Guia completo de desenho de um sistema integral de proteção contra o raio

O raio é um dos fenómenos mais destrutivos da natureza, pelo que é fundamental proteger as pessoas, meio ambiente e infraestruturas dos seus efeitos, além de garantir a continuidade dos serviços e salvaguardar os bens materiais e culturais. Um sistema de proteção contra o raio tem como objetivos: capturar o raio, conduzir a sua corrente de forma segura à terra, dissipar na terra e proteger dos seus efeitos secundários.

As normas de proteção contra o raio definem procedimentos para calcular o índice de risco de uma estrutura e assim determinar a necessidade de instalar um sistema de proteção contra o raio (SPCR) e o nível de proteção que deveria proporcionar.

O nível de proteção contra o raio de um SPCR tem em conta tanto os parâmetros da corrente do raio como a probabilidade de não exceder os valores máximos e mínimos de conceção em caso de trovoada. Estes valores máximos e mínimos são utilizados para o dimensionamento dos elementos do SPCR (espessura das chapas metálicas, capacidade de corrente dos protetores contra sobretensões, distâncias de separação contra faíscas perigosas), para os parâmetros de teste e para o posicionamento dos captores do SPCR.

Em seguida, propomos um guia para conceber um sistema de proteção integral contra o raio, com base nos produtos recomendados por Aplicaciones Tecnológicas S.A.

Sistema externo de proteção contra o raio

Um sistema externo de proteção contra o raio é formado por uma ou mais pontas captoras, dois ou mais condutores de baixada e um sistema de rede de terras.

Captação: Para-raios DAT CONTROLER®

Os para-raios com dispositivo de ionização (PDI) caracterizam-se por emitir continuamente um traçador ascendente para intercetar o traçador descendente do raio antes de qualquer outro elemento dentro do seu raio de proteção. Um PDI com maior antecipação na formação do traçador ascendente (maior tempo de avanço na ionização), captura o traçador descendente a uma maior distância, protegendo uma área maior. O raio de proteção de um para-raios para cada altura é calculado com o tempo de avanço do para-raios e o nível de proteção contra o raio (Código Técnico de Construção, CTE; a norma UNE 21186; NF C 17-102 e NP 4426).

O nível IV é o menos restrito, o que implica que, mesmo intercetando raios de alta corrente, poderia não captar raios de pouca corrente. O nível I considera condições mais restritas e seguras para os captores, permitindo intercetar raios de menor corrente associada. Também deve ser capaz de suportar os efeitos de raios de grande energia.

Os para-raios DAT CONTROLER® de Aplicaciones Tecnológicas S.A. dispõem da última tecnologia no seu dispositivo de ionização. O para-raios inteligente DAT CONTROLER® REMOTE conta com um auto diagnostico da ponta captora e comunicação mediante IoT do resultado para garantir o seu correto funcionamento.

Baixadas e acessórios

Na Aplicaciones Tecnológicas S.A. dispomos de todos os acessórios necessários para os condutores de baixada, assim como mastro para a ponta captora entre outras peças. Entre os acessórios destacamos os contadores de raios, já que se tratam de ferramentas úteis para determinar se se produziu um impacto de raio na instalação. O contador inteligente ATLOGGER REMOTE monitoriza a atividade elétrica da baixada, caracteriza os raios que impactam no sistema e usa comunicação IoT para transmitir os dados em tempo necessário.

Rede de terras

A rede de terras é um elemento imprescindível do sistema externo de proteção contra o raio, encarregada de dispersar a corrente do raio no solo. O funcionamento adequado da rede de terras depende da condutividade do terreno. Esta condutividade é de natureza maioritariamente eletrolítica por causa dos sais dispersos na água que o impregna. Pelo que, se pode aumentar mediante a melhoria da capacidade de absorção e retenção da água e incremento da concentração de sais solúveis.

O elétrodo dinâmico APLIROD® reduz gradualmente a existência do terreno circundante já que transporta iões livres. APLIROD® absorve a humidade ambiental para a disseminar pelo terreno circundante.

Temos também um gel de melhoria da condutividade do solo, CONDUCTIVER PLUS. Contém uma base eletrolítica que aumenta a condutividade e a capacidade de absorção e retenção de água. É um gel pouco solúvel e muito higroscópico, especialmente recomendado para solos pedregosos.

Em solos de alta resistividade ou indústrias que requerem uma baixa resistência da ligação à terra (como a ligação à terra de instalações informáticas, equipamento de radiofrequência, centros de transformação, etc.), o cimento condutor APLICEM é capaz de aumentar a superfície condutora do elétrodo, mantendo-a indefinidamente.

Além disso, a soldadura exotérmica ou aluminotérmica é recomendada para a interligação de condutores, já que as ligações moleculares asseguram uma ligação à terra eficaz e duradoura. Com o seu formato inovador de pastilhas, os iniciadores eletrónicos e a ignição remota, APLIWELD® Secure+ é a soldadura exotérmica mais eficiente e segura do mercado. Vários moldes, pinças e acessórios estão disponíveis no nosso catálogo.

Sistema interno de proteção contra o raio

Um sistema interno de proteção contra o raio deve contar com uma instalação adequada de proteção contra sobretensões, assim como com outras medidas que minimizem os efeitos destrutivos dos raios (uniões equipotenciais, blindagem, etc.)

