Aterramento e Spda

Fazer um projeto de SPDA com aterramento de uma residência com telhado com altura de 9m Esta residência deve ter minimamente 100m² Não precisa do projeto arquitetônico apenas da fachada mostrando a altura e uma visão do telhado com detalhes da descida do cabeamento Todos os dados do projeto serão por conta dos alunos O que será avaliado é a capacidade de fazer um projeto passo a passo desde a análise de risco até os cálculos inerentes ao projeto PARARAIO TIPO FRANKLIN ABRACADEIRAG UIA REF O RCADA 2 PÁRARAIOS FRANKLIN LATÃO CROMADO 35mm CABO DE COBRE NU 3 m X 2 REF O RCADA 2 ABRACADEIRAGUIA M AST RO Captor Franklin Prédio Área de Proteção 866 m Vista Frontal 5 m 60 Condutor de descida 2 lados Cabo de Cobre Nu 35 mm² 5 m 60 5 m 60 PARARAIO TIPO FRANKLIN ABRACADEIRAG UIA REF O RCADA 2 PÁRARAIOS FRANKLIN LATÃO CROMADO 35mm CABO DE COBRE NU 3 m X 2 REF O RCADA 2 ABRACADEIRAGUIA M AST RO PARARAIO TIPO FRANKLIN ABRACADEIRAG UIA REF O RCADA 2 PÁRARAIOS FRANKLIN LATÃO CROMADO 35mm CABO DE COBRE NU 3 m X 2 REF O RCADA 2 ABRACADEIRAGUIA M AST RO Vista Traseira Vista Lateral Vista Superior Conexão de ensaio Condutor de descida Cabo de Cobre Nu 35 mm² Eletrodo de aterramento Cabo de Cobre Nu 50 mm² Conexão de ensaio Eletrodo de aterramento Cabo de Cobre Nu 50 mm² Condutor de descida Cabo de Cobre Nu 35 mm² Conexão de ensaio Eletrodo de aterramento Cabo de Cobre Nu 50 mm² Eletrodo de aterramento Cabo de Cobre Nu 50 mm² Condutor de descida Cabo de Cobre Nu 35 mm² Projeto SPDA O primeiro passo para implementar um SPDA é aplicar a análise de risco e analisar os resultados para saber se vai precisar do SPDA e se precisar qual o nível de proteção que supre os riscos Endereço Florianópolis SC As principais zonas de estudo podem ser definidas Z0 Fora da estrutura Z1 Dentro da estrutura Para a zona Z0 considerase que nenhuma pessoa está fora da estrutura e portanto o risco R1 nesta zona é nulo Para a zona Z1 não haverá estudo do risco econômico R4 O risco R1 para esta zona é considerado tendo em vista a presença de pessoas e é demonstrado no decorrer deste estudo Tabela 1 Características da Estrutura e do Meio Ambiente Parâmetro Comentário Id Valor Referência Densidade de descargas atmosféricas para o local estudado 1km²ano Consultado em Anexo F NBR54192 Ng 5 INPE Dimensões da estrutura Estudo com formato prismático simples L 9 4057 W 10 H 10 AD somente para construções com formatos complexos AD Fator de localização da estrutura Estrutura cercada por objetos da mesma altura ou mais baixos Cd 05 Tabela A1 SPDA instalado Estrutura não protegida por SPDA Pb 1 Tabela B2 Ligação Equipotencial Sem DPS Peb 1 Tabela B7 Blindagem externa Não se aplica Wm1 Wm2 Ks1012Wm1 Ks1 1 Eq B5 Ks2012Wm2 Ks2 1 Eq B6 Tabela 2 Linhas conectadas à estutura Parâmetro Comentário Id Valor Referência Linha de energia Se aplica Pli 1 Tabela B9 Comprimento m Padrão Ll1000 Ll 1000 Metros Fator de instalação Aéreo Cl 1 Tabela A2 Fator tipo de linha Linha de energia ou sinal Ct 1 Tabela A3 Fator ambiental Urbano Ce 01 Tabela A4 Blindagem da linha Linha aérea ou enterrada não blindada ou