Caracterização e análise dos efeitos associados à falha de isolamento em cabos cobertos de redes de distribuição compactas frente a surtos atmosféricos

• Autor(a) principal: Ronaldo Eugenio de Souza Filho
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B8UENH
• topic: Engenharia elétrica; Cabos elétricos; Raio; Engenharia elétrica; Energia eletrica Distribuição

Os efeitos associados à incidência direta de descargas atmosféricas em redes de distribuição de energia elétrica ou em regiões próximas são capazes de gerar sobretensões de amplitude elevada nessas redes, podendo resultar em sua falha de isolamento. De modo a minimizar os problemas decorrentes de tais solicitações, tem-se difundido o uso de cabos com cobertura dielétrica dispostos em componentes poliméricos, configurando a denominada rede de distribuição compacta. Nos últimos anos, uma extensa pesquisa tem sido realizada no Núcleo de Desenvolvimento Científico e Tecnológico em Descargas Atmosféricas da UFMG com o objetivo de investigar o papel desempenhado pela cobertura dielétrica dos cabos no aumento da suportabilidade elétrica dessa rede. É nesse contexto que se insere esta tese de doutorado, cuja motivação está relacionada à compreensão dos fenômenos e dos efeitos associados à falha de isolamento em cabos cobertos nesse tipo de rede. Neste trabalho são apresentados resultados experimentais de ensaios realizados em estruturas monofásicas e trifásicas com tensões de impulso atmosférico padronizado (1,2/50 µs) com o objetivo de determinar parâmetros que modelem os efeitos relacionados à falha de isolamento das redes, a saber: (i) os valores mínimos e médios da tensão disruptiva, (ii) os tempos para disrupção e (iii) os principais eventos relacionados ao processo disruptivo, como o acúmulo de cargas sobre a cobertura dielétrica dos cabos responsável por modificar as características do processo disruptivo , a ocorrência de descargas disruptivas parciais e a perfuração da camada dielétrica dos cabos cobertos. Os resultados obtidos indicam que o uso de cabos cobertos proporciona um ganho de suportabilidade elétrica das estruturas testadas em pelo menos 40%. Observou-se que a polaridade da tensão aplicada modifica o comportamento dos arranjos isolantes. Utilizando condutores nus, a tensão disruptiva negativa foi 20% superior em relação ao valor obtido para a polaridade de tensão positiva. Por outro lado, os condutores cobertos apresentaram maior suportabilidade frente a tensões impulsivas positivas no mínimo 8%. Ensaios realizados com cabos danificados apontaram uma tendência de crescimento do valor da tensão disruptiva com o aumento da distância do furo em relação ao isolador. Além disso, cabos que já estiveram em operação mostraram um desempenho muito semelhante àquele obtido para cabos novos