SCQ/002
21 a 26 de Outubro de 2001
Campinas - São Paulo - Brasil
STE
SEÇÃO TÉCNICA ESPECIAL DE INTERFERÊNCIAS, COMPATIBILIDADE ELETROMAGNÉTICA E
QUALIDADE DE ENERGIA
A INFLUÊNCIA DAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS NA QUALIDADE DA ENERGIA OFERECIDA AOS
CONSUMIDORES
Alberto R. De Conti (*)
Clever Pereira
Silvério Visacro F.
UFMG
José Vicente Pereira Duarte
CEMIG
LRC – Núcleo de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
em Descargas Atmosféricas
RESUMO
Neste trabalho os autores realizam uma pesquisa
básica, que pretende avaliar o papel de diversas
variáveis no desenvolvimento dos surtos transferidos
da média para a baixa tensão das redes de
distribuição, na perspectiva da definição de práticas de
proteção adequadas à preservação da qualidade da
energia
fornecida
aos
consumidores.
As
correspondentes avaliações são realizadas através de
simulações
computacionais
de
configurações
representativas da rede elétrica, simplificadas o
suficiente para denotarem a importância dos diversos
parâmetros envolvidos (aterramento, pára-raios,
extensão de linha, etc.) nas análises de sensibilidade
implementadas.
PALAVRAS-CHAVE
Surtos Atmosféricos em Unidades Consumidoras.
Tensões Transferidas. Sobretensões na Rede de
Baixa Tensão.
disseminação dos surtos nas redes e no seu efeito
sobre as instalações dos consumidores é uma tarefa
de difícil execução. Usualmente, os trabalhos
dedicados a este assunto utilizam modelos complexos
e por demais abrangentes, o que impossibilita, na
maioria das vezes, a percepção da influência direta de
cada um dos parâmetros envolvidos.
O presente trabalho estende os desenvolvimentos
iniciados em investigação anterior (1) a uma
configuração de rede de baixa tensão trifásica,
apresentando avaliações preliminares sobre o
comportamento das variáveis que influenciam a
intensidade e a forma das sobretensões de origem
atmosférica nas unidades consumidoras. Para tal,
assume-se uma configuração de rede simplificada, na
qual seja possível a determinação do papel de cada
variável envolvida. A investigação se processa no
contexto de um projeto cooperativo empresauniversidade.
2.0 SOBRETENSÕES DE ORIGEM ATMOSFÉRICA
EM INSTALAÇÕES CONSUMIDORAS
1.0 INTRODUÇÃO
As descargas atmosféricas correspondem à principal
causa de interrupções e desligamentos nas redes de
energia elétrica no Brasil, implicando conseqüências
muitas vezes nefastas para equipamentos e
consumidores a elas conectados. Os atuais requisitos
de qualidade impostos pelas agências reguladoras de
energia elétrica no Brasil determinam a necessidade
de definição de práticas mais evoluídas de proteção da
rede elétrica contra os surtos atmosféricos.
A definição
componentes
do papel preciso
do
sistema
no
dos diversos
processo
de
As sobretensões de origem atmosférica atingindo as
unidades consumidoras podem se originar de três
mecanismos básicos: as descargas diretas e as
tensões induzidas na baixa tensão, a transferência de
surtos originados na média tensão através do
transformador de distribuição e a incidência de
descargas diretamente sobre edificações.
Com relação às descargas diretas, estas podem
ocorrer sobre as redes de média e baixa tensão (figura
1-a), bem como sobre o sistema de proteção contra
descargas atmosféricas de edificações (figura 1-d). De
uma forma geral, redes de média tensão instaladas em
LRC - Lightning Research Center – CPDEE - UFMG - Av. Antônio Carlos 6627 - Pampulha - CEP 31.270-901
áreas rurais ou em regiões periféricas de cidades
tendem a ser mais vulneráveis à ocorrência de
descargas diretas, ao contrário daquelas instaladas em
áreas urbanas, em decorrência da existência de
edificações elevadas. Os fenômenos associados à
incidência de descargas diretas em redes de
distribuição possuem elevada severidade, provocando
diversos danos no sistema.