com a blindagem não interligada ao mesmo barramento de equipotencialização do equipamento RS Tabela B8 Blindagem aterramento isolação Linha de energia com neutro multiaterrado Nenhuma Cldp 1 Tabela B4 Cli 02 Estrutura adjacente Dimensões da estrutura adjacente Lj 0 0 Wj 0 Hj 0 Fator de localização da estutura Estrutura cercada por objetos da mesma altura ou mais baixos Cdj 05 Tabela A1 Tensão suportável do sistema interno 10 kV Uw 1 Tabela B8 Ks4 1000 Eq B7 Pld 1 Tabela B8 Linha de sinal Se aplica Pli 1 Tabela B9 Comprimento m Padrão Ll1000 Ll 1000 Metros Fator de instalação Aéreo Cl 1 Tabela A2 Fator tipo de linha Linha de energia ou sinal Ct 1 Tabela A3 Fator ambiental Urbano Ce 01 Tabela A4 Blindagem da linha Linha aérea ou enterrada não blindada ou com a blindagem não interligada ao mesmo barramento de equipotencialização do equipamento RS Tabela B8 Blindagem aterramento isolação Linha aérea blindada energia ou sinal Blindagem não interligada ao mesmo barramento de equipotencialização que o equipamento Cldd 1 Tabela B4 Cli 01 Estrutura adjacente Dimensões da estrutura adjacente Lj 0 0 Wj 0 Hj 0 Fator de localização da estutura Estrutura cercada por objetos da mesma altura ou mais baixos Cdj 05 Tabela A1 Tensão suportável do sistema interno kV 10 kV Uw 1 Tabela B8 Ks4 1000 Eq B7 Pld 1 Tabela B8 Tabela 3 Características da Zona de Exposição Parâmetro Comentário Id Valor Referência Tipo de piso Agricultura concreto rt 100E02 Tabela C3 Proteção contra choque estrutura Nenhuma medida de proteção Pta 1 Tabela B1 Proteção contra choque linha Restrições físicas Ptu 0 Tabela B6 Risco de incêndio ou explosão Incêndio Baixo rf 100E03 Tabela C5 Proteção contra incêndio Nenhuma providência rp 1 Tabela C4 Energia Fiação Interna Cabo não blindado sem preocupação no roteamento no sentido de evitar laços Ks3p 1 Tabela B5 DPS Nenhum sistema de DPS coordenado Pspdp 1 Tabela B3 Dados Fiação Interna Cabo não blindado sem preocupação no roteamento no sentido de evitar laços Ks3t 1 Tabela B5 DPS coordenado Nenhum sistema de DPS coordenado Pspdt 1 Tabela B3 Tipo de perigo especial Baixo nível de pânico por exemplo uma estrutura limitada a dois andares e número de pessoas não superior a 100 hz 2 Tabela C6 Tabela 4 Tipos de Perdas Inaceitáveis de Vida Humana L1 Parâmetro Id Valor Referência Ferimentos Todos os tipos Lt 100E02 Tabela C2 Danos Físicos Hospital hotel escola edifício cívico Lf1 100E01 Falhas de sistemas internos Outros Lo0 100E00 Número de pessoas na zona de perigo nz 24 Número de pessoas na estrutura inteira nt 25 Horas por dia em que a estrutura se mantém ocupada Thor 24 Total de dias por ano em que a edificação se mantem ocupada Tdia 365 Tempo em horas por ano em que as pessoas estão presentes em um local perigoso tz 8760 LULArtLtnznttz8760 LULA 960E05 Eq C1 LBLVrprfhzLfnznttz8760 LBLV 192E04 Eq C3 LC1LMLWLZLo0nznttz8760 LC LM LW LZ 960E01 Eq C4 Tabela 5 Tipos de Perdas Inaceitáveis de Serviço ao Público L2 Parâmetro Comentário Id Valor Referência D2 Danos Físicos Lf2 0 Tabela C8 D3 Falhas de sistemas interno Lo2 0 LB2LVrprfLFnznt LBLV 0 Eq C7 LC2LMLWLZLo2nznt