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XXII Seminário Nacional de Distribuição de Energia Elétrica
SENDI 2016 - 07 a 10 de novembro
Curitiba - PR - Brasil
Alexandre Piantini Plinio Luis NosakiClovis Yoshio
Kodaira
Universidade de São Paulo - Instituto de
Eletrotécnica e Energia
Rio Grande Energia SA
Universidade de São Paulo - Instituto de
Eletrotécnica e Energia
[email protected] [email protected] [email protected]
Thais Ohara de Carvalho
Angelo Trein Lucca Acacio Silva Neto
Universidade de São Paulo - Instituto de
Eletrotécnica e Energia
Universidade de São Paulo - Instituto de
Eletrotécnica e Energia
[email protected] [email protected] [email protected]
Avaliação da Eficácia de Para-raios na Redução das Tensões
Induzidas por Descargas Atmosféricas em Linhas
de Média Tensão
Palavras-chave
descargas atmosféricas
linhas de distribuição
para-raios
sobretensões
tensões induzidas
transitórios eletromagnéticos
Resumo
Este artigo descreve as principais características de um sistema
desenvolvido para medição de correntes de
descargas atmosféricas e estudo de tensões induzidas em linhas
de distribuição devido a descargas indiretas
através da obtenção simultânea de surtos induzidos em duas
linhas monofásicas paralelas. Uma das linhas
conta com para-raios, enquanto que a outra encontra-se
desprovida de proteção. São apresentadas algumas das
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formas de onda registradas pelo sistema e analisada a
efetividade do uso de para-raios quanto à mitigação de
sobretensões em linhas de distribuição causadas por descargas
atmosféricas indiretas.
1. Introdução
As descargas atmosféricas normalmente se constituem na principal
fonte de perturbações em redes de distribuição
localizadas em regiões com alta densidade de descargas,
ocasionando problemas de qualidade de energia que causam
transtornos aos consumidores e prejuízos significativos às
empresas de energia. Esse é o caso de muitas
concessionárias no Brasil e, particularmente, da RGE, cuja área
de concessão envolve uma região do estado do Rio
Grande do Sul com uma das mais elevadas densidades de descargas
atmosféricas do país.
Tendo em vista a necessidade e o interesse da RGE e da CPFL em
alterar esse quadro e oferecer uma energia de
melhor qualidade aos seus consumidores, foi desenvolvido o
projeto de pesquisa "Padrões de Redes de Distribuição
Aéreas Robustas Frente a Descargas Atmosféricas Diretas" –
PA0030. O projeto envolveu uma série de questões
relacionadas ao tema, como a análise do comportamento das
resistividades de diversos tipos de solo com a umidade
(Coelho et al., 2014), avaliação e desenvolvimento de modelos
relativos ao efeito da ionização do solo e à representação
de sistemas de aterramento submetidos a surtos atmosféricos
(ALMAGUER et al., 2013), desenvolvimento de sensores
de baixo custo para medições de correntes de descargas e
sobretensões atmosféricas em redes energizadas, além da
modelagem de equipamentos (SHIGIHARA et al., 2016). Foram
analisados os desempenhos de linhas com diferentes
configurações frente a descargas atmosféricas diretas e
indiretas. Além disso, foi desenvolvido um sistema para
medições de correntes de descargas atmosféricas e de tensões
induzidas em linhas de distribuição, implantado no
campus da Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das
Missões (URI) em Santo Ângelo – RS, região
caracterizada por elevada densidade de descargas atmosféricas. A
apresentação desse sistema, que substituiu um
sistema anterior que operou no período de 2002-2009 na cidade de
São Paulo (PIANTINI et al., 2003, PIANTINI et al.,
2004), constitui-se no primeiro objetivo deste trabalho.