As redes de baixa tensão possuem menor
probabilidade de serem atingidas diretamente por
descargas, já que estão usualmente posicionadas
abaixo das redes de média tensão. Deve-se ressaltar,
entretanto, que em alguns finais de rede as instalações
de baixa tensão podem se estender sem a presença
da rede de média tensão, havendo aí algum risco de
ocorrência do fenômeno em questão. O mesmo pode
ocorrer na existência de longos ramais de ligação,
especialmente em condições de maior exposição.
a
b
d
a
c
definição de práticas adequadas aos consumidores e
às redes de baixa tensão.
3.0 SOBRETENSÕES ORIGINADAS NA MÉDIA
TENSÃO E TRANSFERIDAS PARA A REDE DE
BAIXA TENSÃO ATRAVÉS DO TRANSFORMADOR
DE DISTRIBUIÇÃO
A transferência de sobretensões da média para a
baixa tensão junto ao transformador de distribuição é
composta por dois processos fundamentais. O primeiro
corresponde ao acoplamento direto entre os dois
circuitos através dos enrolamentos do transformador, o
que
ocorre
predominantemente
através
de
capacitâncias parasitas inerentes à constituição física
deste equipamento. O segundo está associado ao
fluxo de uma parcela da corrente drenada pelo páraraios de média tensão para a rede de baixa tensão, em
função
da
impedância
do
aterramento
do
transformador de distribuição. Não são apresentados
de forma clara na literatura resultados que possibilitem
a identificação da ordem de grandeza de cada um dos
processos envolvidos, o que muitas vezes impede uma
análise precisa sobre a importância relativa de cada
um no desenvolvimento dos surtos nas redes de baixa
tensão.
4.0. DESENVOLVIMENTOS
4.1. MODELOS UTILIZADOS
Figura 1 – Acoplamento das descargas atmosféricas com as
redes de distribuição
Sobretensões induzidas ocorrem de forma indistinta
nas redes de média e baixa tensão, caso descargas
ocorram em regiões relativamente próximas a ambas
(figura 1-b). A intensidade dos fenômenos associados
a este tipo de ocorrência é bem menor que aquela das
descargas diretas, mas sua freqüência de ocorrência o
tornam um elemento crítico ao desempenho das redes
de distribuição (2).
A ocorrência de descargas atmosféricas atingindo
diretamente o SPDA (Sistema de Proteção contra
Descargas Atmosféricas) dos consumidores (figura1-d)
também pode gerar solicitações na rede de baixa
tensão da concessionária. Este fenômeno pode ser
especialmente importante quando o aterramento do
SPDA é comum com o aterramento da entrada de
serviço do consumidor, merecendo, entretanto, uma
melhor caracterização por parte da literatura.
A disseminação de um surto na média tensão, gerado
por uma descarga direta ou indireta, pode se estender
até a rede de baixa tensão através do transformador
de distribuição (figura 1-c). A intensidade e a forma
das solicitações associadas a este processo são
dependentes de inúmeros fatores, e o seu grau de
severidade pode alcançar níveis críticos, tanto do
ponto de vista dos equipamentos instalados na rede de
baixa tensão quanto dos consumidores a ela
conectados. O presente artigo dedica-se ao estudo
deste fenômeno, identificando os papéis de diversas
variáveis envolvidas neste processo, tendo em vista a
A fim de se avaliar o papel dos diversos componentes
das redes de baixa tensão no desenvolvimento das
solicitações às quais as cargas dos consumidores
podem estar submetidas, foi implementado o circuito
da figura 2, que representa simplificadamente uma
terminação de rede de distribuição, em que a baixa
tensão esteja instalada sem a presença da média
tensão sobre si.
Foi utilizado um modelo de transformador trifásico (3),
com
configuração
triângulo/estrela
aterrada,
alimentando a rede de baixa tensão. A corrente foi
injetada em apenas uma das fases do primário,
podendo supor tanto a incidência de uma descarga
direta junto às buchas do transformador quanto a
indução de uma sobretensão em um ponto distante do
analisado, conduzida através da média tensão até o
transformador de distribuição. A distinção a ser feita
entre ambos fenômenos concerne às amplitudes e aos
tempos característicos das solicitações associadas.
