Reavaliando os sistemas de proteção contra raios da torre do aeroporto

A maioria das torres de aeroportos são construídas com sistemas de proteção contra raios. No entanto, incidentes graves ocorrem.

De acordo com uma história recente da Associated Press, um relâmpago na torre do Aeroporto Internacional de Baltimore/Washington Thurgood Marshall (BWI) feriu um controlador de tráfego aéreo e revelou uma potencial vulnerabilidade que poderia afetar torres em outros aeroportos dos EUA. No incidente BWI, o sistema de proteção contra raios apresentou falha, provavelmente porque o cabo foi cortado durante um projeto de construção vários anos antes.

O controlador de tráfego aéreo está se recuperando, mas o incidente foi sério o suficiente para levar a Administração Federal de Aviação (FAA) a fazer planos para avaliar os Sistemas de Proteção contra Raios nas 440 torres de controle de tráfego aéreo dos EUA que administra. Atenção especial será dada às mais de 200 torres construídas antes de 1978, quando a FAA estabeleceu pela primeira vez seus requisitos de proteção contra raios para o seguinte:

torres de controle do aeroporto
Sistemas de navegação e luzes de aproximação (ALS), incluindo balizas de aeroporto, sistemas PAPI, VASI, RAIL, REIL, VOR, ILS e MALSR
Sistemas de consultoria meteorológica e aeroportuária, incluindo RVR, ATIS, AWOS e ASOS
sistemas de cabeamento elétrico e de comunicação de alta e baixa tensão; colocação de fibra óptica, emenda e teste; e sistemas de aterramento de aeroportos

Visão geral dos componentes de proteção contra raios

Um terminal de ar, um condutor de descida e pelo menos uma placa ou haste de aterramento para cada torre de farol devem ser instalados.
O terminal aéreo deve ser instalado no topo da torre com a ponta da haste estendendo-se por não menos que 150 mm (6 pol.) acima do topo do farol.
Os cabos condutores descendentes devem ser fixados com segurança à superfície da perna da torre em intervalos de 150 cm (5 pés) com fixadores de bronze adequados com parafusos de bronze ou de metal não corrosivo. Não é permitido haver entortamento no condutor descendente.
Todas as conexões de cabo para cabo, terminais de cabo para ar e placas ou hastes de cabo para terra devem ser feitas com conectores sem solda ou metal não corrosivo.
O cabo condutor descendente deve ser preso com segurança às hastes ou placas de aterramento colocadas a pelo menos 60 cm (2 pés) de distância das fundações da torre. A haste de aterramento deve ser cravada no solo de forma que o topo esteja pelo menos 150 mm (6 pol.) abaixo do nível. O condutor descendente deve ser firmemente preso à placa ou haste de aterramento por meio de um conector ou grampo de aterramento.

Se um aeroporto estiver localizado em uma área com alta incidência de raios, o Sistema de Catenária (que é usado para proteger o Ônibus Espacial) pode ser usado, mas seria muito caro. Os Laboratórios Nacionais de Sandia (SNL) recomendam uma alternativa menos dispendiosa (mas igualmente eficaz). A SNL recomenda a instalação de um anel de aterramento complementado com hastes de aterramento e radiais.

Equipamento de teste de aterramento GEO Fluke 1625-2

Garantindo proteção confiável contra raios

A presença de faíscas no incidente na BWI indica falta de equipotencialidade. Este problema pode ser identificado com um testador de resistência de aterramento como o equipamento de teste de aterramento GEO Fluke 1625-2 e outras ferramentas de teste Fluke.

Estas são as três etapas a serem seguidas para garantir uma proteção confiável contra raios:

Etapa 1. Avalie o sistema de aterramento existente e meça a resistividade do solo

Meça a resistividade do solo em diferentes áreas e camadas de solo com o Fluke 1625-2 para identificar a área de solo de baixa resistência ideal para estender o sistema de aterramento.
Use os valores de resistividade de diferentes camadas de solo para determinar o tipo de eletrodo a ser usado e a profundidade em que ele deve ser enterrado para obter um valor de resistência de aterramento mais baixo.

Etapa 2. Meça a impedância e a continuidade do aterramento e execute outras etapas de manutenção preventiva

Multímetro para Isolamento Fluke 1587 — Câmera de infravermelho Fluke Ti400

Após o sistema de aterramento ter sido aprimorado com base nas medições na Etapa 1, meça a impedância de aterramento com o 1625-2. Este valor é muito importante porque o raio é um evento de alta frequência e a medição da impedância do solo ajudará a determinar a capacidade do sistema de aterramento de dissipar adequadamente a energia do raio.
Meça a continuidade do condutor descendente do sistema de proteção contra raios. Isso determinará se o condutor descendente está com o mesmo potencial que os outros componentes do sistema elétrico. Todos os componentes precisam estar com o mesmo potencial durante um evento de raio para evitar danos catastróficos.
Determine a equipotencialidade de todos os componentes do sistema de aterramento usando o 1625-2 para medir a resistência CC ou CA entre os componentes em:
- Sistema de proteção contra raios
- Sistemas de eletrodo de aterramento
- Sistema de ligação (condutor de aterramento de segurança/condutor de aterramento de equipamento)
- Proteção do equipamento eletrônico (sistema de acesso e navegação)
- Sistemas de consultoria meteorológica e de aeroportos (incluindo RVE, ATIS, AWOS e sistemas relacionados)
Instalar um supressor de surtos com capacidade de corrente adequada de acordo com o IEEEC.62.41 para proteger equipamentos eletrônicos.

Etapa 3. Resolução de problemas

Identifique conexões soltas e transformadores e condutores superaquecidos usando o 1625-2 para medir os valores de resistência ou a diferença de potencial entre dois pontos. Você também pode usar uma câmera infravermelha como o Fluke Ti400 para mostrar as diferenças de temperatura entre os componentes.
Identifique a avaria do isolamento medindo a resistência do isolamento com o multímetro de isolamento Fluke 1587.

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