Curiosidades


O que são Raios?

Raios são descargas atmosféricas que ocorrem entre nuvens ou entre nuvens e a terra. Essas descargas atmosféricas são ricas em corrente e tensão e têm uma grande capacidade destrutiva, podendo atingir as edificações e instalações elétricas, sendo estas últimas o objeto de nosso estudo.

E como ocorrem?

As nuvens são eletricamente carregadas, tanto com cargas negativas quanto positivas, as quais se mantém equilibradas. Com o acúmulo de partículas de água, há um desequilíbrio elétrico e há um aumento das cargas negativas que se deslocam gradativamente para a parte inferior da nuvem (2) e as positivas (1) conseqüentemente para a parte superior. Ao mesmo tempo as cargas positivas da terra se deslocam para a superfície, sendo atraídas pelas cargas negativas da nuvem. As cargas negativas da nuvem geram um traçador descendente(5) e as cargas positivas(6) da terra geram um traçador ascendente, quando eles se encontram quebram a isolação do ar, e as cargas negativas são drenadas para a terra, esse encontro é chamado de RAIO (7).

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E como se proteger?

De acordo com a norma ABNT 5419 item 3.5 o Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas é composto de um sistema externo (SPDA) e um sistema interno (DPS). O SPDA é popularmente chamado de Pára-Raios, sendo responsável pela proteção das edificações. O DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) é responsável pela proteção da instalação elétrica e dos equipamentos eletro-eletrônicos. É claro que ambos se complementam e juntos proporcionam proteção aos usuários.

O que são transientes, surtos ou sobretensões?

Transientes, surtos ou sobretensões são variações bruscas de energia que podem danificar tanto as instalações elétricas, como os equipamentos elétricos ou eletrônicos. A sua origem pode ser tanto por ocorrência de descargas atmosféricas (RAIOS), como por manobras das concessionárias. Podem atingir tanto as redes elétricas, telefônicas, de dados ou de sinais.

Como surgem os transientes em uma instalação?

As três principais causas do surgimento de transientes nas instalações elétricas, são:
  • Transiente de origem indiretas ou induzidas;
  • Transiente de origem diretas ou conduzidas;
  • Transiente de origem por diferença de potencial.

Transientes indiretos ou induzidos

Podem ter sua origem tanto em manobras na rede elétrica como em descargas atmosféricas.
Os transientes oriundos de manobras na rede elétrica podem ocorrer devido ao chaveamento de circuitos elétricos pela própria concessionária e são muito comuns no reestabelecimento da energia após uma interrupção, ou ainda podem ser gerados por equipamentos interligados nessa rede, por exemplo o acionamento de motores, inversores, etc.
Os transientes com origem em descargas atmosféricas com certeza são os que possuem maior capacidade de destruição.
Entenda o fenômeno:
Quando descargas atmosféricas atingem as linhas de transmissão ou distribuição de redes elétricas, tefefônicas, ou de dados das concessionárias (1), ou estruturas, ou ainda árvores (2), as ondas eletromagnéticas oriundas durante esse fenômeno induzem nos condutores metálicos (3) que estiverem nas proximidades. Descargas atmosféricas que atingem o solo (4) também podem induzir no sistema de aterramento (5) das instalações elétricas. Esses transientes contaminam a instalação elétrica e consequentemente danificam os equipamentos eletro-eletrônicos (6) ali instalados.
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Transientes diretos ou conduzidos

Quando as descargas atmosféricas atingem diretamente a instalação elétrica, ou o sistema de para-raios, ou a estrutura, todos os elementos que compõem essa edificação, inclusive o aterramento ficam energizados de forma diferente, ou seja, ficam em potenciais diferentes, ocorrendo fuga de corrente por todos os pontos envolvidos no fenômeno. Este tipo de transientes por serem injetados diretamente nos elementos da instalação elétrica são muito ricos em corrente, portanto são capazes de produzirem um dano muito grande à instalação e aos equipamentos(*).
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Diferença de potencial

Com certeza essa é maior causa de danos onde se cumpre apenas parte da norma, ou seja, faz-se o aterramento da instalação elétrica, telefônica ou dados, mas por vários motivos não se interliga os eletrodos dos diversos aterramentos. Quando a descarga atmosférica atinge o solo, ou é direcionada para o solo através dos eletrodos de aterramento, o solo fica energizado, mesmo que por frações de segundo, e essa energia gera induções que percorrem de forma circular atingindo os outros eletrodos de aterramento, e consequentemente contaminando outras partes da instalação elétrica.
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E o que é aterramento?

É o elemento ou conjunto de elementos, condutores de eletricidade, enterrados no solo, com capacidade de dispersar correntes elétricas indesejáveis que circulem em uma instalação elétrica. Este elemento pode ser também embutido na estrutura.
Da Norma ABNT 5419
Item 5.1.3.1.1
Do ponto de vista da proteção contra o raio, um subsistema de aterramento único integrado à estrutura é preferível e adequado para todas as finalidades (ou seja, proteção contra raio, sistemas de potência de baixa tensão e sistemas de sinal).
Item 5.1.3.1.2
Para assegurar a dispersão da corrente de descarga atmosférica na terra sem causar sobretensões perigosas, o arranjo e as dimensões do subsistema de aterramento são mais importantes que o próprio valor da resistência de aterramento. Entretanto, recomenda-se, para o caso de eletrodos não naturais, uma resistência de aproximadamente 10 ohms, como forma de reduzir os gradientes de potencial no solo e a probabilidade de centelhamento perigoso. No caso de solo rochoso ou de alta resistividade, poderá não ser possível atingir valores próximos dos sugeridos. Nestes casos a solução adotada deverá ser tecnicamente justificada no projeto.
Item 5.1.3.1.3
Sistemas de aterramento distintos devem ser interligados através de uma ligação eqüipotencial de baixa impedância.
Após anos de estudos, os especialistas concluíram que o mais importante num sistema de aterramento, é o arranjo, a equipotencialização, devendo-se interligar todos os eletrodos de aterramento, o SPDA (para-raios), as instalações metálicas, as massas e os sistemas elétricos de potência e de sinal. Essa interligação, deixa toda a planta no mesmo potencial, com isto impedindo a fuga de corrente, que ocorre devido a diferença de potencial.