Lightning rod (Português)

pára-Raios em uma estátua.,um pára-raios é um dispositivo utilizado em sistemas de energia eléctrica e de telecomunicações para proteger o isolamento e os condutores do sistema contra os efeitos nocivos dos raios. O pára-raios típico tem um terminal de alta tensão e um terminal terrestre.em telegrafia e telefonia, um pára-raios é um dispositivo colocado onde fios entram em uma estrutura, a fim de evitar danos a instrumentos eletrônicos dentro e garantir a segurança das pessoas perto das estruturas., Versões menores de pára-raios, também chamados de protetores de onda, são dispositivos que são conectados entre cada condutor elétrico em um sistema de energia ou comunicação, e o solo. Eles ajudam a prevenir o fluxo da energia normal ou correntes de sinal para o solo, mas fornecem um caminho sobre o qual a corrente de alta tensão flui, contornando o equipamento conectado. Os pára-choques são usados para limitar o aumento de tensão quando uma linha de comunicações ou de energia é atingida por um raio ou está perto de um relâmpago.,artigo principal: Linhas Aéreas de carga, fios terrestres, fios eléctricos, etc. em sistemas de transmissão eléctricos por cabeça, um ou dois fios terrestres mais leves podem ser montados no topo das torres, postes ou torres não especificamente utilizados para o transporte de electricidade pela rede. Estes condutores, muitas vezes referidos a fios “estáticos”, “piloto” ou “escudo” são projetados para ser o ponto de terminação de raios em vez das próprias linhas de alta tensão. Estes condutores são destinados a proteger os condutores de energia primária de relâmpagos.,estes condutores estão ligados à terra quer através da estrutura metálica de um pólo ou torre, quer através de eléctrodos de terra adicionais instalados a intervalos regulares ao longo da linha. Como regra geral, as linhas aéreas com tensões inferiores a 50 kV não têm um condutor “estático”, mas a maioria das linhas que transportam mais de 50 kV do. O cabo condutor de terra também pode suportar cabos de fibra óptica para a transmissão de dados.as linhas mais antigas podem utilizar descarregadores de sobretensões que isolam as linhas condutoras da ligação directa à terra e podem ser utilizadas como linhas de comunicação de baixa tensão., Se a tensão excede um certo limiar, como durante uma terminação de raios para o condutor, “salta” os isoladores e passa para a terra.a proteção das subestações elétricas é tão variada quanto os próprios pára-raios, e é muitas vezes propriedade da companhia elétrica.os radiadores de mastro podem ser isolados do solo por uma faísca na base. Quando um raio atinge o mastro, salta esta abertura., Uma pequena Indutividade na linha de alimentação entre o mastro e a unidade de afinação (geralmente um enrolamento) limita o aumento de tensão, protegendo o transmissor de tensões perigosamente altas.O transmissor deve estar equipado com um dispositivo para monitorar as propriedades elétricas da antena. Isto é muito importante, pois uma carga pode permanecer após um relâmpago, danificando a abertura ou os isoladores.

O dispositivo de monitoramento desliga o transmissor quando a antena mostra comportamento incorreto, por exemplo, como resultado de carga elétrica indesejada., Quando o transmissor é desligado, estas cargas dissipam-se. O dispositivo de monitorização faz várias tentativas para voltar a ligar. Se após várias tentativas a antena continuar a mostrar comportamento impróprio, possivelmente como resultado de danos estruturais, o transmissor permanece desligado.

condutores de Pára-raios e precauções de imobilização edit

idealmente, a parte subterrânea do conjunto deve residir numa área de elevada condutividade no solo. Se o cabo subterrâneo é capaz de resistir bem à corrosão, ele pode ser coberto com sal para melhorar a sua conexão elétrica com o solo., Embora a resistência elétrica do condutor de raios entre o terminal de ar e a Terra seja de grande preocupação, a reactância indutiva do condutor poderia ser mais importante. Por esta razão, a rota de baixo condutor é mantida curta, e quaisquer curvas têm um raio grande. Se estas medidas não forem tomadas, a corrente relâmpago pode ser uma obstrução resistiva ou reativa que encontra no condutor., No mínimo, a corrente de arco irá danificar o condutor de raios e pode facilmente encontrar outro caminho condutor, como a instalação eléctrica ou canalização de edifícios, e causar incêndios ou outros desastres. Sistemas de aterramento sem baixa resistividade ao solo ainda podem ser eficazes na proteção de uma estrutura contra danos causados por raios., Quando o solo do solo tem baixa condutividade, é muito raso, ou inexistente, um sistema de aterramento pode ser aumentado pela adição de varetas do solo, contrapeso (anel do solo) condutor, raios de cabo projetando para longe do edifício, ou varões de reforço de um edifício de concreto pode ser usado para um condutor do solo (solo Ufer). Estas adições, embora ainda não reduzam a resistência do sistema em alguns casos, permitirão que os raios entrem na terra sem danificar a estrutura.,devem ser tomadas precauções adicionais para evitar flashes laterais entre objectos condutores sobre ou na estrutura e o sistema de protecção contra raios. A onda de corrente relâmpago através de um condutor de proteção contra raios criará uma diferença de voltagem entre ele e qualquer objeto condutor que esteja perto dele. Esta diferença de tensão pode ser grande o suficiente para causar um flash lateral perigoso (faísca) entre os dois que pode causar danos significativos, especialmente em estruturas que abrigam materiais inflamáveis ou explosivos., A forma mais eficaz de prevenir este potencial dano é garantir a continuidade elétrica entre o sistema de proteção contra raios e quaisquer objetos suscetíveis a um flash lateral. A ligação eficaz permitirá que o potencial de tensão dos dois objetos para subir e cair simultaneamente, eliminando assim qualquer risco de um flash lateral.

