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IV Pra-raios para aplicao em redes de distribuio

IV.1 Aspectos construtivos:

Existem atualmente trs tipos construtivos de pra-raios sendo produzidos paraaplicao em redes de distribuio: pra-raios de Carbeto de Silcio (SiC), pra-raios de xido de Zinco (ZnO) com centellhadores, e os pra-raios de xido deZinco (ZnO) sem centelhadores.Os pra-raios com centelhadores so encapsulados em invlucros de porcelana eapresentam a corrente de descarga nominal de 5 kA . Os pra-raios de ZnO semcentelhadores tm sido produzidos com encapsulamento em porcelana epolimrico. Os pra-raios com invlucro de porcelana so de 5 kA, enquanto queos pra-raios polimricos apresentam projetos para correntes de descarganominais de 5 kA e 10 kA.

A Figura IV.1 ilustra os diferentes tipos construtivos de pra-raios de distribuiocom e sem centelhadores, montados em invlucros de porcelana e polimrico.

Figura IV.1 - Detalhes construtivos de pra-raios de distribuio com e semcentelhadores, montados em invlucros de porcelana e polimrico.

Considerando que os pra-raios de distribuio apresentem bons projetos eltricoe mecnico dos sistemas de vedao, bem como sejam adequadamenteselecionados e instalados nas redes eltricas estima-se que a sua vida til seja deaproximadamente 15 anos.

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No entanto, na prtica, os pra-raios de distribuio no vm apresentando odesempenho esperado, sendo constatadas alteraes significativas no seudesempenho que resultam, em muitas das vezes, na operao inadequada ou atmesmo na falha dos pra-raios com menos de cinco anos de operaocomprometendo, desta forma, a confiabilidade do pra-raios e a continuidade nofornecimento de energia eltrica dos sistemas de distribuio.

Embora a maioria dos pra-raios atualmente adquiridos pelas empresas deenergia sejam do tipo ZnO com invlucro polimrico, ainda existem vrios pra-raios de SiC instalados nas redes eltricas. A taxa de falha anual dos pra-raiosatualmente instalados nos sistemas de distribuio estimada em 5%. H umatendncia na reduo significativa dessa taxa devido a substituio progressivados pra-raios com centelhadores por pra-raios de ZnO com invlucro polimricoao longo dos ltimos anos.

Estudos realizados por empresas concessionrias de energia e laboratrios depesquisa tm identificado as principais causas que afetam o desempenho dospra-raios. Todos os estudos realizados apontam como a principal causa de falhasdos pra-raios a penetrao de umidade por perda de estanqueidade do invlucro,sendo esta causa responsvel por aproximadamente 80 a 90 % de todas as falhasverificadas em pra-raios de distribuio. Um resumo do trabalho desenvolvidopela Ontario Hydro, o qual descreve o percentual do nmero total de pra-raiosfalhados atribudos s diferentes causas de falhas apresentado na Figura IV.2.

1.5

85.6

5.9 4.5 2.50

20

40

60

80

Causas de falhas

Perc

entu

al d

o to

tal d

e fa

lhas

penetrao de umidade

descarga

contaminao

aplicao inadequada

desconhec ida

Figura IV.2 - Causas de falhas atribudas a pra-raios de distribuio

A perda de estanqueidade em pra-raios de distribuio pode ocorrer por vriosmotivos: danificao das gaxetas de vedao durante o processo de fechamentodos pra-raios; envelhecimento das gaxetas ao longo do tempo com perda desuas propriedades, facilitando a penetrao de umidade; e trincas ou fissuras naporcelana. Devido ao espaamento interno de ar existente nos pra-raios cominvlucros de porcelana, a penetrao de umidade pode resultar em condensaode umidade e corroso de seus componentes metlicos.

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Literaturas apontam as falhas de projeto como responsveis por 53% das falhasdos pra-raios por penetrao de umidade. O envelhecimento do sistema devedao corresponde a 18% das falhas /1/.

Pra-raios com centelhadores com presena de umidade em seu interiorapresentam, geralmente, variaes significativas nas suas caractersticasdisruptivas. Em muitos casos, os nveis da tenso disruptiva a freqnciafundamental chegam a valores to baixos que uma sobretenso temporria poderesultar na disrupo dos centelhadores, com a conseqente falha do pra-raios.