Não foi considerada a ocorrência de rupturas nos
isolamentos do sistema
O acoplamento entre a fase atingida, representada por
Zlinha = 400 Ω, e as demais fases da média tensão,
assim como o existente entre as redes de média e
baixa tensão, não foi considerado. A rede secundária
simulada é do tipo convencional, com espaçamento
médio entre os condutores de 20 cm. O mais alto,
correspondente ao cabo neutro, está elevado a 7,25 m
de altura do solo. O pára-raios de média tensão,
conectado entre fase e terra no primário do
transformador, é do tipo ZnO. Sua corrente nominal é
de 10 kA, com uma
aproximadamente 34 kV.
tensão
residual
de
1400
1200
Pára-Raios
Zlinha
Cargas
Transformador
RBT
C3
C2
C1
Tensão (V)
1000
Iinjetada
800
600
Fenômeno Completo
400
200
Ldescida
Rconsumidor
-200 0
Rtrafo
Figura 2 – Circuito Simulado
Foram conectadas cargas diversas, que procuraram
representar de forma concentrada a existência de
vários consumidores instalados na rede de baixa
tensão. Rtrafo e Rconsumidor representam de forma
simplificada as impedâncias de aterramento do
transformador de distribuição e dos consumidores,
respectivamente. Ldescida representa a indutância do
condutor de descida que conecta o terminal de terra do
pára-raios, o tanque do transformador e o neutro do
secundário ao aterramento do transformador. Atribuiuse um valor aproximado de 1 µH/m para este
parâmetro.
4.2. ORDEM DE GRANDEZA DAS PARCELAS
ASSOCIADAS À TRANSFERÊNCIA DE SURTOS DA
MÉDIA PARA A BAIXA TENSÃO
Com o intuito de avaliar-se a relevância das parcelas
constituintes dos surtos nas redes de baixa tensão
originados na média tensão, foram realizadas
simulações preliminares, em que os parâmetros Rtrafo e
Ldescida foram anulados. Dessa forma, toda corrente
drenada pelo pára-raios de média tensão na
ocorrência de uma solicitação é canalizada para o
aterramento do transformador, não exercendo
qualquer influência sobre o circuito secundário. Este
fica submetido apenas à sobretensão proveniente da
parcela de transferência direta, com predominância
capacitiva, que ocorre internamente ao transformador.
Em seguida, atribuiu-se à resistência de aterramento
do transformador um valor de 80 Ω, interligada ao
tanque do transformador pela representação do
condutor de descida. Nesse caso, a solicitação
resultante na rede de baixa tensão é composta por
duas parcelas: uma correspondente à transferência
direta e outra associada à circulação de correntes no
circuito de baixa tensão que não foram captadas pelo
aterramento do transformador de distribuição. Foi
injetada uma corrente de 1 kA (5/60 µs), cujos tempos
são representativos de descargas diretas, de acordo
com estatísticas provenientes dos dados do Morro do
Cachimbo (4), e cuja amplitude pode ser
representativa do limite superior de correntes geradas
por sobretensões induzidas. A figura 3 ilustra a tensão
obtida em uma carga resistiva de 30 Ω conectada
entre fase e neutro do secundário do transformador
através de 30 m de rede de baixa tensão.
Transferência Direta
0
2
4
6
8
10
Tempo (us)
Figura 3 – Sobretensão entre fase e neutro na carga
conectada à fase 3 no final da RBT, com a injeção de 1 kA
(5/60 µs), comprimento da rede de baixa tensão igual a 30 m.
A parcela correspondente à transferência direta
apresenta pulsos de curta duração e baixa amplitude.