O segundo objetivo se refere à avaliação da eficácia da
utilização de para-raios em redes de distribuição para
mitigação
das sobretensões decorrentes de descargas atmosféricas
indiretas. Esta é uma das principais técnicas para proteção de
linhas de distribuição frente a descargas atmosféricas e desde
1969 estudos vêm sendo realizados nesse sentido (IEEE
TASK FORCE, 1969, YOKOYAMA, 1986, PIANTINI & JANISZEWSKI,
1997, PAOLONE et al., 2004, PIANTINI &
JANISZEWSKI, 2007, PIANTINI, 2008, SHORT & AMMON, 1999).
Entretanto, com exceção das pesquisas
desenvolvidas pelo CENDAT – Centro de Estudos em Descargas
Atmosféricas e Alta Tensão da USP (PIANTINI &
JANISZEWSKI, 2007, PIANTINI, 2008, PIANTINI et al., 2004), em
nenhum outro estudo foram obtidos registros
simultâneos de tensões induzidas pela mesma descarga em linhas
com e sem para-raios.
Em geral admite-se que a instalação de para-raios a intervalos
de 200 m assegura uma redução significativa das
sobretensões decorrentes de descargas em suas proximidades,
embora a linha ainda esteja sujeita a interrupções
causadas por descargas diretas. Entretanto, as conclusões
apresentadas em um estudo experimental realizado na
região de Long Island, nos EUA (SHORT & AMMON, 1999) levam a
crer que a eficácia dos para-raios em termos de
redução do número de interrupções causadas por descargas
atmosféricas é muito baixa, mesmo quando estes estão
instalados em praticamente todos os postes. Em função dessa
surpreendente conclusão, alguns tópicos do artigo são
discutidos no item 2.
Esse tipo de divergência, aliado à importância das sobretensões
causadas por descargas indiretas no desempenho de
linhas de distribuição, foi um dos fatores que motivaram o
desenvolvimento do novo sistema para estudo de tensões
induzidas por descargas atmosféricas naturais. O novo sistema
representa uma extensão da pesquisa realizada em
(PIANTINI & JANISZEWSKI, 2007, PIANTINI, 2008) com modelo
reduzido, sendo a metodologia pioneira anteriormente
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desenvolvida aplicada a um sistema em escala real. A análise dos
resultados envolveu medições realizadas tanto em
escala real como em experimentos em escala reduzida, além de
simulações realizadas através do "Extended Rusck
Model" (ERM) (PIANTINI, 2010, PIANTINI & JANISZEWSKI, 1998,
PIANTINI & JANISZEWSKI, 2003a, PIANTINI &
JANISZEWSKI, 2009).
2. Desenvolvimento
A metodologia utilizada consistiu, inicialmente, na análise dos
resultados obtidos através do primeiro sistema
desenvolvido para estudo de tensões induzidas por descargas
atmosféricas. Tal sistema possibilita a obtenção de
registros simultâneos de tensões induzidas pelas mesmas
descargas em duas linhas monofásicas distantes 6 m uma da
outra. Uma das linhas está protegida com para-raios (duas
unidades, com espaçamento de aproximadamente 374 m),
ao passo que a outra não conta com nenhum dispositivo de
proteção. A comparação direta entre as tensões induzidas
nas duas linhas permite a determinação, para a situação
específica (configuração da linha, parâmetros da descarga e
posição relativa entre a linha e o ponto de incidência da
descarga), da eficácia dos para-raios na redução da amplitude
da tensão induzida. Ressalta-se que as tensões são medidas em
dois pontos de cada linha: o primeiro a 27 m e o outro
a aproximadamente 181 m do para-raios mais próximo. Os valores
das resistências de terra nos dois pontos de
instalação dos para-raios são iguais a 45 ohms e 95 ohms, sendo
o valor mais elevado correspondente à extremidade
da linha, conforme indicado na Figura 1a. A Figura 1b apresenta
o traçado da linha experimental do novo sistema e as
localizações dos pontos de medição de tensões induzidas, da
torre e da sala de comando do sistema de medição e
aquisição de dados.
A partir de simulações realizadas com o ERM estimou-se,
fixando-se uma certa distância do ponto de incidência da
descarga em relação à linha, a corrente da descarga que
induziria na linha sem proteção a tensão medida na mesma.