J com relao aos elementos no-lineares, a absoro de umidade afetasignificativamente a sua caracterstica tenso x corrente. Nos blocos de Carbetode Silcio verifica-se um aumento significativo nas amplitudes das correntessubsequentes, reduzindo a possibilidade de sua extino; e um aumento brusconos valores de tenso residual corrente de descarga nominal, aumento esse quepode comprometer a isolao do equipamento protegido quando da operao dopra-raios. H registros comprovados de queima de transformadores pelaoperao de pra-raios com seus nveis de proteo comprometidos.

No caso de elementos a base de ZnO, a presena de umidade alterasignificativamente a caracterstica tenso x corrente em toda a faixa deoperao do pra-raios, acarretando no aumento da componente resistiva dacorrente na tenso de operao do pra-raios, com conseqente reduo da suacapacidade de absoro de energia (Seo III.4.2 Captulo III); bem como osseus nveis de proteo, podendo comprometer a isolao dos equipamentosprotegidos.

Pelo acima exposto a penetrao de umidade altera as caractersticas dos pra-raios de distribuio, alteraes estas que podem conduzir a falha do pra-raiosseguida da passagem da corrente de curto-circuito do sistema. Conforme vistoanteriormente, devido as caractersticas construtivas dos pra-raios (espaamentointerno de ar entre a parte ativa do pra-raios e a parte interna do invlucro) apassagem da corrente de falta do sistema produz a formao de gases de altapresso que tendem a provocar a fragmentao do invlucro ou at mesmo aexploso do pra-raios, caso esse no possua caractersticas mecnicassuficientes para suportar e eliminar os gases de alta presso.

De acordo com as informaes disponveis na Figura IV.2 as descargasatmosfricas so responsveis por aproximadamente 6% das falhas verificadasnos pra-raios. Se atentarmos para o fato de que muitos dos pra-raios falhadosdevido ao efeito das descargas atmosfricas apresentavam presena de umidadeem seus elementos ativos (blocos de resistncia no-lineares e centelhadores,quando presentes) pode-se imaginar que a descarga atmosfrica foi umaconseqncia, sendo a causa principal da falha a presena de umidade. Destaforma, pode-se concluir que aproximadamente 90% das falhas que ocorrem nospra-raios de distribuio deve-se a presena de umidade no interior dos pra-raios.

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A contaminao tambm tem uma parcela significativa no ndice de falhas empra-raios. No caso de pra-raios com centelhadores, o efeito da contaminaodeve-se em parte a m distribuio de tenso na parte interna dos pra-raios e atransferncia de arco que se d entre a parte externa e interna da porcelana,proveniente da corrente de fuga externa que flui pelo invlucro. Os fatores acimadescritos acarretam em disrupo dos centelhadores srie em freqnciafundamental. J nos pra-raios sem centelhadores a causa principal adegradao dos elementos de ZnO, proveniente da distribuio de tenso nouniforme na porcelana seguida pela gerao de descargas internas que produzemalteraes irreversveis na composio interna do gs, afetando as caractersticasdos elementos de ZnO.

A experincia de campo com a aplicao de pra-raios com invlucro polimricotem demonstrado que este tipo de projeto de pra-raios menos propenso apenetrao de umidade, quando comparado aos pra-raios com invlucro deporcelana. Isso deve-se ao fato dos pra-raios com invlucro polimrico aplicadosa redes de distribuio no apresentarem espaamento interno de ar (Figura IV.1).Existem basicamente trs concepes de projetos para pra-raios polimricos:- Na primeira, o invlucro polimrico moldado e posteriormente encapsulado

sobre o conjunto de blocos de ZnO envoltos em um material de fibra de vidroimpregnado em resina epoxi. A interface entre o material de fibra de vidro e aparte interna do invlucro polimrico geralmente preenchida por fludo desilicone;

- Na segunda, o invlucro polimrico injetado diretamente sobre o conjunto deblocos encapsulado em um material de fibra de vidro impregnado em resinaepoxi. Essa concepo de projeto apresenta como maior vantagem aeliminao quase que total da possibilidade de penetrao de umidade. Comodesvantagem, h a necessidade de um controle visando um processo deinjeo homogneo, de forma a evitar a formao de bolhas de ar, que podemresultar na formao de descargas parciais que pode levar a degradao dopra-raios ao longo do tempo.

O encapsulamento dos blocos em material de fibra de vidro impregnado emresina epoxi tem como funes bsicas garantir a suportabilidade mecnicanecessria em caso de uma eventual falha do pra-raios, seguida pelapassagem da corrente de curto-circuito do sistema e facilitar o processo demontagem.

