Modelagem e análise de varistores de óxido metálico de zinco

Abstract

A proposta principal deste trabalho é apresentar um modelo para o varistor de óxido metálico de Zinco (ZnO) utilizado em pára-raios de alta tensão. Desenvolveu-se um modelo original por meio de um modelo matemático baseado na função de Langevin modificada. Quando comparada com curvas experimentais, a representação dos varistores por meio do modelo fornece resultados próximos à realidade. O modelo possui três parâmetros para serem encontrados. Desenvolveu-se uma metodologia de determinação dos valores dos parâmetros, a qual é realizada em um programa computacional. Os resultados obtidos por meio deste sistema comprovaram a capacidade de ajuste do modelo às curvas características relativas aos diferentes varistores e suas condições operacionais.Os três parâmetros do modelo proposto podem ser correlacionados com os fenômenos que regem os mecanismos de corrente de fuga, bem como permitem avaliar o processo de degradação do varistor ao longo da vida útil do pára-raios. Com base no modelo proposto e nos estudos desenvolvidos, uma nova metodologia é proposta para a avaliação dos varistores de ZnO. The main objective of this paper is to present a model for the zinc oxide (ZnO) varistor used in high voltage surge arresters. An original model was developed through a mathematical model based on the modified Langevin function. When compared to experimental curves, the modeled representation of the varistors provides results near reality. This model consists of three parameters to be determined. A methodology for determining the values for these parameters was developed, which is carried through in a computational program. The results obtained through this system corroborated the adjustment capacity of the model to the typical curves related to the different varistors and their operational conditions. The three parameters of the proposed model can be correlated with phenomena that conduct leakage current mechanisms. They also allow the evaluation of the process of varistor degradation during the whole working life of the arresters. Based on the proposed model and on carried out studies, a new methodology is proposed for the evaluation of the ZnO varistors.