Trata-se meramente de uma estimativa, uma vez que correntes com
diferentes amplitudes podem induzir tensões com
mesmo valor de crista se as descargas ocorrerem a diferentes
distâncias em relação à linha. Posteriormente os
resultados obtidos foram correlacionados com medições efetuadas
em escala reduzida, visando o aumento da base de
dados. Essa etapa foi complementada por simulações
computacionais, realizadas com o ERM, obtendo-se então, a
partir de determinadas premissas, o grau de melhoria do
desempenho da linha após a instalação de para-raios na
mesma.
A escolha do local mais adequado para instalação do novo
sistema, indicado na Figura 1b, foi realizada com base na
análise das densidades de descargas para terra (Ng) das cidades
localizadas na área de concessão da RGE. Tal análise
foi baseada em dados do INPE (2012), tendo-se verificado a
existência de uma região com Ng superior a 12
descargas / (km2.ano) próxima à fronteira com a Argentina. A
celebração de um convênio de cooperação acadêmica
entre a URI e a USP permitiu a implantação do novo sistema no
campus da URI em Santo Ângelo – RS.
O sistema consiste de uma torre de 70 m de altura para a
captação das descargas, duas linhas experimentais para
medição das tensões induzidas e uma cabine de medição e
aquisição de dados. O sistema conta também com um
receptor de sinais do sistema GPS (“Global Positioning System”)
para registro do horário das medições e um sensor de
campo elétrico vertical para registro e automação do sistema. As
tensões induzidas são registradas em 4 pontos da linha
experimental, a qual é constituída por dois condutores a 9 m de
altura, distantes 6 m um do outro, ambos casados nas
duas extremidades. Um dos condutores é protegido com para-raios
em pontos estratégicos, enquanto que o outro não
dispõe de nenhum equipamento de proteção. As medições de tensão
são feitas em dois pontos de cada condutor, de
modo que a avaliação da eficácia do sistema de proteção da linha
pode ser avaliada diretamente, através de
comparações entre as tensões induzidas medidas simultaneamente
nos dois condutores, em diversas situações. Faz-se
também o registro do campo elétrico por meio de um sensor
instalado próximo à cabine de medição. Os registros de
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correntes de descargas incidentes na torre são realizados por
meio de uma placa de aquisição de dados instalada em
um computador. Na Figura 2 são mostradas fotos da torre e de um
trecho da linha.
(a) (b)
Figura 1 - Sistemas de medição de tensões induzidas e de
correntes de descargas. Zc: impedância característica da
linha; PR's: para-raios.
1 e 3: pontos de medição das tensões induzidas na linha sem
PR's
2 e 4: pontos de medição das tensões induzidas na linha com
PR's
a) Campus da USP (2002 – 2009). DE CARVALHO et al. (2005) b)
Campus da URI em Santo Ângelo – RS (atual)
Figura 2: Torre e trecho da linha experimental construída no
campus da URI em Santo Ângelo - RS.
A medição das tensões induzidas se dá por meio de divisores de
tensão resistivos para impulsos de até 250 kV. Cada
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poste tem dois divisores, cada um ligado a um dos condutores da
linha. Um osciloscópio de quatro canais foi instalado
em cada poste, onde as tensões induzidas em cada condutor são
medidas em dois canais com diferentes atenuações.
Os osciloscópios registram tensões induzidas simultaneamente,
uma vez que os seus sistemas de disparo são
interligados. A conexão entre as portas de “trigger out” e
“trigger in” dos osciloscópios usados no ponto se dá através de
fibra ótica. Conversores de sinais TTL elétrico para fibra ótica
e vice-versa são utilizados para essa finalidade e também
para enviar o sinal de disparo dos osciloscópios para a cabine
de medição, permitindo assim a obtenção do horário de
disparo dos osciloscópios por meio da placa receptora de sinais
GPS. Um sistema microcontrolado é responsável pelo
acionamento dos osciloscópios, monitoramento da carga das
baterias, temperatura do sistema e acionamento do
sistema de ventilação.