- Na terceira concepo de projeto o material polimrico injetado diretamentesobre os elementos de ZnO. Essa concepo requer, no entanto, maiortecnologia.

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Outro aspecto importante dos pra-raios polimricos est associado sconseqncias em caso de falha do pra-raios. O projeto mecnico do pra-raiospolimrico deve ser tal que resista mecanicamente a passagem da corrente decurto-circuito do sistema sem fragmentao ou desprendimento dos elementosativos de ZnO, permanecendo intacto aps a passagem da corrente de falta.

Para assegurar esta caracterstica os projetos de pra-raios polimricos devemser submetidos aos ensaios de modo de falha, onde so simuladas as condiesde falha do pra-raios seguida pela passagem da corrente de falta do sistema.

A Figura IV.3 ilustra o exemplo de um pra-raios submetido ao ensaio de modo defalha, atravs da circulao de corrente com valor simtrico de 10 kA por 10 ciclos.

Figura IV.3 - Detalhes de um pra-raios de distribuio polimricosubmetido ao ensaio de corrente de falta.

As vrias vantagens dos pra-raios com invlucro polimrico em relao aos pra-raios com invlucro de porcelana foram apresentadas no Captulo III.

Pra-raios polimricos aplicados a redes de distribuio comearam a seradquiridos por empresas concessionrias de energia eltrica brasileiras no inciodos anos 90. Desde ento, o processo de aquisio desse tipo de pra-raios vemcrescendo ano a ano, sendo atualmente o tipo de pra-raios predominantementeadquirido pela maioria das empresas concessionrias de energia no Brasil.

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IV.2 Critrios bsicos para a seleo dos pra-raios para redes dedistribuio

O correto dimensionamento dos pra-raios s caractersticas dos sistemas paraonde sero aplicados propicia uma proteo adequada aos equipamentosprotegidos a uma melhor relao entre benefcio e custo.

A seguir so apresentadas informaes quanto aos procedimentos para a seleodos pra-raios aplicados em redes de distribuio primrias. Tais conceitos podemser utilizados para aplicao em linhas de distribuio.

(1). Seleo da tenso nominal dos pra-raios:Os procedimentos bsicos para a seleo da tenso nominal dos pra-raios com esem centelhadores so apresentados na Seo III.5 Captulo III.

Como visto anteriormente, o critrio de seleo da tenso nominal do pra-raiosdepende do tipo de pra-raios utilizado: No caso de pra-raios com centelhadores,a seleo da tenso nominal dos pra-raios est relacionada a no disrupo doscentelhadores para a mxima sobretenso temporria no ponto de aplicao dopra-raios, enquanto que para os pra-raios de ZnO a seleo da tenso nominaldepende das caractersticas de suportabilidade dos pra-raios a essassobretenses.

Este conceito muito importante quando aplicvel a pra-raios semcentelhadores, visto que permite ao usurio especificar um pra-raios com tensonominal mais adequada, em funo das caractersticas do sistema. Esta seleoadequada, via de regra, permite aos usurios reduzir os custos com a aquisiodos pra-raios, bem como melhorar as caractersticas de proteo oferecida pelospra-raios.

Exemplo 1 Definir a seleo da tenso nominal de um pra-raios considerandoum sistema com as seguintes caractersticas:

- Tenso nominal Un: 13,8 kVef- Mxima tenso operativa do sistema Umax.: 14,4 kVef- Sistema aterrado na SE: Z1 = 1,0938 + j2,7274

Z0 = 2,0784 + j10,8568- Durao estimada para a falta: 2 segundos.

Com base nas impedncias de seqncia positiva e zero obtm-se um fator deaterramento K = 1,353 (Captulo I Seo I.1.1).Logo, a amplitude da mxima sobretenso temporria, no ponto considerado ser:

TOVSIST. = 1,353 . 2 . Umax. = 1,353 . 2 . (14,4 / 3) = 15,9 kVcr

80

Pra-raios com centelhadores:

Vn TOVSIST. Vn 15,9 / 2 Vn 11,2 kVNeste caso, o pra-raios dever apresentar uma tenso nominal de 12 kV.

Pra-raios sem centelhadores:

MCOVPR UMax. SIST. MCOVPR 14,4 / 3 MCOVPR 8,3 kVefA princpio ser escolhido um pra-raios com MCOV de 8,4 kV.

