Protecção contra descargas atmosféricas em instalações de Média e Alta Tensão - 2.ª Parte

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alta tensão

protecção contra descargas atmosféricas em instalações de Média e Alta Tensão 2.a PARTE Manuel Bolotinha (QJHQKHLUR (OHWURW«FQLFR ̰ (QHUJLD H 6LVWHPDV GH 3RW¬QFLD ,67 ̰

0HPEUR 6«QLRU GD 2UGHP GRV (QJHQKHLURV &RQVXOWRU HP 6XEHVWD©·HV H )RUPDGRU 3URͤVVLRQDO

5. SUBESTAÇÕES TIPO AIS $ SURWHF©¥R FRQWUD GHVFDUJDV DWPRVI«ULFDV GR SDUTXH H[WHULRU GDV VXEHVWD©·HV GR WLSR $,6 « FRQVWLWX¯GD SRU FDERV GH JXDUGD GR WLSR $&65 DSRLDGRV QDV FDEH©DV GRV SµUWLFRV GD VXEHVWD©¥R KDEL tualmente designada por “UHGH GH WHUUDV D«UHD̹ FDSWRUHV YHUWLFDLV KDVWHV GH GHVFDUJD ̰ QRUPDOPHQWH GR WLSR Franklin LJXDOPHQWH DSRLDGRV QRV SµUWLFRV RX XPD FRPELQD©¥R GH DPERV RV VLVWHPDV WHQGR HP DWHQ©¥R R F£OFXOR HIHFWXDGR FRP EDVH QR HVWDEHOHFLGR QR &DS¯WXOR &DVR QR SDUTXH H[WHULRU Q¥R H[LVWDP SµUWLFRV RX RXWUDV HVWUXWXUDV PHW£OLFDV RQGH VH SRVVDP LQVWDODU RV FDERV GH JXDUGD H RX RV FDSWR res verticais, a solução a adoptar é a utilização de hastes de descarga LQVWDODGDV HP HVWUXWXUDV PHW£OLFDV SUµSULDV HP Q¼PHUR H FRP D OR FDOL]D©¥R UHVXOWDQWH GR UHVSHFWLYR F£OFXOR Os sistemas de protecção contra descargas atmosféricas são li gados à rede geral de terras da subestação.

Hastes de descarga

Estrutura metálica com haste de descarga

Cabo de guarda da linha aérea

Figura 13. +DVWH GH GHVFDUJD HP HVWUXWXUD PHW£OLFD

Hastes de descarga

6. DESCARREGADORES DE SOBRETENSÕES

Cabos de guarda

Figura 12. +DVWHV GH GHVFDUJD H FDERV GH JXDUGD

7H[WR HVFULWR GH DFRUGR FRP D DQWLJD RUWRJUDͤD

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$ SURWHF©¥R GRV HTXLSDPHQWRV H LQVWDOD©·HV GDV VXEHVWD©·HV FRQWUD VREUHWHQV·HV TXHU VHMDP GH PDQREUD TXHU VHMDP GH RULJHP DWPRV I«ULFD « UHDOL]DGD DWUDY«V GH GHVFDUUHJDGRUHV GH VREUHWHQV·HV DST

WDPE«P GHVLJQDGRV SRU S£UD UDLRV FXMDV FDUDFWHU¯VWLFDV P«WRGRV GH HQVDLR H FULW«ULRV GH DFHLWD©¥R HVW¥R GHͤQLGRV QD 1RUPD ,(& ̰ Surge arresters.

Os DST são igualmente aplicados para a coordenação de isola PHQWR GH DFRUGR FRP R HVWDEHOHFLGR QD 1RUPD ,(& ̰ Insulation coordination.

2V WLSRV GH '67 KDELWXDOPHQWH XWLOL]DGRV V¥R RV GH µ[LGRV PHW£ OLFRV KDELWXDOPHQWH R óxido de zinco – ZnO FRP resistência não linear HPERUD RV SULPHLURV PRGHORV IRVVHP GH FDUEHWR GH VLO¯FLR SiC

sendo que nos dias de hoje é possível encontrar alguns em serviço.

As resistências não lineares têm a propriedade de o valor da sua resistência variar inversamente com o valor da corrente, ou seja, apre VHQWDP YDORUHV HOHYDGRV GH UHVLVW¬QFLD SDUD YDORUHV EDL[RV GD FRU UHQWH FRPR « R FDVR GD FRUUHQWH GH VHUYL©R GH XPD LQVWDOD©¥R $7 H YDORUHV PXLWR EDL[RV SDUD YDORUHV HOHYDGRV GD FRUUHQWH FRPR « R FDVR GDV FRUUHQWHV UHVXOWDQWHV GH XPD GHVFDUJD DWPRVI«ULFD

2 LQYµOXFUR H[WHULRU SRGH VHU HP porcelana ou num composto polimérico GHVLJQDGDPHQWH D ERUUDFKD GH VLOLFRQH H[LVWLQGR WDP E«P '67 LVRODGRV D J£V QRUPDOPHQWH R SF6 SDUD XWLOL]D©¥R HP GIS R DFUµQLPR LQJO¬V GH Gas Insulated Switchgear QRV GRLV SULPHLURV FDVRV RV LQYµOXFURV GLVS·HP GH VDLDV SDUD DXPHQWDU D GLVW¤QFLD GH disrupção.