A medição de corrente na torre é feita por meio de dois
transformadores de corrente (TCs) no topo da estrutura, sendo
um para registro de correntes com valor de crista de até 20 kA e
o outro, até 100 kA. Os sinais elétricos dos sensores de
corrente são convertidos em óticos para transmissão por fibra
ótica do topo da torre até a cabine de medição, onde os
sinais óticos são reconvertidos em sinais elétricos. Essas
conversões elétrico/ótico e ótico/elétrico são realizados por
meio de links óticos que podem transmitir sinais com frequência
de até 40 MHz. Foram adquiridos dois links, um para
cada TC. A placa de aquisição possui dois canais com largura de
banda de 60 MHz, taxa de amostragem de 100 MS/s,
resolução vertical de 14 bits e memória total de 1 GS.
Foi também desenvolvido um programa computacional para aquisição
dos dados de tensões induzidas na linha
experimental, de correntes incidentes na torre, campo elétrico e
horário dos eventos, com base em um receptor de sinais
GPS. O programa também faz o gerenciamento dos sistemas de
medição, acionando os osciloscópios em determinados
períodos e monitorando as tensões das baterias e as temperaturas
nas caixas dos instrumentos. O programa principal
foi desenvolvido em LabVIEW, da National Instruments. O
acionamento dos osciloscópios é realizado por meio de
microcontrolador Arduino, que também faz o monitoramento da
tensão da bateria e da temperatura no interior da caixa
onde os equipamentos estão instalados. Um sistema de ventilação
e de aquecimento pode ser acionado caso
necessário, tendo em vista as grandes variações de temperatura
ambiente às quais os equipamentos estarão
submetidos. O sistema permitirá aproximadamente 10 segundos de
registro da forma de onda da corrente de descarga,
possibilitando a análise de correntes tanto da primeira descarga
("first stroke") quanto das descargas subsequentes
("subsequent strokes").
Nesta parte descreve-se sucintamente o projeto desenvolvido em
(SHORT & AMMON, 1999), referente a um projeto
desenvolvido em Long Island, EUA, onde a densidade anual de
descargas para terra nas regiões consideradas varia
entre 1,0 e 2,3 descargas/km2. O trabalho relata os resultados
obtidos experimentalmente acerca da verificação da
eficácia de para-raios na proteção de linhas de distribuição,
sendo a seguir tecidos comentários a respeito do estudo.
O projeto compreendeu o monitoramento de cinco alimentadores
durante um período de cerca de 3 anos (1993 a 1996).
Os circuitos são de 13,2 kV, com quatro condutores e neutro
multiaterrado, sendo a distância entre os postes igual a 40
m. Possuem configuração horizontal com cruzetas de madeira de
2,4 m, sendo que a tensão crítica de descarga
disruptiva (CFO) varia de 150 kV a 300 kV. Em 1993, foram
instalados para-raios de óxido de zinco poliméricos e de
porcelana nas três fases de três circuitos, enquanto os outros
dois ficaram sem proteção. A Tabela 1 apresenta a
nomenclatura dos circuitos, além dos respectivos espaçamentos
entre os para-raios.
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TABELA 1 - CIRCUITOS MONITORADOS (ADAPTADA DE (SHORT &
AMMON, 1999)).
De acordo com os autores, a principal conclusão do estudo é que
existem poucas evidências de que os para-raios sejam
eficazes na redução do número de descargas disruptivas
ocasionadas por descargas atmosféricas em linhas de
distribuição aéreas. Afirmam ainda que:
- apenas uma pequena parcela das faltas registradas nos
circuitos monitorados foi causada por descargas
atmosféricas. Isso se deve à atividade ceráunica moderada em
Long Island e também ao grande número de árvores
nas vizinhanças dos circuitos monitorados, que os deixa menos
expostos às descargas diretas. A análise sugere que a
maior parte das faltas foi ocasionada por descargas diretas;
- os circuitos com para-raios não apresentaram, no período
considerado, nenhuma melhora mensurável em relação
aos circuitos sem para-raios, independentemente do intervalo de
instalação. Em um resultado surpreendente, mesmo o
circuito com para-raios em virtualmente todos os postes teve
praticamente o mesmo número de faltas causadas por
descargas atmosféricas que os outros circuitos.