LC LM LW LZ 0 Eq C8 Tabela 6 Tipos de Perdas Inaceitáveis ao Patrimônio Cultural L3 Parâmetro Comentário Id Valor Referência Perda cultural Não se aplica LF3 0 Tabela C10 Valores Cz Valor do patrimônio cultural Cz 0 Milhões de reais Ct valor total da edificação e conteúdo da estrutura Ct 0 LB3LVrprfLFCzCt LBLV 0 Eq C12 Tabela 7 Perda Econômica L4 Parâmetro Comentário Id Valor Referência Ferimento devido a choque Não se aplica Lt 0 Tabela C12 Danos físicos Outros Lf 01 Tabela C12 Falha de sistemas Outros Lo 00001 Tabela C12 Valor dos animais na zona ca 0 Valor da edificação relevante à zona cb 0 Valor do conteúdo da zona cc 0 Valor dos sistemas internos incluindo suas atividades cs 0 Valor total da estrutura ct 0 Valores LULArtLtcact LULA 0 Eq C10 LBLVrprfhzLfcacbcccsct LBLV 0 Eq C12 LCLMLWLZLocsct LC LM LW LZ 0 Eq C13 Tabela 8 Área de Exposição Equivalente Parâmetro Equação Id Valor Referência Estrutura AdLW23HLWpi3H² Ad 406E03 Eq A2 Am2500LWpi500² Am 804E05 Eq A7 Linha de energia Alp40Ll Alp 400E04 Eq A9 Aip4000Ll Aip 400E06 Eq A11 AdjpLjpWjp23HjpLjpWjppi3Hjp² Adjp 000E00 Eq A2 Linha de dados Ald40LI Ald 400E04 Eq A9 Aid4000Ll Aid 400E06 Eq A11 AdjdLjdWjd23HjdLjdWjdpi3Hjd² Adjd 000E00 Eq A2 Tabela 9 Número esperado Anual de Eventos perigosos Parâmetro Equação Id Valor 1ano Referência Estrutura NdNgAdCd10E6 Nd 101E02 Eq A4 NmNgAm10E6 Nm 402E00 Eq A6 Linha de energia NLpNgAlpCipCepCtp10E6 NLp 200E02 Eq A8 NlpNgAipCipCepCtp10E6 Nlp 200E00 Eq A10 NdjpNgAdjpCdjpCtp10E6 Ndjp 000E00 Eq A5 Linha de dados NLdNgAltCltCetCtt10E6 NLd 200E02 Eq A8 NldNgAidCidCedCtd10E6 Nld 200E00 Eq A10 NdjdNgAdjdCdjdCtd10E6 Ndjd 000E00 Eq A5 Tabela 10 Avaliação da Probabilidade Px de Danos Probabilidade da descarga causar Equação Id Valor Referência Ferimentos a seres vivos por meio de choque elétrico PaPtaPb Pa 100E00 Eq B1 Probabilidade da descarga na estrutura causar falha nos sistemas interno Energia PcpPspdpCldp Pcp 100E00 Eq B2 Dados PcdPspddCldd Pcd 100E00 Eq B2 Composição Pc11Pcp1Pcd Pc 100E00 Eq 14 Probabilidade da descarga perto da estrutura causar danos internos Energia PmpPspdpPmsp Pmp 100E00 Eq B3 Dados PmdPspddPmsd Pmd 100E00 Eq B3 Probabilidade da descarga na linha causar ferimentos a seres vivos por choque Energia PupPtuPebPldpCldp Pup 000E00 Eq B8 Dados PudPtuPebPlddCldd Pud 000E00 Eq B8 Probabilidade da descarga na linha causar falhas de sistemas internos Energia PwpPspdpPldpClp Pwp 100E00 Eq B10 Dados PwdPspddPlddCld Pwd 100E00 Eq B10 Probabilidade da descarga perto da linha causar falhas de sistemas internos Energia PzpPspdpPlipClip Pzp 200E01 Eq B11 Dados PzdPspddPlidClid Pzd 100E01 Eq B11 Probabilidade da descarga em uma linha causar danos físicos Energia PvpPebPldpCldp Pvp 100E00 Eq B9 Dados PvdPebPlddCldd Pvd 100E00 Eq B9 Energia PmspKs1Ks2Ks3pKs4p² Pmsp 100E00 Eq B4 Dados PmstKs1Ks2Ks3dKs4d² Pmsd 100E00 Eq B4 Pm11Pmp1Pmd Pm 100E00 Eq 15 Tabela 11 Análise das Componentes de Risco para R1 Risco Id Valor Referência RANdPaLA RA 974E07 Eq 6 RBNdPbLB RB 195E06 Eq 7 RCNdPcLC RC 000E00 Eq 8 RMNmPmLm RM 000E00 Eq 9 Energia RUpNLpNdjpPupLU RUp 000E00 Eq 10 