Sua influência na solicitação total, considerando-se a
transferência direta e a parcela devido à elevação de
potencial no aterramento do consumidor, pode ser
sentida nos instantes iniciais do surto, mas não é
relevante em termos do valor máximo apresentado. A
curva mais clara, apresentada na figura 3, indica a
diferença entre a solicitação completa e a sobretensão
atribuída à transferência direta, correspondendo
exclusivamente à circulação no circuito de baixa
tensão de uma parcela de corrente que não foi
drenada
pelo
aterramento
transformador
de
distribuição. Essa parcela é responsável pela quase
totalidade da energia transferida ao circuito de baixa
tensão.
A figura 4 apresenta a injeção no circuito de uma onda
de 10 kA (5/60 µs), com tempos e amplitude
representativos de uma descarga direta. Percebe-se
que a parcela de sobretensão associada à
transferência direta é mantida praticamente constante
em relação à verificada com a injeção de 1 kA no
circuito, o que ocorre devido à eficiência do pára-raios
de média tensão em limitar a tensão entre fase e terra
no primário. Esta ação é estendida à sobretensão
transferida, que mantém-se restrita a uma pequena
faixa de valores mesmo com o aumento da corrente
injetada. Por outro lado, com o aumento da corrente
drenada pelo pára-raios, torna-se maior a importância
da elevação de potencial na formação das
sobretensões na rede de baixa tensão, havendo um
crescimento linear dos valores máximos apresentados
em relação à injeção de 1 kA. Considerando-se que as
correntes associadas a descargas diretas possuem
ordem de grandeza elevada, com valores medianos da
ordem de 45 kA verificados no Morro do Cachimbo, é
possível desprezar-se o efeito da transferência direta
no cálculo das sobretensões na rede de baixa tensão
associadas à incidência de descargas diretas na rede
de média tensão. Dessa forma, o papel do aterramento
do transformador de distribuição ganha grande
importância no processo de desenvolvimento dos
surtos transferidos, devendo ser mais bem avaliado
em conjunção com os demais parâmetros do circuito.
cargas conectadas às redes de baixa tensão em
regimes de transientes rápidos ainda não foi
devidamente realizada na literatura.
14E+3
12E+3
4.3.2. CONFIGURAÇÃO
TENSÃO
8E+3
6E+3
2E+3
Transferência Direta
000E+0
-2E+3 0
2
4
6
8
10
Tempo (us)
Figura 4 – Sobretensão entre fase e neutro na carga
conectada à fase 3 no final da RBT, com a injeção de 10 kA
(5/60 µs), comprimento da rede de baixa tensão igual a 30 m.
4.3. ANÁLISE DE SENSIBILIDADE SOBRE OS
DIVERSOS
PARÂMETROS
ENVOLVIDOS
NA
DISSEMINAÇÃO DAS TENSÕES TRANSFERIDAS
NAS REDES DE BAIXA TENSÃO
A fim de se parametrizar o comportamento das
diversas variáveis do circuito no desenvolvimento das
sobretensões nas redes de baixa tensão, realizaramse diversas simulações através do circuito da figura 2.
Os itens a seguir contemplam alguns dois principais
aspectos observados.
4.3.1. COMPRIMENTO DA REDE DE BAIXA TENSÃO
A figura 5 ilustra o efeito da variação do comprimento
da rede de baixa tensão na sobretensão entre fase e
neutro verificada na carga instalada na fase 3,
instalada no final da rede de baixa tensão e
representando
um
conjunto
de
instalações
consumidoras. Verifica-se o aumento da sobretensão
com o aumento do comprimento da rede.