Entretanto, apesar do mérito inegável do trabalho, cumpre
ressaltar que, além do curto período de medições coberto
pelo estudo e a pequena quantidade de dados obtidos,
insuficiente para garantir a solidez das conclusões
mencionadas,
aspectos para os quais os autores não deram o devido destaque,
há pelo menos outras duas questões que merecem
comentários. Primeiramente, o circuito 3H-83, descrito como
"virtualmente à prova de faltas devido a descargas
atmosféricas", por possuir para-raios em todos os postes, não
tinha, na realidade, para-raios raios instalados em cerca
de 11 % do seu comprimento. A maior parte das faltas causadas
por descargas atmosféricas ocorreu justamente nesses
trechos. Em segundo lugar, devido à grande quantidade de árvores
nas proximidades do circuito, os autores excluíram a
possibilidade das faltas terem sido ocasionadas por descargas
diretas. Descartaram também a possibilidade das faltas
terem sido decorrentes de tensões induzidas por descargas
indiretas, com a justificativa da grande quantidade de para-
raios. Como também foi descartado o motivo "mau funcionamento
dos para-raios", em função da pequena taxa anual de
falhas dos mesmos (entre 0,05 % e 0,08 % nos dois primeiros anos
de operação), a real causa das faltas não foi
determinada. Entretanto, a possibilidade das interrupções terem
resultado de tensões induzidas por descargas nas
árvores próximas ao alimentador, junto ao trecho sem para-raios,
é bastante plausível e não deve ser eliminada.
Testes realizados através de modelo em escala reduzida mostram
que descargas muito próximas à linha (distâncias da
ordem de 20 m) podem induzir tensões com valores de crista da
ordem de 700 kV (para correntes com amplitude de
70 kA), mesmo com para-raios a cerca de 150 m do ponto
considerado (no caso, um transformador localizado em um
final de ramal) (PIANTINI & JANISZEWSKI, 2000). Na mesma
situação, o valor de crista da tensão induzida foi de
aproximadamente 300 kV para uma corrente com amplitude de 34 kA
(PIANTINI & JANISZEWSKI, 2000). No caso da
pesquisa americana, as amplitudes das correntes das quatro
descargas correlacionadas com as faltas foram de 37 kA,
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89 kA, 37 kA e 14 kA.
Dentre as diversas tensões induzidas registradas pelo primeiro
sistema desde o início do seu funcionamento, as mais
importantes para o presente estudo são aquelas de valores mais
elevados. Destacam-se, portanto, os casos indicados
nas Figuras 3 e 4a, nas quais as tensões atingiram valores
suficientemente altos para provocar a atuação dos para-
raios. A Figura 3 ilustra uma das situações onde foi possível
obter os registros simultâneos das tensões induzidas nos
quatro pontos de medição. Na Figura 4a são apresentadas as
tensões induzidas nos pontos 1 e 2 (Figura 1) por uma
descarga que atingiu um eucalipto localizado a 67 m de distância
do condutor mais afastado (sem para-raios).
Deve-se ressaltar, no entanto, que embora a separação de 6 m
resulte em um acoplamento entre os condutores bem
inferior àquele correspondente ao caso dos condutores de uma
linha convencional, o mesmo não é nulo. Assim, a
presença de para-raios em uma das linhas afeta, ainda que de
forma não significativa, as tensões induzidas na outra. A
fim de se avaliar o grau de influência desse acoplamento nos
resultados obtidos, procurou-se estimar as características
da corrente da descarga que induziu as tensões apresentadas na
Figura 4a, uma vez que para esse caso o local exato
do ponto de impacto era conhecido. A forma de onda estimada da
corrente é mostrada na Figura 4b, observando-se que
ela representa uma corrente típica de descarga atmosférica
(amplitude de 30 kA e tempo de frente de aproximadamente
6,4 microsegundos). Por sua vez, a Figura 5 apresenta a tensão
induzida no condutor sem para-raios, calculada a partir
dessa corrente. Considerou-se, nos cálculos, que a velocidade de
propagação da corrente ao longo do canal é igual a 30
% da velocidade da luz no vácuo. A figura mostra ainda a tensão
que seria induzida no condutor supondo a ausência do
outro (com para-raios). Para efeito de comparação, a tensão
medida nesse condutor (onda 1, Figura 4a) é apresentada
novamente.
