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alta tensĂŁo
protecção contra descargas atmosfÊricas em instalaçþes de mÊdia e alta tensão 1.a PARTE
Manuel Bolotinha ! "
# $ $! %& ' (
1. INTRODUĂ‡ĂƒO As redes e equipamentos elĂŠctricos instalados no ar, como ĂŠ o caso das $! %& ) AIS), podem ser atingidos por descargas atmosfĂŠricas que provocam sobretensĂľes transitĂłrias nos sistemas elĂŠctricos, que se propagam ao longo do sistema energĂŠtico sob a forma de ondas electromagnĂŠticas. Mesmo que uma descarga atmosfĂŠrica nĂŁo atinja directamente um equipamento, o facto de se produzir na sua proximidade pode dar origem a sobretensĂľes transitĂłrias que se propagam igualmente ao longo do sistema. ! & + %/
rede elĂŠctrica e podem causar danos nos principais equipamentos, 0 1 2
com a consequente diminuição da sua rigidez dielÊctrica1, influen + ( ! 2 4$ 2 4$ lidade e continuidade de serviço. 6 $ %/ 7 1 8 disrupção entre condutores activos e entre condutores activos e as massas. : $ ; 0 < = + >
+ ( 4$ 1 %/
adequado, de acordo com o nĂvel de risco e os tipos de equipamentos a proteger. : 1 / ! $ %& 4$ 1 mentos e redes de MT, AT e MAT2 (U > 1 kV CA).
2. CARACTERIZAĂ&#x2021;Ă&#x192;O DAS DESCARGAS ATMOSFĂ&#x2030;RICAS Uma descarga atmosfĂŠrica ĂŠ um fenĂłmeno transitĂłrio, que se traduz na geração de uma onda de tensĂŁo seguida de uma onda de corrente, e ĂŠ uma descarga electrostĂĄtica3 C! $ 7
electricamente de duas nuvens ou entre uma nuvem e o solo, o que se ! 0 ' $ D Trata-se de um fenĂłmeno estatĂstico, para o qual nĂŁo ĂŠ possĂvel ( $ + $ %/ = $
> D 6
2 !
> $ )1 $ $ 2 1 ( $ 1 %/ 7 0 ( 7 > D
E ( < rigidez dielĂŠctrica como a capacidade que um material isolante tem de suportar o campo elĂŠctrico sem perda das suas caracterĂsticas de isolante (ruptura dielĂŠctrica). 2 MT: MĂŠdia TensĂŁo ( ); AT: Alta TensĂŁo (
); MAT: Muito Alta TensĂŁo ( ). U representa a tensĂŁo nominal composta da rede. 3 Descarga electrostĂĄtica ĂŠ uma descarga repentina de electricidade estĂĄtica entre dois pontos a potenciais diferentes. ) ( D
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Figura 1. 'HVFDUJD DWPRVIÂŤULFD HQWUH XPD QXYHP H R VROR
As descargas atmosfĂŠricas dĂŁo origem a luz em forma de plasma e som, sob a forma de um trovĂŁo. Para que uma descarga atmosfĂŠrica % = 4$ 0 (4$ $ %& H I ) $ 0 1 $ &
espaço; I ) $ 0 fera) que obstrua a equalização livre e desimpedida de cargas de sinal oposto. # = 1 $ 4$
tensão, que se propaga a toda a instalação (em ambos os sentidos), 4$ 2 2 + ! ) 2
agravando os efeitos da descarga inicial. As sobretensĂľes atmosfĂŠricas, tal como qualquer outro tipo de sobretensĂŁo, caracterizam-se pela sua amplitude, forma de onda e $ %/ 1 > D 1 ! & 7 < 1 ! $ $ 2 $
propagação longitudinal usualmente de frente de onda lenta, isto Ê, com um tempo atÊ atingir o valor de pico (TP) entre e um tempo atÊ atingir metade do seu valor (T ) não superior a 1 $ 0 ' $ JD
" plasma ĂŠ um dos quatro estados fundamentais da matĂŠria (os restantes trĂŞs sĂŁo o estado sĂłlido, o lĂquido e o gasoso), que pode ser criado por aquecimento $ = $ $K < $ 1 $ D
1 + 7 $ $ $ C & 2
1 0 $ 0 2 4$ 1 1 1 %/
ligaçþes moleculares, transformando o gås nos åtomos que constituem as suas molÊculas.