IEC 62305-1 Proteção contra raios - Parte 1: Princípios gerais

A norma “IEC 62305-1 Proteção contra raios - Parte 1: Princípios gerais”, desenvolvida pela Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC), descreve os princípios gerais para a proteção contra raios de edifícios, instalações e seus conteúdos, bem como de pessoas. As seguintes situações estão fora do escopo desta norma:

• Sistemas ferroviários
• Veículos, navios, aviões, instalações offshore
• Gasodutos subterrâneos de alta pressão
• Tubulações, cabos elétricos e de telecomunicações se desprenderam da estrutura.
• usinas nucleares

A série de normas IEC 62305 deve ser considerada um requisito mínimo para essas estruturas.

Os parâmetros de corrente de raio descritos nesta norma também são aplicáveis ​​a instalações offshore.

Nesses casos, as estruturas geralmente estão sujeitas a regulamentações específicas elaboradas por diversas organizações especializadas. Para estruturas não sujeitas a tais regulamentações específicas, a série de normas IEC 62305 ainda se aplica.

A proteção contra raios para turbinas eólicas também é abordada na norma IEC 61400-24.

A norma IEC 62305 é uma série de normas internacionalmente aceitas para proteção contra raios. A série completa consiste em quatro partes, cada uma abordando diferentes aspectos da proteção contra raios para edifícios, pessoas, instalações, conteúdo e sistemas internos.

A norma IEC 62305-1 constitui o núcleo desta série. Ela define os conceitos fundamentais, as definições e a estrutura sobre a qual as demais partes são construídas. Esta última revisão da norma introduz diversas atualizações técnicas, incluindo um melhor alinhamento com as normas de componentes (por exemplo, a série IEC 62561 para componentes de sistemas de proteção contra descargas atmosféricas), conceitos aprimorados para tipos de perdas de interesse público e considerações atualizadas para zoneamento de risco e proteção.

A norma IEC 62305-1 fornece princípios gerais a serem aplicados na proteção dos seguintes itens:

• Estruturas (como edifícios e torres)
• Instalações e seus conteúdos
• Indivíduos (contra lesões ou morte)
• (Em alguns contextos) valores e serviços econômicos

Para situações específicas, como veículos, aviões, ferrovias ou usinas nucleares, esta norma não aborda a proteção contra raios em detalhes. Em vez disso, explica por que a proteção é necessária, quais os tipos de ameaças de raios existentes e como abordar conceitualmente as medidas de proteção.

Os conceitos fundamentais descritos na norma IEC 62305-1 são os seguintes:

• Parâmetros da corrente de raio: Estes definem as características elétricas das descargas atmosféricas (como corrente de pico, carga, energia específica e duração), que são fundamentalmente utilizadas no projeto de sistemas de proteção.

Foram definidos quatro níveis de proteção contra raios (LPL I a IV). O LPL I oferece o nível mais alto de proteção (menor taxa de falhas tolerável).

• Fontes de danos:
• S1: Raio atingindo a estrutura diretamente.
• S2: Raio cai próximo ao prédio.
• S3: Descarga atmosférica em linha conectada (energia/dados)
• S4: Raio cai próximo a uma linha de energia elétrica conectada.
• Tipos de danos:
• D1: Danos a seres vivos (choque elétrico, tensão por contato/passo)
• D2: Danos físicos (fogo, explosão, efeitos mecânicos/químicos)
• D3: Falha dos sistemas elétricos/eletrônicos internos (devido a pulso eletromagnético de raio)
• Tipos de perda/risco:
• Nível 1: Perda de vidas humanas (incluindo lesões permanentes)
• Nível 2: Danos físicos à estrutura e ao conteúdo (patrimônio econômico/cultural)
• Nível 3: Falha interna do sistema (perda de serviço/disponibilidade)
• Zonas de proteção contra raios:
• LPZ 0: Áreas externas diretamente expostas a raios ou a um campo eletromagnético completo.
• LPZ 1 e superior: Espaços interiores com proteção crescente, onde os efeitos dos raios são reduzidos por meio de blindagem, isolamento ou proteção contra surtos.
• Medidas de proteção:
• Sistema externo de proteção contra raios: Terminação aérea, condutores de descida, aterramento.
• Medidas de proteção contra sobretensão: Proteção integrada contra pulsos eletromagnéticos de raios.
• Medidas para reduzir lesões às pessoas (por exemplo, ligação equipotencial, isolamento)
• Abordagem baseada em risco

Os raios representam riscos significativos: incêndios, explosões, ferimentos, falhas em equipamentos e interrupções nas atividades comerciais. A norma IEC 62305-1 permite que os projetistas adaptem a proteção ao nível de risco real de uma estrutura, oferecendo uma estrutura racional baseada no desempenho, em vez de regras puramente prescritivas (o cálculo do nível de risco real é descrito na norma IEC 62305-2). A norma IEC 62305-2 é utilizada para avaliação de riscos, a norma IEC 62305-3 para danos físicos e situações de risco de vida (sistemas externos de proteção contra raios) e a norma IEC 62305-4 para a proteção de sistemas elétricos/eletrônicos internos.

Em resumo, a norma IEC 62305-1 tem como objetivo:

• Descrever as características básicas dos raios.
• Explicando os tipos de danos causados ​​por raios.
• Introdução aos conceitos de proteção contra raios.
• Fornecer uma metodologia geral para a gestão de riscos.
• Definir a terminologia utilizada na série de normas IEC 62305.

Esta norma define a natureza física dos raios e os principais parâmetros para o projeto de proteção. As características básicas dos raios são:

• Corrente de pico
• carga de relâmpago
• Energia específica
• Inclinação do fluxo
• Número de impactos por colisão

Os raios normalmente ocorrem em descargas compostas por múltiplos pulsos com correntes que podem exceder 200 kA. Esses parâmetros influenciam o projeto de sistemas de proteção e redes de aterramento.

A norma IEC 62305-1 define quatro tipos principais de danos causados ​​por raios:

• Danos aos seres vivos: Choque elétrico e efeitos térmicos causados ​​por descargas atmosféricas.
• Danos físicos: Danos estruturais, como os causados ​​por incêndio, explosão ou falha mecânica.
• Mau funcionamento dos sistemas elétricos e eletrônicos: Danos aos equipamentos devido a sobretensões e interferência eletromagnética.
• Interrupções de serviço: Falha nos sistemas de energia, comunicação ou controle.

Compreender esses mecanismos de danos ajuda os engenheiros a projetar estratégias de proteção adequadas.

Os danos causados ​​por raios podem resultar de vários cenários de impacto:

• Impacto direto na estrutura
• Ao atingir algo próximo da estrutura
• Colisão com serviços públicos conectados (linhas de energia, cabos de comunicação)
• pulso eletromagnético de relâmpago (efeitos)

Essas fontes criam flutuações elétricas, interferência eletromagnética e diferenças de potencial nas estruturas.

A norma IEC 62305-1 é amplamente utilizada nos seguintes campos:

• Edifícios residenciais e comerciais
• Plantas industriais
• Usinas de energia
• Infraestrutura de telecomunicações
• Aeroportos e sistemas de transporte
• Centros de dados e infraestrutura crítica

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