(a)
(b)
Figura 3 - Tensões induzidas simultaneamente nas linhas com e
sem PR's.
a) pontos 1 e 2 (Figura 1a) b) pontos 3 e 4 (Figura 1a)
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(a) (b)
Figura 4 – Tensões medidas simultaneamente nos dois condutores
(pontos 1 e 2 indicados na Figura 1a) e corrente
estimada da descarga que atingiu uma árvore a 67 m de distância
da linha.
a) tensões induzidas b) corrente estimada da descarga
Figura 5 - Tensões induzidas no ponto 2 da linha sem para raios
considerando a corrente indicada na Figura 5. Ponto
atingido: árvore a 67 m de distância da linha sem PR's. 1)
tensão calculada sem considerar a presença da linha com
PR's; 2) tensão calculada considerando a presença da linha com
PR's; 3) tensão medida (onda 1, Figura 4a).
Nota-se que existe uma diferença de aproximadamente 10 % entre
as tensões induzidas no condutor sem proteção
quando se considera ou não o efeito do condutor com para-raios.
Conforme mencionado anteriormente, tal diferença se
deve ao acoplamento entre os dois condutores e a avaliação do
efeito dos para-raios deve levar em conta esse aspecto.
Além disso, especificamente no caso em questão, o fato do ponto
de incidência da descarga estar um pouco mais
próximo do condutor com para-raios (61 m) que do condutor sem
proteção (67 m) também contribui um pouco para
reduzir a diferença entre as tensões medidas nos dois
condutores. Levando em consideração esses fatores apresenta-
se, na Tabela 2, para alguns dos registros obtidos, as relações
(Vcom/Vsem) entre os valores de crista das tensões
induzidas nos condutores com (Vcom) e sem (Vsem) para-raios (xpr
indica a distância entre o ponto de medição e o
para-raios mais próximo).
Cumpre destacar que a relação (Vcom/Vsem) depende de uma série
de parâmetros, em especial da amplitude e do
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tempo de frente da corrente da descarga, da distância desta em
relação à linha e da distância xpr entre o ponto sob
análise e o para-raios mais próximo. A tensão induzida em um
determinado ponto da linha tende a aumentar à medida
que diminui a distância entre este ponto e o local de incidência
da descarga. O aumento da tensão se verifica também
no caso de crescimento da amplitude da corrente ou diminuição do
tempo de frente da mesma. Pontos mais afastados
de um para-raios tendem a apresentar tensões mais elevadas.
Evidentemente, quanto menor for a amplitude da tensão
induzida, menor a corrente que fluirá através dos para-raios e,
consequentemente, menor será a diferença entre as
tensões nos dois condutores. Tal fato pode ser comprovado
através dos resultados apresentados na Tabela 2. Nota-se,
por exemplo, que no Caso 5, onde a tensão no condutor sem
para-raios (calculada eliminando-se o acoplamento) atingiu
23 kV, a relação entre os valores de crista das tensões nos dois
condutores é igual a 0,93. Já no Caso 6,
correspondente à Figura 4, onde a tensão no condutor sem
para-raios atingiu cerca de 78 kV, a relação entre as duas
tensões é igual a 0,57.
TABELA 2 - RELAÇÕES ENTRE AS TENSÕES INDUZIDAS MEDIDAS
SIMULTANEAMENTE NOS CONDUTORES
COM E SEM PARA-RAIOS (Vcom/Vsem), ELIMINANDO O EFEITO DO
ACOPLAMENTO.
