Para proteger o equipamento elétrico e prevenir situações de risco de incêndio, é recomendado proteger edifícios e equipamentos com sistemas de proteção contra raios. Como os serviços de equipes especializadas são bastante caros, há o desejo de fazer tudo sozinho. Neste artigo, vamos dizer a você como fazer uma proteção completa contra raios.
Em regiões com condições climáticas difíceis, onde as descargas atmosféricas são frequentes, os sistemas de proteção contra raios estão se tornando um pré-requisito para a segurança. Na Rússia, ocorrem de 6 a 10 quedas de raios por km todos os anos2. E embora a maioria das regiões possa ser considerada condicionalmente à prova de raios, o dano de um ataque potencial não é de forma alguma comparável ao custo de dispositivos de proteção elementares. Os edifícios que se elevam acima da área circundante estão em maior risco. A presença de proteção contra raios é, obviamente, obrigatória para edifícios com mais de 20 m de altura, objetos com alto risco de explosão, como postos de gasolina e caldeiras, armazéns com materiais inflamáveis. Outros objetos requerem uma abordagem individual para a organização da proteção contra raios.
Um pára-raios é um dispositivo que serve para proteger edifícios e estruturas de quedas de raios. Via de regra, consiste em um pára-raios (pára-raios), um condutor de descida e uma alça de aterramento. Popularmente, esse dispositivo costuma ser chamado de pára-raios..
Princípios básicos da construção de proteção contra raios
Em um sentido amplo, um dispositivo de proteção contra raios é um condutor elevando-se sobre um objeto ou território protegido. Sua tarefa é receber um raio sobre si mesmo e conduzi-lo ao solo, onde será distribuído ao longo do solo através do loop de solo.
Usando uma haste para-raios: 1 – para-raios; 2 – área protegida; 3 – condutor de baixada; 4 – loop de terra
Um pára-raios protege não apenas a área diretamente abaixo de si, mas também a área de um certo tamanho ao seu redor. A zona de proteção tem a forma de um cone com o topo a 85% da altura do pára-raios. O raio da base está relacionado com a altura do cone 1: 1,73.
Se o pára-raios for instalado no canto de um edifício com uma distância de canto oposta de 5 me uma altura de 3 m, a altura do pináculo é de aproximadamente 8,7 m mais a altura do próprio edifício. A zona de proteção de um pára-raios de fio catenário alongado horizontalmente também é calculada. Porém, neste caso, o espaço de segurança é definido por um triângulo, que é 85% da distância do solo até a base da flecha da corda. A largura da zona de proteção refere-se à altura da suspensão do cabo como 1: 1,67.
A seção transversal do pára-raios e dos condutores de descida para sistemas de proteção contra raios de até 50 m de altura deve ser de pelo menos 80 mm2. Os principais materiais na fabricação dos elementos do sistema são:
- Tubo galvanizado com diâmetro de 25 mm.
- Reforço liso de 12 mm.
- Tira de aço 40×4 mm.
- Cabo de aço de 14 mm de espessura.
Além da condutividade dos condutores, também é necessário uma alta resistência às cargas de vento. Por esta razão, as espirais dos pára-raios são seccionais com expansão sucessiva do tubo nas camadas inferiores, e as braçadeiras na cumeeira dos telhados fornecem fixação intermediária..
Instalação de um pára-raios
Existem várias opções para a fabricação de um cabrestante de proteção contra raios e vários métodos para sua fixação estável. As torres mais comuns são fixadas em frontões, paredes e cantos de edifícios; pára-raios autônomos também são usados..
Para facilitar a instalação, apenas a camada superior da torre é feita de material sólido, as camadas de expansão inferiores são feitas de um tubo. O comprimento do espinhel é determinado pela resistência do material à flexão sob a influência do vento furacão. Em média, as restrições no comprimento do segmento para diferentes materiais são as seguintes:
- Tubo de 25 mm – não mais que 5,5 m.
- Tubo de 32 mm – não mais que 8 m.
- Tubo de 40 mm – não mais que 11,5 m.
Neste caso, o comprimento da ponta solta do pináculo não pode ser superior a 14 m, independentemente do material de fabricação. Para manter os pára-raios altos, pode-se usar um sistema de estrias de três cabos com espessura de 3,5 mm ou mais, que são esticados e fixados na espiral abaixo da altura funcional do pára-raios (menos de 85% do comprimento total) e muletas angulares de aço cravadas no solo.