Logo, qualquer valor de tenso com valor eficaz superior a 8,4 kV, serconsiderado uma sobretenso para o pra-raios. Portanto:

TOVPR TOVSIST. / (2.MCOV PR) TOVPR 15,9 / (2 . 8,40) TOVPR 1,34

O prximo passo consiste em verificar se as caractersticas de suportabilidade dopra-raios para sobretenses temporrias atendem a sobretenso verificada nosistema. Uma curva tpica apresentando a caracterstica tenso de freqnciafundamental x tempo para um pra-raios polimrico de distribuio encontra-sena Figura IV.4.

Figura IV.4 Curva caracterstica tenso defreqncia fundamental x tempo

Alguns fabricantes de pra-raios, especialmente queles que seguem as normasANSI apresentam curvas caractersticas tenso de freqncia fundamental versustempo em funo da tenso nominal do pra-raios.

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

0,1 1 10 100 1000Tempo (seg.)

p.u.

da

MCO

V

81

Verifica-se na curva tenso de freqncia fundamental x tempo do pra-raiosconsiderado, uma mxima durao permitida para a sobretenso temporria dede aproximadamente 100 segundos.

Como essa durao superior a durao estimada para falta de 2 segundos,para esse caso o pra-raios com MCOV de 8,4 kV poderia ser aplicado nosistema. Este pra-raios apresenta uma tenso nominal de 10 kV.

Uma forma bastante conservativa para se definir a tenso nominal do pra-raiosde ZnO consiste na determinao da sobretenso temporria equivalente a10 segundos, a partir da sobretenso temporria encontrada no sistema. Nestecaso, a amplitude e a durao das sobretenses temporrias com duraes entre0,1 s e 100 s, podem ser convertidas para uma amplitude equivalente - Ueq, comuma durao de 10 s (correspondente ao tempo de aplicao da tenso nominalno ensaio ciclo de operao):

Ueq Amplitude da sobretenso temporria equivalente de 10 s;Ut Amplitude da sobretenso temporria;Tt Durao da sobretenso temporria em s;m Expoente que descreve a caracterstica tenso em freqncia fundamental

versus tempo de um pra-raios. m = 0,02

De acordo com esse mtodo a tenso nominal do pra-raios deve ser igual ousuperior ao valor da sobretenso equivalente obtida para 10 segundos. Issogarante a condio mnima do pra-raios de atender aos requisitos prescritos noensaio de ciclo de operao.

Utilizando a expresso acima no exemplo, tem-se para uma sobretensotemporria com amplitude de 15,9 kV durante 2 segundos uma sobretensotemporria equivalente com amplitude de 15,4 kV por 10 segundos. Segundo essecritrio, bastante conservativo, a tenso nominal do pra-raios deve ser de 12 kV.

(2). Definio da corrente de descarga dos pra-raios:Detalhes quanto a definio da corrente de descarga de um pra-raios foramapresentados, de forma genrica, na seo III.5 Captulo III.

No caso de pra-raios instalados no final de linha, pode ser utilizada a seguinteequao de modo a se obter uma estimativa da intensidade mxima de correntede descarga que flui pelo pra-raios, quando da ocorrncia de um surto:

m

tteq 10

TUU

=

82

IMAX Corrente de descarga que flui pelo pra-raios ( A );E0 Corresponde a 1,2 vezes o nvel de isolamento para impulso atmosfrico da

linha ( V );Vr Tenso residual do pra-raios para impulso atmosfrico ( V );Z0 Impedncia de surto monofsica da linha ( ).A Tabela IV.1, apresenta uma estatstica dos valores de corrente de surtosatmosfricos que fluem pelos pra-raios /2/.

Tabela IV.1 Correntes de surtos atmosfricos atravs dos pra-raios

Coluna 1 Percentagem dos locais que recebem correntes de descarga porano com amplitudes menores ou iguais s indicadas na coluna 1

Correntes de Rede Rede Rede RedeSurtos atm. urbana Semi-urbana Rural rural muito

atravs dos PR Exposta1 89 70 49 492 93 80 68 683 96 87 76 765 98 93 88 80

10 99,5 97 95 8520 99,5 99 98 9130 ----- 99,8 99 9535 ----- 99,9 99,3 98,555 ----- ----- 99,9 99,765 ----- ----- ----- 99,970 ----- ----- ----- -----

Cabe ressaltar que as informaes disponveis na Tabela IV.1 devem ser tomadasapenas como referncia, no devendo se utilizar esses valores para a definio dacorrente de descarga nominal dos pra-raios.

