Impacto da representação de sistemas de aterramento no desempenho de para-raios de linhas de transmissão

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dc.contributor.advisorAlípio, Rafael Silva
dc.contributor.advisor-coDe Conti, Alberto Resende
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/2051626172679059
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6715701375569983
dc.contributor.authorDuarte, Matheus Henrique Rosa
dc.contributor.referee1Rafael Silva Alípio
dc.contributor.referee2Alberto Resende De Conti
dc.contributor.referee3Marco Aurélio de Oliveira Schroeder
dc.contributor.referee4Ivan José da Silva Lopes
dc.contributor.referee5Antônio Carlos Siqueira de Lima
dc.date.accessioned2023-08-03T15:45:53Z
dc.date.available2023-08-03T15:45:53Z
dc.date.issued2018-03-16
dc.description.abstractDescargas atmosféricas consistem na principal ameaça à continuidade de operação de linhas de transmissão. Para minimização dos riscos associados a esse fenômeno, busca-se o estabelecimento de sistemas de aterramento de pé de torre adequados, e eventualmente, a instalação de para-raios em paralelo com isoladores de linha. Nesse contexto, o presente trabalho avalia qualitativa e quantitativamente o comportamento de para-raios instalados em linhas de transmissão quando da incidência de descargas atmosféricas diretamente no topo de suas torres. Essas avaliações são conduzidas a partir de simulações no domínio do tempo. Em adição, avalia-se o impacto da representação do aterramento de pé de torre nos resultados levantados. São comparados os resultados associados à consideração de representações simplificadas do aterramento – a resistência de aterramento em baixas frequências e a impedância impulsiva –, com os resultados decorrentes de uma representação mais rigorosa do comportamento dependente da frequência do sistema de aterramento. A interação entre linhas de transmissão, para-raios de linha e descargas atmosféricas é avaliada a partir de dois aspectos. Primeiramente, levanta-se o potencial de ruptura da rigidez dielétrica de isoladores. Em um segundo momento, avalia-se a energia acumulada no dispositivo para-raios da linha em virtude dessa descarga. Nas análises realizadas, são variados sistemas de aterramento de pé de torre, descargas atmosféricas de diferentes formas de onda e amplitude, entre outros. Essas variações correspondem a condições de incidência passíveis de ocorrência, considerando a realidade do sistema de transmissão brasileiro. Observou-se que a impedância impulsiva pode ser uma boa representação para o sistema de aterramento submetido a correntes impulsivas em simulações cuja cauda da descarga não apresenta um papel relevante no comportamento estudado. Em simulações nas quais a influência da cauda da descarga é considerável, a representação a partir da impedância impulsiva pode incorrer em erros consideráveis, subestimando o potencial danoso de descargas atmosféricas em linhas de transmissão.
dc.description.abstractotherLightning are the main threat to the continuity of transmission line operation. In order to reduce the risks associated with this phenomenon, it is a common practice to provide an appropriate tower-footing grounding, and eventually, to install surge arresters in parallel with the line insulators. In this context, the present work evaluates both quantitatively and qualitatively the behavior of surge arresters installed in transmission lines when subjected to direct first strokes at the top of transmission towers. Time-domain simulations are used to evaluate this behavior. In addition, it is evaluated the impact of the representation of the tower-footing grounding in the results. Results obtained for simplified representations of the grounding, namely low-frequency grounding resistance and impulsive impedance, are compared with the results associated with a more rigorous representation of the frequency-dependent behavior of the grounding. The interaction between transmission lines, surge arresters and lightning is evaluated from two points of view. First, it is assessed the potential of an insulation breakdown when lightning currents are injected at the top of the tower. Second, it is evaluated the energy in the surge arresters due to this lightning. Each analysis is carried out for different lightning incidence conditions, considering different tower-footing grounding arrangements, different lightning waveforms and amplitudes, among others. These variations are subject to occurrence, considering the reality of the Brazilian transmission system. Tower-footing grounding may be represented by their impulsive impedance in lightning simulations, as long as the lightning tail does not represent a considerable influence on the behavior under analysis. In simulations in which the lightning tail is relevant, representing tower-footing grounding by their impulsive impedance may lead to considerable errors, underestimating the potential damage of lightning in transmission lines.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/347
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG / UFSJ
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.subjectAterramento elétrico
dc.subjectLinhas elétricas
dc.subjectRaio - Proteção
dc.subjectPara-raios
dc.titleImpacto da representação de sistemas de aterramento no desempenho de para-raios de linhas de transmissão
dc.typeThesis
dspace.entity.type

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