Lightning protection system designEdit

considerável material é usado para formar sistemas de proteção contra raios, por isso é prudente considerar cuidadosamente onde um terminal aéreo irá fornecer a maior proteção., A compreensão histórica dos relâmpagos, a partir de declarações feitas por Ben Franklin, assumiu que cada pára-raios protegia um cone de 45 graus. Isto tem sido considerado insatisfatório para proteger estruturas mais altas, como é possível para um raio atingir o lado de um edifício.

um sistema de modelagem baseado em uma melhor compreensão do alvo de terminação de raios, chamado de método de esfera rolante, foi desenvolvido pelo Dr. Tibor Horváth. Tornou-se o padrão pelo qual os sistemas tradicionais Franklin Rod são instalados. Para compreender isto, é preciso saber como os raios se movem., À medida que o líder do passo de um relâmpago salta em direção ao chão, ele caminha em direção aos objetos aterrados mais próximos de seu caminho. A distância máxima que cada passo pode percorrer é chamada de distância crítica e é proporcional à corrente elétrica. Os objectos podem ser atingidos se estiverem mais perto do líder do que esta distância crítica. É prática padrão aproximar o raio da esfera de 46 m próximo ao solo.

um objeto fora da distância crítica é improvável que seja atingido pelo líder se existir um objeto sólido aterrado dentro da distância crítica., Locais que são considerados seguros dos relâmpagos podem ser determinados imaginando os caminhos potenciais de um líder como uma esfera que viaja da nuvem para o chão. Para proteção contra relâmpagos, basta considerar todas as esferas possíveis à medida que tocam pontos de ataque potenciais. Para determinar os pontos de ataque, considere uma esfera rolando sobre o terreno. Em cada ponto, uma posição de líder potencial é simulada. O raio é mais provável de atingir onde a esfera toca o solo. Pontos que a esfera não pode rolar e tocar são mais seguros do relâmpago., Os protectores de raios devem ser colocados onde possam impedir a esfera de tocar numa estrutura. Um ponto fraco na maioria dos sistemas de desvio de raios é o transporte da descarga capturada do pára-raios para o chão, no entanto. Os pára-raios são normalmente instalados em torno do perímetro de telhados planos, ou ao longo dos picos de telhados inclinados em intervalos de 6,1 m ou 7,6 m, dependendo da altura da haste., Quando um telhado plano tiver dimensões superiores a 15 m por 15 m, serão instalados terminais de ar adicionais no meio do telhado, a intervalos iguais ou inferiores a 15 m, numa grelha rectangular.

Arredondado versus apontado endsEdit

O formato ideal para a ponta de um pára-raios foi polêmico desde o século 18., Durante o período de confronto político entre a Grã-Bretanha e suas colônias americanas, cientistas britânicos sustentaram que um pára-raios deveria ter uma bola no seu fim, enquanto cientistas americanos sustentaram que deveria haver um ponto. A partir de 2003, a controvérsia não tinha sido completamente resolved.It é difícil resolver a controvérsia porque experimentos controlados adequados são quase impossíveis, mas o trabalho realizado por Charles B. Moore, et al., in 2000 has shed some light on the issue, finding that moderadamente rounded or blunt-tiped lightning rods act as marginally better strike receptors., Como resultado, varas de ponta redonda são instaladas na maioria dos novos sistemas nos Estados Unidos, embora a maioria dos sistemas existentes ainda têm varas pontiagudas. De acordo com o estudo,

alculations da força relativa dos campos elétricos acima exposto de forma semelhante nítidas e sem corte hastes mostram que, enquanto os campos são muito mais fortes na ponta de uma vara afiada antes de qualquer emissões, eles diminuem mais rapidamente com a distância., Como resultado, a poucos centímetros acima da ponta de uma haste contundente de 20 mm de diâmetro, a força do campo é maior do que sobre uma haste semelhante, mais afiada da mesma altura. Uma vez que a força do campo na ponta de uma haste afiada tende a ser limitada pela fácil formação de íons no ar circundante, a força do campo sobre hastes contundentes pode ser muito mais forte do que aqueles em distâncias maiores do que 1 cm sobre os mais afiados.,os resultados deste estudo sugerem que varetas de metal moderadamente contundentes (com a altura da ponta ao raio de curvatura da ponta de cerca de 680:1) são melhores receptores de relâmpagos do que varetas mais afiadas ou muito contundentes.

In addition, the height of the lightning protector relative to the structure to be protected and the Earth itself will have an effect.,a teoria da transferência de carga afirma que um relâmpago atinge uma estrutura protegida pode ser evitado reduzindo o potencial elétrico entre a estrutura protegida e a tempestade. Isto é feito através da transferência de carga elétrica (como da terra próxima para o céu ou vice-versa). Transferir carga elétrica da terra para o céu é feito através da instalação de produtos de engenharia composta de muitos pontos acima da estrutura., Note-se que os objetos pontiagudos realmente transferem carga para a atmosfera circundante e que uma corrente elétrica considerável pode ser medida através dos condutores como a ionização ocorre no ponto em que um campo elétrico está presente, tal como acontece quando trovoadas são suspensos.

nos Estados Unidos, a National Fire Protection Association (NFPA) não endossa atualmente um dispositivo que pode prevenir ou reduzir relâmpagos., O NFPA Standards Council, na sequência de um pedido de um projeto para abordar Sistemas de matriz de dissipação e sistemas de transferência de carga, negou o pedido de começar a formar padrões sobre essa tecnologia (embora o conselho não excluiu o desenvolvimento de padrões futuros após fontes confiáveis que demonstram a validade da tecnologia básica e ciência foram apresentados).

Early streamer emission (ESE) theoryEdit