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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A45L4N| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Avaliação da suportabilidade de estruturas monofásicas de redes de distribuição aéreas compactas frente a impulsos atmosféricos normalizados |
| Authors: | Guilherme da Silva Lima |
| First Advisor: | Alberto Resende de Conti |
| First Co-advisor: | Fernando Henrique Silveira |
| First Referee: | Ivan Jose da Silva Lopes |
| Second Referee: | Hilton de Oliveira Mota |
| Abstract: | O presente trabalho dedica-se a avaliar a suportabilidade de estruturas monofásicas de redes de distribuição compactas frente a impulsos atmosféricos padronizados com polaridades positivas e negativas. Dedica-se também à estimação de parâmetros para a caracterização desta suportabilidade. Três situações foram consideradas nos testes em laboratório com as estruturas avaliadas, que são aquelas de uso mais frequente em redes monofásicas compactas no estado de Minas Gerais: (i) cabos cobertos com isolação nova; (ii) cabos cobertos com isolação perfurada por impulso atmosférico padronizado; (iii) cabo nu, visando avaliar o caso crítico em que a cobertura isolante esteja completamente deteriorada. Os resultados obtidos indicam valores de tensão disruptiva a 50% (U50) entre 129,9 kV e 185,4 kV para a aplicação de tensões impulsivas padronizadas de polaridade positiva em estruturas montadas com cabos nus. Para aplicação de tensões de polaridade negativa, U50 assumiu valores entre 155,9 kV e 204,5 kV. Em todos os casos envolvendo cabos nus, foram estimados parâmetros das curvas Uxt correspondentes às estruturas avaliadas. Também foram determinados parâmetros para emprego do método do efeito disruptivo (método DE), que permite estimar a resposta das estruturas avaliadas frente a formas de onda de tensão não padronizadas. Na avaliação da suportabilidade das estruturas das redes compactas considerando cabos cobertos novos, foram obtidas tensões disruptivas médias entre 197,3 kV e 289,7 kV, para a aplicação de tensões impulsivas de polaridade positiva, e entre 219,5 kV e 243,8 kV, para a aplicação de tensões de polaridade negativa. Os resultados obtidos comprovam, portanto, que a cobertura isolante dos cabos contribui para um aumento na suportabilidade das estruturas da rede compacta frente a sobretensões de natureza impulsiva. Além disso, observou-se que a distância de um furo na cobertura do cabo ao ponto aterrado mais próximo pode afetar o nível de suportabilidade da estrutura. Furos que se manifestam em pontos próximos à estrutura fazem com que a suportabilidade se aproxime do caso crítico onde o cabo coberto é substituído por um cabo nu. Por outro lado, para furos em pontos distantes da estrutura, a suportabilidade tende a se aproximar daquela verificada para a condição de cabo novo, dependendo da polaridade da tensão impulsiva aplicada. |
| Abstract: | This work is dedicated to investigate the impulse withstand voltage of single-phase compact distribution line structures when subjected to standard lightning impulse waveforms with positive and negative polarities. It is also dedicated to estimate parameters to characterize such withstand. Three situations were considered in laboratory tests with the evaluated structures, which are the ones most frequently used in the state of Minas Gerais, Brazil: (i) covered cables with new insulation; (ii) covered cables with punctured insulation after application of standard lightning impulses; (iii) bare cables, aiming at assessing the critical case in which the insulating cover is completely deteriorated. The results show that the application of standard lightning impulses with positive polarity on structures with bare cables leads to critical flashover overvoltages (U50) with values between 129.9 kV and 185.4 kV. For the application of standard lightning impulses with negative polarity, U50 assumed values between 155.9 kV and 204.5 kV. In all cases using bare cables, parameters of the Uxt curves corresponding to the evaluated structures were estimated. Parameters for the disruptive effect method (DE method), which allows estimating the response of the evaluated structures when subjected to non-standard voltage waveforms, were also determined. In assessing the voltage withstand of compact distribution line structures considering cables with brand new insulating cover, mean breakdown voltages between 197.3 kV and 289.7 kV were obtained for the application of impulse voltages with positive polarity, while values between 219.5 kV and 243.8 kV were obtained for impulse voltages with negative polarity. The results therefore demonstrate that the insulating cover of the cables contributes to an increase in the voltage withstand of compact distribution line structures when subjected to lightning impulse waveforms. Furthermore, it was observed that the distance between a pinhole on the cable cover to the nearest grounded point can affect the withstand level of the structure. Pinholes close to the structure reduce the voltage withstand to levels that approach the critical case where the covered cable is replaced by a bare cable. On the other hand, pinholes far away from the structure lead the withstand level to approach the condition of a new cable, depending on the polarity of the applied impulse voltage. |
| Subject: | Engenharia elétrica Sistemas de energia eletrica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A45L4N |
| Issue Date: | 5-Oct-2015 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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