Os dados apresentados na Tabela 2 também mostram que a eficácia
dos para-raios é tanto maior quanto menor for a
distância entre os mesmos e o ponto considerado. Com efeito, em
ambos os casos onde as tensões induzidas foram
registradas simultaneamente nos quatro pontos de medição (casos
1 a 4), a relação Vcom/Vsem foi menor no caso de
distância xpr = 27 m que no caso de maior espaçamento (xpr = 181
m). De maneira geral, para pontos próximos a um
para-raios a relação Vcom/Vsem diminui com o aumento da
amplitude da corrente de descarga. Essa redução é mais
acentuada para baixos valores de resistência de terra, pois
nesses casos a tensão no condutor com para-raios (Vcom)
não varia de forma significativa com a corrente de descarga,
enquanto que no condutor sem proteção a tensão induzida
(Vsem) é proporcional à corrente. Por outro lado, à medida que o
ponto sob análise se afasta dos para-raios, a relação
Vcom/Vsem passa a ser menos dependente da amplitude da corrente
de descarga, pois o efeito dos para-raios demora
mais a ser sentido. No caso de descargas de mesma amplitude mas
com diferentes tempos de frente, o efeito dos para-
raios é mais marcante, ou seja, a relação Vcom/Vsem é menor, no
caso da corrente com subida mais lenta.
As comparações efetuadas para alguns registros obtidos em
condições semelhantes mostraram a coerência dos
resultados. Ainda assim, em razão da grande quantidade de
parâmetros com influência significativa nas tensões
induzidas, a análise foi complementada com simulações
computacionais desenvolvidas utilizando-se o ("Extended Rusck
Model" - ERM). Os resultados mostraram que a instalação de
para-raios a cada 360 m pode acarretar uma melhora
apreciável no desempenho de uma linha de distribuição típica
frente a descargas atmosféricas indiretas. Menores
distâncias, no entanto (200 m, por exemplo), resultarão tensões
induzidas de menor amplitude e, portanto, em um
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melhor desempenho da linha.
3. Conclusões
A análise dos resultados obtidos durante a pesquisa mostrou que
a instalação de para-raios pode ser bastante eficaz na
redução do número de sobretensões induzidas e, consequentemente,
melhorar o desempenho de linhas de distribuição
frente a descargas atmosféricas indiretas. Entretanto, para que
essa melhoria seja substancial, o espaçamento entre os
para-raios deve ser o menor possível e os valores de resistência
de terra devem ser baixos.
O estudo desenvolvido utilizou uma metodologia pioneira e teve
por base as medições realizadas em dois condutores de
uma linha com cerca de 2,7 km de comprimento, afastados 6 m um
do outro. Os resultados obtidos nesta pesquisa são
contrários às conclusões apontadas ao final de um projeto
desenvolvido nos EUA com o mesmo objetivo, segundo o
qual não foram encontradas evidências de que os para-raios
possam contribuir de modo apreciável para a melhoria do
desempenho de linhas de distribuição frente a descargas
atmosféricas. É importante considerar, todavia, que o período
de medições coberto pelo estudo (pouco superior a três anos) não
foi longo o suficiente para garantir a solidez das
conclusões citadas no trabalho. Além disso, as áreas onde se
situavam os cinco circuitos estudados possuíam
densidades médias anuais de descargas para terra muito baixas e
a quantidade de dados obtida foi muito reduzida, o
que restringe sobremaneira a validade das conclusões.
Entretanto, apesar de reconhecerem essas limitações, os
autores não lhes deram o devido destaque. Não obstante, o
trabalho tem relevância e realça a inexistência de consenso
sobre o assunto, enfatizando a importância de desenvolvimento de
mais pesquisas na área.
Em que pese a necessidade de continuidade de medições de tensões
induzidas visando a ampliação da base de dados,
os objetivos propostos neste estudo foram atingidos. Foi
desenvolvido um novo sistema de medição e aquisição de
dados de correntes de descargas e de tensões induzidas,
implantado em uma área com elevada densidade de
descargas atmosféricas. O estudo terá prosseguimento e
envolverá, dentre outras, a análise de linhas com diferentes
configurações.
4. Referências bibliográficas
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