Embora os surtos transitórios possam ter origens diferentes, os mais destrutivos são causados por raios. Estes picos de tensão de muito curta duração introduzem-se no equipamento através de linhas de energia, telefone, televisão ou alimentação de dados. As proteções contra sobretensões mantêm a continuidade do serviço, reduzindo a probabilidade de incidentes de segurança a um nível aceitável para pessoas e bens. Os dispositivos de proteção contra sobretensões (DST) caracterizam-se por estarem inativos quando o sinal elétrico é normal, mas respondem instantaneamente a picos de sobretensões transitórios, conduzindo a corrente do raio à terra e protegendo os equipamentos. Uma vez absorvida a onda, o DST regressa ao seu estado de inatividade. Os tipos de DST são os seguintes:

• Tipo 1: protegem contra os efeitos da descarga direta dos raios, pelo que são instalados em locais onde as correntes de raios e os efeitos eletromagnéticos dos raios não são atenuados (quadros elétricos principais).
• Tipo 2: protegem contra os efeitos secundários dos raios em locais onde as correntes de raios e os efeitos eletromagnéticos já são atenuados (quadros secundários).
• Tipo 3: protegem contra sobretensões já muito amortizadas deixando tensões residuais muito baixas. São instalados perto do equipamento a proteger.

A proteção de linhas de fornecimento elétrico pode ser feita com protetores contra sobretensões das séries ATSHOCK, ATSHIELD, ATSUB, ATCOVER e ATCOMPACT de Aplicaciones Tecnológicas S.A. Os protetores ATSHOCK são do tipo 1 e devem ser utilizados em combinação com as séries ATSUB e/ou ATCOVER. As séries ATSHIELD são protetores do tipo 1+2, que absorvem a corrente direta do raio, deixando baixas tensões residuais. A série ATSUB tem protetores 1+2, 2 e 2+3. Os protetores ATCOVER são do tipo 2+3. Por outro lado, a série ATCOMPACT permite combinar todos os protetores anteriores dentro de um armário já cablado, o que é especialmente útil em quadros de distribuição sem espaço suficiente.

A um nível mais específico, a série ATPV está desenhada e adaptada para a proteção de painéis fotovoltaicos, enquanto a série ATVOLT protege linhas de alimentação de tensão contínua.

Os protetores de Aplicaciones Tecnológicas S.A. tipo 3 incluem as séries, ATSOCKET (instalações internas de fornecimento de energia) e ATPLUG (para tomadas de linha de alimentação elétrica). Além disso, as séries ATFONO (linhas telefónicas analógicas, ADSL, RDSI), ATLINE, ATLAN (linhas informáticas e rede informática interna RJ45), ATDB9 (linhas de dados tipo DB9) e ATFREQ (cabos coaxiais) estão disponíveis para a proteção das linhas de telecomunicações e de dados.

Protetores contra sobretensões permanentes

Embora as sobretensões permanentes não sejam causadas por raios, os seus efeitos são igualmente destrutivos, pelo que Aplicaciones Tecnológicas S.A. tem protetores específicos contra elas, bem como protetores combinados contra sobretensões transitórias e permanentes. As sobretensões permanentes são causadas por defeitos ou quebra do neutro, ou por avarias nas subestações transformadoras.

Os nossos protetores contra sobretensões permanentes pertencem a duas famílias: IGA TEST e ATCONTROL. Ambas as famílias têm séries de protetores exclusivamente contra sobretensões permanentes e protetores combinados contra sobretensões permanentes e transitórias. A principal diferença entre as famílias IGA TEST e ATCONTROL é que a primeira incorpora um elemento de corte que desliga a linha quando deteta uma sobretensão permanente.

A série IGA TEST COMPACT são módulos compactos com proteção de sobretensões permanentes e transitórias tipo 2. Os protetores IGA TEST SUB consistem num protetor IGA TEST contra sobretensões permanentes e num protetor ATSUB tipo 2 contra sobretensões transitórias. Na série IGA TEST SUB 1, o protetor ATSUB é do tipo 1+2.

Os protetores IGA TEST D têm o disjuntor IGA (curva D) com a curva de disparo mais lenta. São recomendados para edifícios de alto consumo (escritórios, hotéis, escolas ou clínicas) onde um protetor TESTE IGA poderia desligar a linha sem que tivesse ocorrido uma sobretensão permanente.

Ao contrário da família IGA TEST, os protetores ATCONTROL podem ser acoplados a outros elementos de corte: a versão /B atua sobre uma bobina de emissão associada a um interruptor magneto térmico (reconexão manual) enquanto a opção /R atua sobre um contator (capacidade de reconexão automático). Todos os protetores da série ATCONTROL/R protegem contra sobretensões e subtensões. No caso da ATCONTROL/B, a série ATCONTROL/B PLUS seria necessária. A família ATCONTROL não inclui os elementos de corte, exceto o ATCONTROL/R COMPACT (contém o contacto no próprio protetor), e os kits: KIT ATCONTROL/B, KIT ATCONTROL/B PLUS, KIT ATCONTROL/B D (incorporam magneto térmico).

ATPLUG CONTROL é um protetor contra sobretensões e subtensões permanentes e transitórias do tipo 3.

Além disso, dispomos de um comprovador de linha férrea DIN que monitoriza as tensões trifásicas da rede, a frequência da rede e a impedância à terra.

Aplicaciones Tecnológicas S.A. oferece as tecnologias e materiais mais avançados para a conceção de um sistema completo de proteção contra o raio. Se desejar mais informações sobre os nossos produtos, pode contactar os nossos especialistas no seguinte link.