Modelagem de torres de linhas de transmissão e sua influência na suportabilidade elétrica dos arranjos isolantes solicitados por sobretensões atmosféricas

Data
2025-01-31
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Resumo

As descargas atmosféricas são fenômenos da natureza responsáveis pela ocorrência de distúrbios de elevada magnitude nos sistemas elétricos. A incidência de descargas elétricas nos sistemas de transmissão de energia elétrica resulta na injeção de uma corrente elétrica de surto com elevada magnitude percorrendo os componentes destes sistemas, tais como torres, cabos para-raios, cabos fases e sistema de aterramento. O produto da corrente elétrica atmosférica pela impedância dos componentes do sistema produz sobretensões de elevadas amplitudes que devem ser suportadas pelos sistemas isolantes, particularmente, as cadeias de isoladores. Nesse sentido, é de grande importância representar com precisão a impedância de surto das torres de linhas de transmissão tanto para a realização de projetos de coordenação de isolamento quanto para estudos de desempenho elétrico de linhas de transmissão perante sobretensões atmosféricas. Dessa forma, a utilização de modelos capazes de representar com precisão a impedância de surto de linhas de transmissão são necessários para reduzir o número de desligamentos em sistemas de transmissão. A partir desta motivação, este trabalho apresenta estudos investigativos acerca dos principais modelos matemáticos para determinação da impedância de surto de torres de linhas de transmissão, quer sejam baseados em métodos eletromagnéticos quer em ensaios experimentais. Para tanto, foi desenvolvido um modelo computacional capaz de realizar cálculos de impedância de surto de torres para cada modelo identificado na revisão bibliográfica, empregando-se o software ATPDraw e a linguagem MODELS. Os resultados obtidos foram validados utilizando-se valores de impedância de surto de torres em escala reduzida e também de torres reais. Adicionalmente, foram realizadas análises para avaliar as influências tanto da velocidade de propagação da descarga atmosférica na torre quanto do posicionamento dos arranjos isolantes na silhueta das torres na ocorrência do fenômeno de backflashover. As constatações são relevantes para obtenção de resultados mais realísticos e precisos em estudos de desempenho elétrico de linhas de transmissão.


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