alta tensĂŁo

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• • •

$V VLWXDŠ¡HV PDLV KDELWXDLV GHVWH FDVR V¼R 7UDQVLŠ¼R OLQKD DUHD FDER VXEWHUU¤QHR )LJXUD

7UDQVIRUPDGRUHV 07 %7 HP SRVWRV GH WUDQVIRUPDŠ¼R DUHRV FRP RV '67 PRQWDGRV QD FXED GR WUDQVIRUPDGRU )LJXUD

(QWUDGD GH OLQKD DUHD HP SRVWR GH WUDQVIRUPDŠ¼R 37 GH FDELQD DOWD )LJXUD

DST

Figura 18. &RQWDGRU GH GHVFDUJDV

As principais características dos DST são: • Tensão estipulada – Ur kV

• Tensão residual Ures – kV

• &RUUHQWH HVWLSXODGD GH FXUWR FLUFXLWR kA

• )UHTXQFLD f – Hz

• &RUUHQWH HVWLSXODGD GH GHVFDUJD RQGa 8 Ɩs ̰ Is (kA de pico); • &DSDFLGDGH GH DEVRUŠ¼R GH HQHUJLD Wth – kJ/kW

Linha aĂŠrea

1D 7DEHOD LQGLFDP VH RV YDORUHV P¯QLPRV UHFRPHQG£YHLV GD WHQV¼R estipulada dos DST em função do regime de neutro, do tempo de dura Š¼R GR GHIHLWR H GD WHQV¼R P£[LPD GD LQVWDODŠ¼R 8m FRUUHVSRQGHQ WHV ¢V GHͤQLGDV QD 1RUPD ,(&

Caixa terminal de cabo

Tabela 3. 9DORUHV PÂŻQLPRV UHFRPHQGÂŁYHLV GD WHQVÂĽR HVWLSXODGD GRV '67

Regime de neutro

Tempo de duração do defeito

6ÂľOLGR

Í V

Um (kV)

Ur (kV)

Í

ÍĄ 8s

ÍĄ

ÍĄ 8s

Í V AtravĂŠs de LPSHG¤QFLD

Cabo subterrâneo

ÍĄ 8s

Í K

Í

ÍĄ 8s

ÍĄ K

ÍĄ 8s

Figura 19. 7UDQVLŠ¼R OLQKD DUHD FDER VXEWHUU¤QHR

1D 7DEHOD LQGLFDP VH RV YDORUHV GD FRUUHQWH HVWLSXODGD GH GHVFDUJD H da capacidade de absorção de energia dos DST de acordo com a Norma ,(& GH DFRUGR FRP D DSOLFDŠ¼R H D VHYHULGDGH GD SROXLŠ¼R 6+ ̰ SROXLŠ¼R HOHYDGD 0+ ̰ SROXLŠ¼R PGLD /+ ̰ SROXLŠ¼R EDL[D

Linha aĂŠrea Tabela 4. 9DORUHV FDUDFWHUÂŻVWLFRV GRV '67 GH DFRUGR FRP D 1RUPD ,(&

Parâmetro

6ubestaç¡es AI6 SH

MH

LH

SH

MH

LH

Is N$ SLFR

: th N- N:

ÍĄ

ÍĄ

ÍĄ

N/A

Os valores de Is normalizados pela generalidade dos fabricantes sĂŁo N$ N$ N$ H N$

7. APLICAÇÕES PARTICULARES DOS DST ([LVWHP VLWXDŠ¡HV HP TXH XPD GHVFDUJD DWPRVIULFD VH SRVVD SUR duzir directamente nos condutores activos de uma linha aÊrea, habi WXDOPHQWH HP LQVWDODŠ¡HV 07 SHOR TXH  QHFHVV£ULR HYLWDU TXH D RQGD de sobretensão se propague aos equipamentos que se encontram a MXVDQWH H RV GDQLͤTXH 3DUD D SURWHFŠ¼R GHVVHV HTXLSDPHQWRV FRQWUD GHVFDUJDV DWPRVIULFDV XWLOL]DP VH '67

Valor estipulado SDUD HTXLSDPHQWRV YDORU GH XPD JUDQGH]D ͤ[DGR HP UHJUD SHOR IDEULFDQWH SDUD XP GDGR IXQFLRQDPHQWR HVSHFLͤFDGR GH XP FRPSRQHQWH GH XP GLVSRVLWLYR RX GH XP HTXLSDPHQWR Ě° 57,(%7 Ě° &DSÂŻWXOR HVWH YDORU corresponde ao anteriormente designado por “valor nominalâ€?, designação que actualmente ĂŠ apenas utilizada para redes.

TensĂŁo entre os terminais de um DST durante a passagem da corrente de descarga.

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DST

Redes de distribuição MT

Transformador Figura 20. 3RVWR GH WUDQVIRUPDŠ¼R DUHR

Linha aĂŠrea

PT de cabina alta

DST Figura 21. (QWUDGD GH OLQKD DÂŤUHD HP 37 GH FDELQD DOWD