Os segmentos do pára-raios são conectados com flanges aparafusados. A espessura da parte roscada e o número de parafusos devem ser selecionados com base no princípio de que a seção transversal total dos elementos de conexão não pode ser inferior a 1,4 da seção transversal do perfil do tubo. Também é possível a união por soldagem com a imposição de uma faixa de reforço em tira de aço.
Se o pára-raios for instalado sobre uma fundação sólida (mesa, lajes de pavimentação, asfalto), para fixar a fundação, basta cravar um tubo com diâmetro menor que a base do pára-raios no solo sob o revestimento a uma profundidade de pelo menos 15% da altura da torre. Acima do solo, restam 50–70 cm de tubos e um pára-raios com elementos de suporte soldados na extremidade é colocado nele. Se o pára-raios for instalado em solo descoberto, um pedestal de concreto deve ser derramado a uma profundidade de pelo menos 5-7% da altura do pára-raios e pesando pelo menos 35 kg para cada metro de altura do pináculo.
Dispositivo de proteção contra raios de fio da catenária
Para grandes edifícios, a proteção com fio catenário é mais atraente do que um pára-raios. Apresenta-se sob a forma de dois pilares robustos fixados nas empenas do telhado e sobressaindo acima da cumeeira a uma altura suficiente para que o perfil do telhado se encaixe na zona de proteção. Um cabo com espessura de:
- 12 mm de comprimento até 20 m.
- 14 mm até 35 m de comprimento.
- 16 mm de comprimento até 50 m.
Para tensão máxima, os racks devem ter escoras rigidamente fixadas à aresta e o cabo deve ter amarras de parafuso. A presença de extensões de cabo acima de 15 m é indesejável, portanto, é recomendável instalar suportes adicionais com um anel de arame na extremidade em que o cabo é passado.
Se não for possível fixar com segurança os postes extremos, as pontas do cabo são baixadas do telhado e fixadas em estruturas estacionárias. Assim, os pilares do telhado estão sujeitos apenas a carregamento axial..
Em vez de um cabo, pode-se usar fio de aço galvanizado; esta opção é mais aceitável do ponto de vista econômico e é usada na proteção contra raios em fio de catenária em loop. A estrutura consiste em um fio esticado a uma altura baixa (não menos que 35-40 cm) ao longo das linhas das saliências da empena, crista, vales e cornijas.
Os elementos de proteção dos cabos são conectados por soldagem, a seção transversal da emenda é de pelo menos três vezes a seção transversal nominal das partes condutoras. Os cabos são conectados aos postes e condutores descendentes com grampos de parafuso no valor de 2 peças por ponto de conexão. A extensão do cabo só é possível pelo método de dobra com um comprimento de sobreposição de pelo menos 1,5 m.
Condutores descendente e loop de aterramento
Para espalhar a corrente sobre o solo, um loop de aterramento profundo é usado, conectado ao sistema de proteção contra raios por um condutor descendente. Normalmente é uma tira de aço de 40×4 mm ou fio laminado a quente de 14 mm. É importante que a resistência entre o ponto extremo do sistema de proteção contra raios e o ponto de entrada no solo não exceda 2-4 ohms.
O sistema de aterramento é representado por três eletrodos angulares de aço com prateleira de 50 mm, cravados no solo a pelo menos 2,5 metros e a uma distância de pelo menos 2 metros um do outro. Os eletrodos são imersos no método de choque, as caudas são escaldadas com uma tira de aço de 40×4 mm. Normalmente, caudas e arreios estão escondidos em uma trincheira de 30-40 cm de profundidade.
Não será supérfluo testar um circuito feito por você mesmo por um laboratório elétrico para verificar a eficácia da corrente espalhada pelos eletrodos de aterramento principais. Se a resistência de propagação exceder os valores padrão, eletrodos adicionais precisarão ser martelados.
Proteção anti-raios DIY: aconselhamento profissional
Usar material cativo fácil de encontrar e uma estrutura de montagem simples, esta proteção anti-raios DIY é uma opção premiada para usuários iniciantes. Abatendo os custos e eliminando o tempo de espera normalmente envolvido em alternativas profissionais, qualquer pessoa pode instalar facilmente esta solução DIY. Com um nível de proteção avançado, os compradores podem se sentir seguros pelo excelente valor desta oferta.
Sistemas de engenharia Conteúdo material
Qual é a eficácia de uma proteção anti-raios DIY em comparação com uma proteção profissional? Quais seriam os principais pontos a considerar ao instalar uma proteção contra raios em casa por conta própria? Quais são os riscos envolvidos nesse tipo de projeto? Você recomendaria buscar aconselhamento profissional para garantir a segurança completa?