Análise das sobretensões máximas de origem atmosférica conduzidas nas redes de distribuição de baixa tensão

Abstract

Estudos apontam que, aproximadamente, 100 milhões de descargas atmosféricas atingem o solo brasileiro por ano, acarretando prejuízos tanto para as concessionárias de energia quanto para os consumidores. Em períodos críticos, com grande atividade atmosférica, ocorre aumento significativo das reclamações de consumidores, em função dos elevados índices de interrupção e das frequentes avarias em equipamentos e instalações elétricas e consequentemente pedidos de indenização que nem sempre são avaliados adequadamente. Este trabalho tem como principal objetivo mostrar os reais níveis de sobretensão, provenientes de descargas atmosféricas, que podem ocorrer nas instalações elétricas de baixa tensão, de forma a subsidiar a tomada de decisão quanto às reais causas de avarias de equipamentos. Para isso, foram utilizados dados de pesquisas anteriores, fontes bibliográficas recentes e normas brasileiras e de concessionárias, de forma a desenvolver modelos que sejam o mais representativos possível em simulações no programa computacional ATPDraw. Foram realizadas mais de 1000 simulações formando um acervo de dados que permitiu o desenvolvimento de um método analítico para cálculo das máximas sobretensões que podem ocorrer nas instalações elétricas de baixa tensão. Estes resultados permitiram a elaboração de gráficos de probabilidade acumulada de ocorrência de sobretensões máximas nas instalações de baixa tensão, provenientes de descargas diretas na rede de média tensão e descargas diretas na rede de baixa tensão em diversos tipos de redes e condições de resistividade do solo. Os resultados indicam, que na grande maioria dos casos, avarias de equipamentos podem ser evitadas pelo uso adequado de dispositivos supressores de surto.<br>

Abstract : Studies indicate that approximately 100 million lightning flashes reach Brazilian soil per year, causing damages to both energy utilities and consumers. In critical periods, with great atmospheric activity, there is a significant increase in consumer complaints, due to high interruption rates and frequent fails in electrical equipment and installations and consequently claims for damages that are not always properly evaluated. This work has as main objective to show the actual levels of lightning overvoltage, which can occur in the low voltage electrical installations, in order to subsidize the decision making regarding the real causes of equipment malfunctions. Therefore, data from previous researches, recent bibliographic sources and Brazilian and concessionaire standards were used, in order to develop models that are as representative as possible in simulations in the ATPDraw computer program. More than 1000 simulations were run out, forming a data collection that allowed the development of an analytical method to calculate the maximum overvoltages that can occur in low voltage electrical installations. These results allowed the elaboration of graphs of occurrence cumulative probability of maximum overvoltages in the low voltage installations, from direct strokes in the medium and low voltage lines in several types of lines and soil resistivity conditions. The results indicate that, in the vast majority of cases, equipment malfunctions can be avoided by the proper use of surge protector devices.