Tensão (V/kA)
3E+3
L = 75 m
L = 60 m
L = 45 m
L = 30 m
L = 15 m
2E+3
1E+3
000E+
0
DA
REDE
DE
BAIXA
Fenômeno Completo
4E+3
A figura 6 ilustra a sobretensão nas cargas resistivas
de 30 Ω conectadas à rede de baixa tensão, simulada
com uma extensão de 30 m. Para a rede convencional,
em que os condutores são verticalmente espaçados
com distâncias de 20 cm entre si, a menor
sobretensão é verificada na fase mais próxima ao
condutor neutro, sempre o mais elevado em relação ao
solo. Isso ocorre devido ao maior acoplamento entre
ambos. Considerando-se uma rede multiplexada, em
que as fases são entrelaçadas ao redor do condutor
neutro, o acoplamento mútuo existente é praticamente
idêntico em todos. Assim, as sobretensões
desenvolvidas nas cargas instaladas são praticamente
idênticas, exceto nos instantes iniciais, onde há uma
forte influência da tensão transferida diretamente da
média para a baixa tensão em uma das fases,
correspondente àquela atingida na média tensão. Este
efeito é sentido devido às baixas tensões
desenvolvidas no secundário graças à elevação de
potencial no aterramento do transformador, associada
à injeção de uma corrente de pequena amplitude (1 kA
– 5/60 µs). Para a injeção de correntes cujas
amplitudes sejam representativas de descargas
diretas, espera-se que o efeito da transferência direta
com
predominância
capacitiva
através
do
transformador possa ser ignorado.
Tensão (V)
Tensão (V)
10E+3
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
-200 0
-400
RBT Convencional:
Fase3
Fase2
Fase1
RBT Multiplexada
5
10
15
20
Tempo (us)
0
5
10
15
20
-1E+3
Figura 6– Sobretensões entre fase e neutro nos
consumidores (30 Ω). Injeção de 1kA (5/60 µs),
Aterramentos = 80 Ω
Tempo (us)
Figura 5 – Sobretensões entre fase e neutro no consumidor
conectado à fase 3 no final da RBT. Injeção de 1kA (5/60 µs),
Aterramentos = 80 Ω.
Graças ao princípio de linearidade verificado para a
parcela de transferência devido à elevação de
potencial, a mais significativa no fenômeno, é possível
se estimar com bastante segurança as sobretensões
às quais as cargas estariam submetidas para a injeção
de correntes mais elevadas. Foram consideradas
cargas resistivas de 30 Ω, que em regime permanente
representariam uma carga de alguns quilowatts,
correspondente
ao
consumo
instantâneo
de
aproximadamente 10 residências. A representação das
Percebe-se que o uso de redes multiplexadas na baixa
tensão é uma prática extremamente favorável à
prevenção das sobretensões nas redes de baixa
tensão, reduzindo em mais da metade os valores
obtidos no uso da rede convencional para este caso.
A figura 7 ilustra o valor das tensões entre e fase e
neutro desenvolvidas no secundário do transformador
de distribuição. As curvas mais claras foram obtidas
para a rede convencional, e as mais escuras, para a
rede multiplexada. Nota-se que o uso das redes
multiplexadas é benéfico também do ponto de vista do
transformador, promovendo reduções sensíveis nos
valores das sobretensões desenvolvidas nos
enrolamentos de secundário. Os valores negativos são
explicados pela circulação da maior parcela da
corrente na direção do aterramento do transformador
para as fases, sendo a tensão medida entre fase e
neutro (comum com o terra). O efeito da transferência
direta é sentido apenas pela fase 1, o que pode ser
verificado pelo rápido pico positivo no instante inicial
do surto. É importante frisar que a maior parcela da
sobretensão verificada provém da corrente não
absorvida pelo aterramento do transformador de
distribuição. Assim, o seu crescimento será linear com
o aumento desta corrente, sendo esperadas
sobretensões elevadas quando da consideração de
amplitudes representativas de descargas diretas.
1000
0
Tensão (V)
-1000
0
2
4
6
8
maior que as demais com o aumento do tempo de
frente. Isto ocorre porque, no caso de injeção de 1 kA,
a parcela da sobretensão no secundário devido à
elevação de potencial reduz-se de forma mais
acentuada que a sobretensão transferida diretamente,
fazendo com que a última prevaleça nos instantes
iniciais do surto na baixa tensão, quando se verificam
os valores máximos da solicitação no secundário do
transformador.
4.3.4. ATERRAMENTO
A tabela 2 resume o efeito da variação das
resistências de aterramento do circuito nas
sobretensões nas cargas.
