Calculo de Pararrayo

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A- Nivel de protección ≥ 99.5 %; B- Nivel de protección ≥ 95-99.5 %. Los parámetros de los pararrayos son: H: Altura total del pararrayos, m. h 0 : Altura de la parte más alta del cuerpo del pararrayos, m. h x : Altura del edificio protegido, m. h m : Altura del receptor del pararrayos (terminal aérea), m. h a : Altura activa del pararrayos, m. r 0 , r x : Radios de protección al nivel del suelo y a la altura del edificio protegido, m. h c : Altura de la parte promedio de un pararrayos doble, m. 2r c , 2r x : Parte ancha media de la zona del pararrayos doble al nivel del suelo y a la altura del objeto protegido, m. Α: Angulo de protección (entre ver el vertical y el generado), grados. L: Distancia entre dos Pararrayos, m. A: Largo de la volada entre soportes de cables, m. h op : Altura del soporte del cable, m. r x + r’ x : Ancho de la zona del cable de guarda a nivel del objeto protegido, m. a +2r cx : Longitud de la zona del pararrayos de dos cables al nivel del objeto protegido, m. a +2r c : Longitud de la zona del pararrayos de dos cables al nivel del suelo, m. Frecuencia anual promedio de rayos directos a la estructura (N) al año, se realiza con la siguiente relación: -para edificios vecinos y construcciones (chimeneas y torres)

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A- Nivel de proteccin 99.5 %;B- Nivel de proteccin 95-99.5 %. Los parmetros de los pararrayos son:H:Altura total del pararrayos, m. h0: Altura de la parte ms alta del cuerpo del pararrayos, m. hx: Altura del edificio protegido, m.hm: Altura del receptor del pararrayos (terminal area), m. ha: Altura activa del pararrayos, m. r0, rx: Radios de proteccin al nivel del suelo y a la altura del edificio protegido, m. hc: Altura de la parte promedio de un pararrayos doble, m. 2rc, 2rx : Parte ancha media de la zona del pararrayos doble al nivel del suelo y a la altura del objeto protegido, m. : Angulo de proteccin (entre ver el vertical y el generado), grados. L: Distancia entre dos Pararrayos, m. A: Largo de la volada entre soportes de cables, m. hop: Altura del soporte del cable, m. rx+ rx: Ancho de la zona del cable de guarda a nivel del objeto protegido, m. a +2rcx: Longitud de la zona del pararrayos de dos cables al nivel del objeto protegido, m. a +2rc: Longitud de la zona del pararrayos de dos cables al nivel del suelo, m. Frecuencia anual promedio de rayos directos a la estructura (N) al ao, se realiza con la siguiente relacin:-para edificios vecinos y construcciones (chimeneas y torres)

Donde hx es La altura mxima del edificio o construccin, m.n: Cantidad media anual de impactos por rayo en 1 km2 de superficie en el lugar de ubicacin del edificio o construccin(es decir nivel cermico), 1/(km2 ao), se define segn la Tabla 1.Para edificios y edificaciones de forma triangular:

Donde A y B Son el largo y ancho del edificio o edificacin, m.Nota- Si el edificio y construccin tienen una configuracin complicada, entonces A y B Sern los lados del triangulo, en el cual se ajusta en el plano del objeto protegido.FORMULAS CALCULADAS DE PARARRAYOS PARA h 150 m Una sola terminal area (Dibujo 1) Zona A Zona B

Dos terminales areas con altura idntica (Dibujo 2)

En ambos casos considerar los pararrayos individualmente.Dos pararrayos de Diferente altura (Dibujo 3) Dimensiones de las areas totales de las zonas de proteccin h01, h02, r01 ,r02, rx1 ,rx2 se definen para un solo pararrayos

Los valores hc1 y hc2 se definen para dos pararrayos de la misma altura. Pararrayos mltiples (Dibujo 4) La zona de proteccin se construye por medio de parejas vecinas de pararrayos. La condicin especial de seguridad de uno o varios objetos con altura y confiabilidad de las zonas A y B es rcx>0 Un solo conductor de guarda (Dibujo 5)

Doble conductor de guarda de la misma altura (Dibujo 6)

Doble conductor de guarda de diferente altura (Dibujo 7) Los valores h01, h02, r01, r02, rx1, rx2 se definen por las formulas de un solo conductor de guarda. Para la definicin de los tamaos rc y hc se usan las formulas:

Los valores hc1, hc2, rx1, rx2, rcx se calculan con las relaciones antes dadas para un doble conductor de guarda de la misma altura.Nota- para un solo cable de guarda h- es la altura del cable en el medio del claro. Tomando en cuenta el pandeo del cable (la parte ms baja o catenaria) con seccin 3550mm2 con la altura conocida del soporte (hop ) y el largo de la volada (a) de la altura del cable (en metros) se define por las relaciones:

Nota- tpr es el promedio anual de duracin de las tormentas, h/ao. Se define por los mapas establecidos en base a los informes meteorolgicos de los ltimos 10 aos.

Dibujo 1. Zona de una sola terminalarea

Dibujo 2.Zonas de proteccin dos terminales verticales areas con la misma altura

Dibujo 3.Zona de proteccin de dos terminal es area con diferente altura

Dibujo 4.Zonas de proteccin (vista de planta) de un pararrayos mltiple.

Dibujo 5.Zona de proteccin de un solo cable de guarda

Dibujo 6.Zona de proteccin de un cable de guarda doble

Dibujo 7.Zona de proteccin de un cable de guarda doble con diferente altura

EJEMPLOS DE APLICACINEjemplo 1Dado:h= 50 mhx=20 mB= 20 mn= 61/(km2ao)Tipo de pararrayos- una terminal areaSolucin: Por las relaciones para un pararrayos (Dibujo 1) se definen los parmetros del pararrayos para las zonas. En escala se ilustran las zonas A y B (Dibujo 8) Zona A:

Zona B:

Se definen los tamaos totales del objeto protegido en cada zona del pararrayos. Para esto en la distanciade la lnea media paralelamente se lleva una lnea hasta lainterseccincon la circunferencia, (Dibujo 8).Zona A:

Zona B:

Dibujo 8. Zona de proteccin de unaterminal vertical areas, h= 50 m Se define la probabilidad de impacto de rayo en el objeto protegido en las zonas con ausencia de pararrayos.

En la zona B la cantidad de impactos de rayos es mayor. Ejemplo 2 Dado: Tipo de pararrayos: Doble conductor de guarda (terminales horizontales) hop1= hop1= 22 m hx= 10 m L= 25 m a = 40 m n = 71/(km2ao) Se pide: Definir los parmetros de la zona A del pararrayos e ilustrarla. Definir los tamaos finales del objeto protegido Definir los impactos probables de rayo en el objeto. Solucin: 1. Por las relaciones del Dibujo 6 para dos conductores horizontales o cables de guarda con la misma altura se definen los parmetros para la zona A. En escala la zona A se ilustra en el plano (Dibujo 9), ya que a < 120 m , entonces:

Nota. Al cruce de la marca superior de la construccin con la lnea en el claro se define rx.

Se definen los tamaos mximos finales de la construccin protegida segn el Dibujo 9:

Se toma el valor entero A= 59 m

Se toma el valor entero B= 45m

Se definen las posibles incidencias de rayo en el objeto protegido en la zona A en ausencia de pararrayos:

Dibujo 9.Los parmetros de la zona A del pararrayos indicado en el Dibujo 9.