nicola tesla em que ele relata que a forma pontiaguda dos pararaios nao e a melhor, patente do ano 1900 nº nao sei k, dêm uma vista de olhos eu acredito no homem da muito alta como o c...... tensão ( energia radiante ) lol.

Cumprimentos:espi28:

homemfeio disse:

Aconselho uma protecção com descarregadores de sobretensão no quadro electrico , em conjunto com uma boa terra de protecção ( de preferençia um valor igual ou inferior a 20 OHM ) e rezar para que nunca entre nenhum na instalação electrica....eheh

Clique para expandir...

Boas,

Penso que a utilização de descarregaores de sobretensões é obrigatória.
O valor óhmico da terra do Pára-Raios quando em regime de anel comum, em regime de neutro tipo T-T deverá ser sempre inferior a 1 ohm.
O valor óhmico da terra do Pára-Raios quando em regime de anel comum, em regime de neutro tipo T-N deverá ser sempre inferior a 1 ohm com disruptor de separação de terra do Pára-raios e terra de protecção (Disruptor de 2,5 kV - 5 kA (Onda 8/20) e máximo de 100 kA).
A instalação do sistema do Pára-raios deverá estar de acordo com as seguintes normas e recomendações técnicas:
Norma portuguesa NP 4426
Norma Francesa - NF P 17 102
Norma Internacional - IEC 1024-1
Guia Técnico do Pára-raios da Direcção Geral de Energia - 3.ª Edição 1996

Para as baixadas é aconselhável utilizar fita de cobre, a energia da descarga é de alta tensão, só passa no perimetro do condutor, logo com menos secção de fita temos um perimetro maior em relação a um condutor redondo.
Para efeitos de corrosão a fita deverá ser estanhada.

As baixadas deverão ter 3 fixações por metro.