Tabela 2 – Sobretensões (kV) em consumidor (30 Ω)
conectado à fase 3 ao final de uma rede de baixa tensão
convencional de 30 m. Iinjetada = 1 kA (5/60 µs).
-2000
R
-3000
Trafo
Rede Multiplexada
Rede Convencional
-4000
-5000
Tempo(µs)
Figura 7– Sobretensões entre fase e neutro no secundário do
transformador. Injeção de 1kA (5/60µs), Aterramentos = 80 Ω,
Consumidores = 30 Ω.
4.3.3.
TEMPOS
CARACTERÍSTICOS
CORRENTES DRENADAS PELO PÁRA-RAIOS
DAS
As sobretensões na rede de baixa tensão variam
sensivelmente com o tempo de frente das correntes
injetadas, conforme indica a tabela a seguir. Tempos
de frente mais lentos causam menores sobretensões
na rede de baixa tensão, porque provocam uma
melhor atuação do aterramento do transformador de
distribuição nos instantes iniciais da solicitação.
Quanto maior o valor da resistência de aterramento do
transformador, menos sensível a redução da
sobretensão nas cargas com o aumento do tempo de
frente da corrente injetada.
Secundário
do trafo
Cargas
Tabela 1 – Sobretensões nos consumidores (30Ω). RBT
convencional de 30 m e aterramentos de 80Ω. Iinjetada = 1 kA
(5/60 µs).
Fase
1.2/60 µs
5/60 µs
10/60 µs
1
1.7 kV
1.3 kV
1.0 kV
2
2.0 kV
1.4 kV
1.2 kV
3
2.1 kV
1.6 kV
1.3 kV
1
-11.9 kV
-4.9 kV
-3,0 kV
2
-12.7 kV
-4.8 kV
-2.5 kV
3
-13.8 kV
-5.1 kV
-2.5 kV
Observa-se, pela tabela 1, que a tensão no secundário
do transformador na fase 1 torna-se proporcionalmente
(Ω)
20
40
60
80
120
160
240
500
Rconsumidor (Ω)
20
40
60
80
120 160 240 500
1.4
2.0
2.3
2.5
2.8
2.9
3.0
3.2
1.0
1.6
1.9
2.1
2.4
2.6
2.8
3.1
0.8
1.3
1.6
1.8
2.2
2.4
2.6
3.0
0.7
1.1
1.4
1.6
1.9
2.2
2.5
2.9
0.5
0.8
1.1
1.3
1.6
1.9
2.2
2.7
0.4
0.7
0.9
1.1
1.4
1.7
2.0
2.5
0.4
0.5
0.7
0.8
1.1
1.3
1.7
2.3
0.4
0.4
0.4
0.5
0.7
0.8
1.1
1.7
Os casos mais desfavoráveis às cargas conectadas à
baixa tensão são aqueles correspondentes a elevadas
resistências de aterramento no transformador de
distribuição e a baixas resistências de aterramento
junto às cargas. Nesses casos, a parcela da corrente
drenada pelo pára-raios do primário que flui pelo
aterramento do transformador é relativamente
reduzida, seguindo uma corrente significativa pelo
neutro da rede de baixa tensão. A diferença de
potencial nele desenvolvida é aplicada diretamente
sobre o circuito que inclui a impedância de secundário
do transformador de distribuição, a rede de baixa
tensão e a carga conectada, o que promove o
aumento da tensão nas cargas conectadas. Por outro
lado, uma baixa resistência de aterramento no
transformador pode reduzir sensivelmente o valor da
sobretensões nas cargas, especialmente se estas
forem conectadas à terra com valores de aterramento
de maior grandeza. Deve ser observado que a perfeita
coordenação do aterramento pode não ser suficiente
para garantir sobretensões em níveis suficientemente
baixos nas redes de baixa tensão na condição de
descargas diretas na rede de média tensão, visto que
foram injetadas correntes com 1 kA de amplitude.
Assim, é recomendável uma investigação sobre
técnicas alternativas de proteção da rede de baixa
tensão, como o uso de pára-raios.
