Os principais componentes de um sistema de proteção contra relâmpagos são:
Terminais Aéreos
Conhecidos como pára-raios, eles são hastes condutoras rígidas montadas em uma base com o objetivo de capturar o relâmpago. Eles devem ser instaladas nos pontos mais altos da estrutura. Algumas vezes, estas hastes são interligadas através de condutores horizontais.
Condutores de Descida - Cabos que conectam os terminais aéreos aos terminais de aterramento.
Terminais de Aterramento
Condutores que servem para conectar os condutores de descida ao solo. Eles são tipicamente condutores de cobre ou revestidos com cobre enterrados no solo. O nível de aterramento é bastante dependente sobre as características do solo.
Condutores de Ligação Equipotencial
São condutores que visam igualar o potencial entra os diferentes condutores de modo a impedir descargas laterais. Descargas laterais, também conhecidas como correntes de sobretensão, são causadas por diferenças de potencial entre a corrente percorrendo o condutor e objetos próximos. Elas são o resultado da resistência finita dos condutores a passagem de corrente elétrica e a indução magnética.
A zona de proteção de um sistema de proteção contra relâmpagos formado por um terminal aéreo é a região adjacente, a qual é substancialmente imune a incidência direta de relâmpagos. Como uma regra simples, esta região pode ser considerada como representada por um cone ao redor do terminal aéreo tendo um raio no solo equivalente a altura do terminal aéreo em relação ao solo. Aplicação desta "teoria do cone de proteção", entretanto, tem muitas exceções e deve ser considerada somente como uma primeira aproximação. Em particular, tem-se mostrado que o raio do cone de proteção no solo depende sobre o nível de proteção esperado, bem como sobre a altura da estrutura. Para estruturas com alturas superiores a 20 m, esta teoria não é aplicável. Nestes casos, aplica-se a teoria conhecida como "teoria da esfera rolante".
Esta teoria é baseada no conceito de distância de atração, que é a distância entre a ponta do líder escalonado e o ponto de queda do relâmpago no solo no instante da quebra de rigidez dielétrica do ar próximo ao solo. A zona de proteção calculada por esta teoria é em geral menor que aquela obtida pela "teoria do cone de proteção". Para estruturas com alturas superiores a 60 m, outro tipo de sistema de proteção que utiliza condutores horizontais conectando os terminais aéreos de modo a formar uma gaiola é recomendado pelas Normas Brasileiras de Proteção ABNT NBR-5419.
Um sistema de proteção contra relâmpagos pode também incluir componentes para prevenir danos causados por efeitos indiretos dos relâmpagos, tais como supressores de surtos.
A atividade de relâmpagos próximos a um local, incluindo relâmpagos dentro das nuvens e entre nuvens, pode causar surtos de tensão, conhecidos como sobretensões ou transientes, que podem afetar linhas de tensão, cabos telefônicos ou de dados, e instrumentação em geral. Os surtos de tensão são aumentos momentâneos na tensão normal de um sistema, causados pêlos efeitos eletromagnéticos associados aos relâmpagos. Os supressores de surtos podem ser adicionados a um sistema de proteção contra relâmpagos para proteger os equipamentos eletrônicos contra sobretensões. Existem diversos tipos de supressores, entre eles centelhadores ar, centelhadores à gas, varistores e diodos zener. Em várias aplicações é necessário o uso combinado de mais de um tipo de supressor, formando um circuito de proteção.
Vários resultados recentes da pesquisa sobre relâmpagos não tem sido incorporados as atuais normas de proteção contra relâmpagos:
a multiplicidade dos relâmpagos é ao menos o dobro dos valores normalmente considerados nas atuais normas de proteção;
em cerca da metade dos relâmpagos nuvem-solo, a terminação no solo é diferente para diferentes descargas de retorno;
em ao menos um terço dos relâmpagos nuvem-solo, a intensidade de corrente de ao menos uma descarga de retorno subsequente é maior do que a da primeira descarga de retorno;
as correntes de pico, polaridades e intervalos entre descargas de retorno são diferentes em diferentes locais geográficos.
Estes resultados podem ter importantes implicações sobre os atuais conceitos de proteção contra relâmpagos e devem ser incorporados as futuras normas de proteção.
Fonte: earaios.vilabol.uol.com.br