Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)

Modelagem de Linhas de Transmissão para Análise de Comportamento Quanto a Descargas Atmosféricas

Carlos Kleber da Costa Arruda

Fevereiro/2003

Orientador:

Carlos Manuel de Jesus C. M. Portela

Programa:

Engenharia Elétrica

      As descargas atmosféricas em linhas de transmissão têm grande importância, devido à sua influência na qualidade do serviço, no planejamento e concepção adequados de redes de transmissão, nos condicionamentos de operação e nos efeitos eventuais associados a sobretensões. O presente trabalho tem como objetivo modelar e simular estruturas componentes de linhas de transmissão (torres, cabos, aterramentos e estais), para efeitos transitórios decorrentes destas descargas.
      Como metodologia, considera-se uma subdivisão das estruturas, em que se determinam as matrizes de interação entre esses elementos, em função da frequência, considerando adequadamente os fenômenos de propagação e radiação, sem algumas restrições de validade física de grande parte dos procedimentos usuais.
      A partir de modelos de algoritmos e procedimentos desenvolvidos em trabalhos anteriores, usando transformadas Integral e Rápida de Fourier (FFT), simula-se o efeito de uma descarga atmosférica "incidente" e determinam-se os seus efeitos, como as tensões induzidas nas cadeias de isoladores. Outros estudos possíveis são a determinação de correntes em malhas de terra, tensões de toque, de passo e de transferência; campos eletromagnéticos em torno da estrutura da linha; efeitos em estruturas vizinhas; e consequências de descargas indiretas, no solo, próximo da linha.
      O algoritmo desenvolvido neste estudo prevê o uso de altas frequências (na gama de 0 a 2 MHz) para uma correta abordagem do fenômeno da descarga. Os parâmetros do solo são considerados função da frequência. Os procedimentos básicos de modelagem eletromagnética e de modelagem do solo em função da frequência foram desenvolvidos e validados em trabalhos anteriores.
      Como forma de validação do trabalho, foram usadas medições em laboratório de modelos reduzidos, comparando os cálculos com os ensaios e discutindo cada caso.