Melhoramento da tensão disruptiva de cadeias de isoladores de vidro para linhas de transmissão

• Autor(a) principal: Roberta Pereira Leite, Luiza
• Data de Publicação: 2006
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
• Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/5559
• topic: Vandalismo; Linhas de transmissão; Lei de Paschen; Gás SF6; Radiografia digital; Tensão disruptiva; Isoladores de vidro

As cadeias de isoladores de vidro são largamente utilizadas tanto para isolar os condutores de eletricidade da terra como suportá-los mecanicamente nas torres das linhas de transmissão. A quebra parcial ou total das partes vítreas dos isoladores de vidro, por exemplo, por vandalismo, reduz drasticamente a suportabilidade à tensão elétrica devido à diferença de potencial e é um problema mundial porque é responsável por um número significativo de desligamentos não programados pelas empresas do setor elétrico. Na presente dissertação, visou-se estudar a tensão de disrupção numa cadeia de isoladores de vidro com diferentes unidades com a parte vítrea quebrada simulando uma linha de transmissão de 230 kV. Visou-se também desenvolver técnicas para aumentar a suportabilidade à tensão de disrupção aumentando a rigidez dielétrica da atmosfera em torno da cadeia de isoladores, assim como dos isoladores com aplicação de materiais dielétricos. Os seguintes experimentos foram realizados visando atingir os objetivos: (i) caracterizar os isoladores por radiografia digital para conhecer detalhes de sua estrutura interna; (ii) estudar a influência da distribuição dos isoladores de vidro com as saias vítrea quebradas ao longo da cadeia com dezesseis unidades, (iii) estudar a influência de atmosferas de ar e de gás SF6 sob pressões de até 1,3 atm numa câmara de acrílico utilizando até três isoladores e à freqüência industrial (60 Hz), (iv) estudar a utilização da jaqueta polimérica para aumentar a tensão disruptiva de isoladores. Estudos das tensões disruptivas foram realizadas em cadeias com 12, 10 e 9 isoladores de vidro com parte vítrea quebrada e distribuídos ao longo da cadeia em cinco diferentes configurações. Para efeito de comparação, a temperatura, pressão e umidade relativa foram corrigidas de acordo com a norma NBR 6936. As medidas de tensão disruptiva foram realizadas à freqüência industrial e sob impulso de manobra nas polaridades positiva e negativa. Como resultado, nas cadeias de isoladores de vidro com 6 unidades inteiras e 10 quebradas, observou-se uma diferença significante nos valores das tensões disruptivas em função da mudança na distribuição dos isoladores inteiros e quebrados ao longo da cadeia. Um resultado interessante ocorreu quando utilizamos 6 isoladores inteiros uniformemente distribuídos ao longo da cadeia e intercalados com 10 isoladores quebrados, onde obteve-se a tensão disruptiva de 459 kV, maior que quando utilizamos 7 isoladores inteiros intercalados com 9 quebrados, onde obteve-se o valor de tensão disruptiva de 448 kV. Este resultado pode ser atribuído à distribuição não uniforme de campo elétrico ao longo da cadeia e aumento do caminho. Nos ensaios com a câmara de atmosfera controlada, não se observou influência significativa da atmosfera de ar e SF6 e da pressão no valor da tensão disruptiva nos isoladores de vidro com as saias quebradas, que foi em torno de 15 kV. Por outro lado, o valor da tensão disruptiva para isoladores inteiros sob atmosfera de SF6 e sob a pressão de 1.3 atm alcançou um valor de 120 kV, enquanto que o valor da tensão disruptiva na atmosfera de ar e pressão local foi de 80 kV. Estudo comparativo sobre a tensão disruptiva da cadeia de 16 isoladores de vidro com as partes de vidro totalmente quebradas mas com pinos revestidos com jaqueta de nylon mostrou que a tensão disruptiva foi de 375 kV, que é cerca de 3,5 vezes superior do que uma cadeia com 16 isoladores quebrados convencionais. Consequentemente, os resultados positivos obtidos no presente trabalho poderão, com estudos mais detalhados, assegurar no futuro: um maior segurança na atuação das equipes que trabalham na manutenção de linhas energizadas e minimizar a quantidade de desligamentos das linhas de transmissão