Dados RUdNLdNdjdPudLU RUd 000E00 Eq 10 RUNLNdjPuLU RU 000E00 Eq 10 Energia RVpNLpNdjpPvpLV Rvp 384E06 Eq 11 Dados RVdNLdNdjdPvdLV Rvd 384E06 Eq 11 RVNLNdjPvLV RV 768E06 Eq 11 Energia RWpNLpNdjpPwpLW RWp 192E02 Eq 12 Dados RWdNLdNdjdPwdLW RWd 192E02 Eq 12 RWNLNdjPwLW RW 000E00 Eq 12 Energia RZpNlpPzpLz RZp 384E01 Eq 13 Dados RZdNldPzdLz RZd 192E01 Eq 13 RZNiPzLZ RZ 000E00 Eq 13 Tabela 12 Análise das Componentes de Risco para R4 Risco Id Valor Referência RANdPaLA RA 000E00 Eq 6 RBNdPbLB RB 000E00 Eq 7 RCNdPcLC RC 000E00 Eq 8 RMNmPmLM RM 000E00 Eq 9 Energia RupNLpNdjpPupLU RUp 000E00 Eq 10 Dados RudNLdNdjdPudLU RUd 000E00 Eq 10 RuNLNdjPuLU RU 000E00 Eq 10 Energia RvpNLpNdjpPvpLV Rvp 000E00 Eq 11 Dados RvtNLtNdjtPvtLV Rvt 000E00 Eq 11 RVNLNdjPvLV RV 000E00 Eq 11 Energia RwpNLpNdjpPwpLW RWp 000E00 Eq 12 Dados RwtNLtNdjtPwtLW RWd 000E00 Eq 12 RWNLNdjPwLw RW 000E00 Eq 12 Energia RzpNlpPzpLZ RZp 000E00 Eq 13 Dados RzdNldPzdLZ RZd 000E00 Eq 13 RZNiPzLz RZ 000E00 Eq 13 Tabela 13 Análise do Risco Equação Id Valor Referência Tolerável Risco de explosão ou hospital Não R1RARBRCRMRURVRWRZ R1 106E05 Eq 1 100E05 Atendimento ao público Sim R2RBRCRMRVRWRZ R2 000E00 Eq 2 100E03 Perda de patrimônio cultural Não R3RBRV R3 000E00 Eq 3 100E04 Animais Não R4RARBRCRMRURVRWRZ R4 000E00 Eq 4 100E03 Avaliação econômica Não RARBRURV 106E05 100E05 Considerando que R1 numera o risco de perda de vida humana R2 numera o risco de perdas de serviço público R3 numera o risco de perdas de patrimônio cultural R4 numera o risco de perdas de valor econômico RA numera a componente relacionado a seres vivos por choque elétrico D1 S1 RB numera a componente relacionado a danos físicos D2 S1 RC numera a componente relacionado à falha de sistemas internos D3 S1 RM numera a componente relacionada à falha de sistemas internos D3 S2 RU numera a componente relacionado a seres vivos por choque elétrico D1 S3 RV numera a componente relacionado a danos físicos D2 S3 RW numera a componente relacionada à falha de sistemas internos D3 S3 RZ numera a componente relacionada à falha de sistemas internos D3 S4 Concluise Dada a análise de risco e comparando com os valores de risco máximos sugeridos pela ABNT NBR54102 de 2015 a edificação não está protegida contra descargas atmosféricas pois o risco é maior que o risco máximo tolerável Proteções Adotadas Proteção Medida instalada id Valor Referência SPDA instalado Estrutura protegida por SPDA classe IV Pb 02 Tabela B2 Proteção contra choque estrutura Nenhuma medida de proteção Pta 1 Tabela B1 Proteção contra choque linha Restrições físicas Ptu 0 Tabela B6 Proteção contra incêndio Nenhuma providência rp 1 Tabela C4 Ligação equipotencial Sem DPS Peb 1 Tabela B7 Energia Fiação interna Cabo não blindado sem preocupação no roteamento no sentido de evitar laços Ks3p 1 Tabela B5 DPS Nenhum sistema de DPS coordenado Pspdp 1 Tabela B3 Dados Fiação interna Cabos blindados e cabos instalados em eletrodutos metálicos Ks3t 00001 Tabela B5 DPS Nenhum sistema de DPS coordenado Pspdd 1 Tabela B3 Análise do Risco atualizada Equação Id Valor Referência Tolerável Atende R1RARBRCRMRURVRWRZ R1 826E06 Eq 1 100E05 Sim R2RBRCRMRVRWRZ R2 000E00 Eq 2 100E03 Sim R3RBRV R3 000E00 Eq 3 100E04 Não estudado R4RARBRCRMRURVRWRZ R4 000E00 Eq 4 100E03 Não estudado Portanto podemos adicionar um sistema de proteção contra descargas atmosféricas para que o risco seja menor que o risco tolerável Conforme as tabelas acima um SPDA classe IV já satisfaz os requisitos de risco Subsistema de captação Analisando o gráfico acima determinamos que podemos utilizar o método do captor franklin com ângulo de proteção de 60 graus sendo bem conservador para altura de 9 metros e classe de proteção IV Aplicando esse método com um captor com mastro de 3 metros temos a seguinte imagem da frontal da cobertura Sabemos que 𝑇𝑎𝑛𝜃 𝐶𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜 𝐴𝑑𝑗𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒 𝐶𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑇𝑎𝑛60 5 866 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 Portanto temos a seguinte área de proteção com a vista de cima do prédio representada por um circuito de raio 8 66 metros Dito isso o método do captor franklin com um mastro de 3 metros ao centro da cobertura do prédio atende toda área de proteção necessária Subsistema de descida 𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑜 𝑝𝑟é𝑑𝑖𝑜 𝑙𝑎𝑑𝑜 4 10 4 40 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 Portando para um SPDA classe IV 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑖𝑑𝑎𝑠 40 20 2 𝑑𝑒𝑠𝑐𝑖𝑑𝑎𝑠 E como o prédio é menor que 20 metros não será necessária a implantação de anéis intermediários Tanto o sistema de descida quando o de captação utilizarão cabo de cobre 35 mm² encordoado Portanto os fixadores da cobertura devem possuir distanciamento máximo de 1 metro e os da descida lateral 15 metros Subsistema de aterramento Será utilizado anel de cabo de cobre de 50 mm² encordoado como eletrodo de aterramento esse eletrodo deverá circundar a instalação a um metro de distância e 50 cm de profundidade Com isso finalizamos o projeto que se encontra em anexo seguindo todas as proposições da NBR5419 PARARAIO TIPO FRANKLIN ABRACADEIRAG UIA REF O RCADA 2 PÁRARAIOS FRANKLIN LATÃO CROMADO 35mm CABO DE COBRE NU 3 m X 2 REF O RCADA 2 ABRACADEIRAGUIA M AST RO Captor Franklin Prédio Área de Proteção 866 m Vista Frontal 5 m 60 Condutor de descida 2 lados Cabo de Cobre Nu 35 mm² 5 m 60 5 m 60 PARARAIO TIPO FRANKLIN ABRACADEIRAG UIA REF O RCADA 2 PÁRARAIOS FRANKLIN LATÃO CROMADO 35mm CABO DE COBRE NU 3 m X 2 REF O RCADA 2 ABRACADEIRAGUIA M AST RO PARARAIO TIPO FRANKLIN ABRACADEIRAG UIA REF O RCADA 2 PÁRARAIOS FRANKLIN LATÃO CROMADO 35mm CABO DE COBRE NU 3 m X 2 REF O RCADA 2 ABRACADEIRAGUIA M AST RO Vista Traseira Vista Lateral Vista Superior Conexão de ensaio Condutor de descida Cabo de Cobre Nu 35 mm² Eletrodo de aterramento Cabo de Cobre Nu 50 mm² Conexão de ensaio Eletrodo de aterramento Cabo de Cobre Nu 50 mm² Condutor de descida Cabo de Cobre Nu 35 mm² Conexão de ensaio Eletrodo de aterramento Cabo de Cobre Nu 50 mm² Eletrodo de aterramento Cabo de Cobre Nu 50 mm² Condutor de descida Cabo de Cobre Nu 35 mm²