4.3.5. USO DE PÁRA-RAIOS NA BAIXA TENSÃO
A aplicação de pára-raios na rede de baixa tensão
junto ao secundário do transformador de distribuição
limita a sobretensão neste ponto em valores que
asseguram a integridade deste equipamento (figura 8).
Do ponto de vista da rede de baixa tensão, entretanto,
sua ação consiste em reduzir a impedância
equivalente do circuito que engloba o secundário do
transformador, as fases da rede de baixa tensão e as
cargas conectadas, podendo promover, quando
posicionado junto ao secundário do transformador, o
aumento da corrente que circula na fase protegida. Isto
pode ser vista na figura 9.
Tensão (V)
1E+3
000E+
0
-1E+3 0
2
4
6
-3E+3
Com Pára-raios
Sem Pára-raios
-5E+3
-6E+3
Tempo(µs)
6.0 REFERÊNCIAS
Figura 8 - Tensão entre fase neutro no secundário do
transformador de distribuição junto à fase 3, para a injeção de
1kA (5/60 µs), Rtrafo=80 Ω, Rconsumidor=40 Ω,
Consumidores=10Ω.
14E+3
Carga infinita
Carga = 80 ohms
Carga = 30 ohms
Carga = 10 ohms
12E+3
Tensão (V)
10E+3
8E+3
6E+3
........Sem P.R.
____Com P.R.
4E+3
2E+3
000E+0
-2E+3 0
2
4
6
8
Tempo (µs)
Figura 9 - Tensão entre fase neutro na carga conectada à
fase 3, para a injeção de 1 kA (5/60 µs), Rtrafo=80 Ω,
Rconsumidor=40 Ω, carga representando os consumidores
variável.
5.0. CONCLUSÕES
Com base nos desenvolvimentos realizados, pode-se
concluir que:
•
•
•
A definição de práticas adequadas de aterramento
pode ser uma importante ferramenta na prevenção
das sobretensões nas redes de baixa tensão. Sua
ação, entretanto, pode não garantir níveis de
solicitações que sejam suficientemente baixos
para os consumidores conectados;
O uso de pára-raios na baixa tensão é eficiente ao
proteger o secundário dos transformadores de
distribuição quando ali instalados, devendo ser
avaliados com mais atenção, entretanto, os efeitos
de sua ação do ponto de vista das cargas
instaladas no circuito.
A pesquisa prossegue, buscando uma representação
cada vez mais elaborada dos elementos presentes nas
redes de baixa tensão. Pretende-se avaliar de forma
mais abrangente a aplicação dos pára-raios na baixa
tensão, buscando-se, de forma conjunta à adoção de
práticas de aterramento adequadas, a manutenção de
níveis de sobretensões que garantam o fornecimento
de uma energia de qualidade aos consumidores.
8
-2E+3
-4E+3
•
Considerando-se as amplitudes e tempos
característicos das descargas diretas e a
presença do pára-raios de média tensão, a
transferência de surtos da média para a baixa
tensão pode ser representada apenas pela
elevação de potencial no aterramento do
transformador, podendo a parcela de transferência
direta ser desprezada.
Os diversos parâmetros envolvidos nas redes de
baixa tensão podem alterar sensivelmente os
valores das sobretensões verificadas nas cargas
conectadas.
(1) DE CONTI A.R., VISACRO S.F., PEREIRA C.,
DUARTE J.V.P.; Qualidade de Energia: Práticas de
Proteção dos Consumidores. Anais do IX Erlac, Maio
de 2001.
(2) NUCCI, C. A., RACHIDI, F. ; Lightning-Induced
Overvoltages; IEEE Transmission and Distribution
Conference, Panel Session “Distribution Lightning
Protection”, New Orleans, April 14, 1999.
(3) BASSI W., PIANTINI A.; Voltages and Currents on
Secondary Lines Caused By Direct Lightning Hits On
Medium
Voltage
Lines;
Proceedings
of
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2000.
(4) VISACRO S.F. et alli, Descargas Atmosféricas:
Uma Abordagem de Engenharia, livro, Belo Horizonte,
Brasil, 2001.