Estudo da absorção de energia de para-raios de ZnO instalados em linhas de transmissão de 138 kV

dc.creatorRodrigo de Oliveira Pedrosa
dc.date.accessioned2019-08-14T22:02:53Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:54:28Z
dc.date.available2019-08-14T22:02:53Z
dc.date.issued2013-03-01
dc.description.abstractZinc Oxide (ZnO) line arresters are usually installed along overhead transmission lines to improve their lightning performance, particularly in areas with very high soil resistivity and intense lightning activity. For lines rated below 230 kV, this technique has proven to be very effective. However, there are few conclusive studies on the energy absorption capability of the ZnO arresters. Due to the probabilistic nature of lightning parameters, the arresters are subjected to different amounts of energy which may excessively stress them. The present study initially investigates the influence of lightning current parameters and the transmission line modeling on the evaluation of the energy absorption capability of the arresters. The energy absorbed by the surge arresters when lightning strokes a 138 kV transmission line is calculated. A statistical analysis of the energy levels is performed using an interactive routine developed using ATP and MATLAB. Two different scenarios are considered: arresters installed in all phases of the tower stricken by lightning, and arresters installed in all phases of every line tower. The results show the importance of using a correct model to study the ZnO surge arresters energy capability. Furthermore, the study shows that Class 2 arresters, generally installed along 138 kV transmission lines, are subjected to energy levels well below their capacity, suggesting that there is a possibility of using Class 1 arresters instead, which would lead to a reduced cost of the line protection project.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/BUOS-9MNLA2
dc.languagePortuguês
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectRaio
dc.subjectPara-raios
dc.subjectEngenharia elétrica
dc.subject.otherCoordenação de isolamento
dc.subject.otherDescarga atmosférica
dc.subject.otherZnO
dc.subject.otherMatLab
dc.subject.otherTransitório eletromagnético
dc.subject.otherATP
dc.subject.otherLinha de transmissão
dc.subject.otherPara-raios de linha
dc.titleEstudo da absorção de energia de para-raios de ZnO instalados em linhas de transmissão de 138 kV
dc.typeDissertação de mestrado
local.contributor.advisor1Ivan Jose da Silva Lopes
local.contributor.referee1Antonio Emilio Angueth de Araujo
local.contributor.referee1Jose Osvaldo Saldanha Paulino
local.contributor.referee1Wallace do Couto Boaventura
local.description.resumoA instalação de para-raios de ZnO ao longo das linhas de transmissão tem sido uma solução para melhorar o seu desempenho frente a descargas atmosféricas. Nas linhas na faixa de tensão de operação abaixo de 230 kV, esta técnica tem se mostrado bastante eficiente. Entretanto, existem poucos trabalhos conclusivos a respeito da capacidade de absorção de energia dos para-raios instalados. Sendo a descarga atmosférica um fenômeno estatístico, os para-raios de linha são submetidos a diferentes tipos de descargas e, consequentemente, a diferentes montantes de energia que podem estressá-los em demasia. Este trabalho tem por objetivo avaliar a influência que os parâmetros da descarga atmosférica e a modelagem da linha de transmissão têm no cálculo da absorção de energia dos para-raios, e também avaliar, de forma estatística, a energia absorvida pelos para-raios quando da incidência de descargas sobre uma linha de transmissão de 138 kV. Foram consideradas as condições de instalação de para-raios isoladamente na estrutura atingida ou ao longo de todo o sistema. Adicionalmente, avaliou-se a influência da impedância de aterramento da torre atingida, no montante de energia a que os para-raios são submetidos e a sobretensão gerada nas torres das linhas não protegidas por para-raios. Os resultados mostram a importância de se modelar corretamente os componentes de uma linha de transmissão nos programas de cálculos de transitórios eletromagnéticos, considerando torres adjacentes no sistema a ser simulado a fim de se evitar resultados imprecisos. Além disso, o estudo mostra que para-raios Classe 2 instalados nas linhas de transmissão de 138 kV são submetidos a níveis bem inferiores à sua capacidade de energia, sugerindo assim a possibilidade do uso de para-raios Classe 1 nestas linhas, o que levaria a um custo bastante reduzido no projeto de proteção.
local.publisher.initialsUFMG

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