A maioria das empresas concessionrias de energia eltrica brasileiras vmadotando pra-raios com corrente de descarga nominal de 10 kA em seussistemas de distribuio. Basicamente, pra-raios de 5 kA tm sido especificadospara uso em redes urbanas com baixa incidncia de descargas atmosfricas.

(3) Determinao da capacidade de absoro de energia dos pra-raiosAs maiores solicitaes de energia a que so submetidos os pra-raios em redesde distribuio so decorrentes dos surtos de origem atmosfricas e dassobretenses temporrias. Em casos muito raros, as solicitaes de manobra

( )0

r0MAX Z

VE2I =

83

constituem um fator determinante para a determinao da capacidade deabsoro de energia dos pra-raios aplicados em redes de distribuio areas.

A capacidade dos pra-raios suportarem as energias associadas as sobretensestemporrias definida pela curva tenso de frequncia fundamental x tempo dopra-raios. Uma vez adequado s caractersticas dos sistemas, os pra-raiosabsorvero as energias associadas e essas sobretenses.

A energia absorvida por um pra-raios durante a ocorrncia de uma descargaatmosfrica pode ser obtida com base na equao apresentada na seo III.5 Captulo III.

A maioria das empresas concessionrias de energia brasileiras vm adotando ospra-raios com corrente de descarga nominal de 10 kA, classe 1 de descarga delinhas de transmisso. Esses pra-raios apresentam, em geral, uma capacidadede absoro de energia para impulsos de corrente elevada na faixa de2,5 a 3,5 kJ / kV de tenso nominal. importante ressaltar que a capacidade deabsoro de energia est associada a uma amplitude de corrente de descarga eforma de onda da corrente. De modo geral, desempenhos bastante satisfatriosvm sendo obtidos por estes pra-raios.

Existem registros de falhas em pra-raios decorrentes da incapacidade desuportarem elevadas energias associadas a surtos atmosfricos. Pra-raiosinstalados em redes rurais ou redes de distribuio urbanas no protegidas porblindagens naturais, podem ser atingidos por descargas atmosfricas diretas.

Neste caso, dependendo da amplitude da corrente, da sua forma de onda, e dadistncia entre a incidncia da descarga e o ponto de instalao dos pra-raios,esses podero vir a falhar. Para evitar falhas de pra-raios em regies crticas,algumas empresas vm realizando testes de campo considerando a aplicaopra-raios classe 2 de descarga de linhas de transmisso.

(4) Definio da corrente suportvel de falta:Em caso de uma eventual falha do pra-raios estes representam uma baixaimpedncia para a terra e so submetidos a corrente de curto-circuito do sistema.De modo a evitar riscos s pessoas e aos demais equipamentos instalados nassuas proximidades, os pra-raios devem ser projetados para suportarmecanicamente os efeitos das correntes de curto-circuito, sem fragmentao oudesprendimento dos elementos de ZnO (estamos aqui falando de pra-raios deZnO com invlucros polimricos).Segundo a IEC 99.1/91 (aplicvel a pra-raios com centelhadores) os pra-raioscom correntes de descarga nominal de 5 kA podem ser de classe de alvio D ou Eapresentando capacidade de suportar correntes de falta com valores simtricos de16 kA e 5 kA, respectivamente, por um perodo mnimo de 0,2 segundos.

84

No entanto, verifica-se na prtica que os pra-raios de distribuio com invlucrode porcelana no apresentam quaisquer dispositivos para aliviar as correntes defalta oriundas do sistema.

Para os pra-raios de ZnO polimricos, a norma IEC 60099-4/01 estabelece osnveis eficazes de corrente presumveis de falta de 5 kA e 10 kA para os pra-raios com corrente de descarga nominal de 5 kA; e valores de10 kA, 16 kA ou 20 kA, para os pra-raios com corrente de descarga nominal de10 kA classe 1 de DLT. Para todas as correntes acima, o tempo mnimo de ensaiodever ser de 0,2 segundos.

O ensaio de baixa corrente com valor eficaz de 600 200 A tambm dever serrealizado para todos os tipos de pra-raios. A durao mnima de 1 segundo.

importante ressaltar que quanto maior for o nvel de suportabilidade do pra-raios a correntes de falta mais confivel ser o seu desempenho sob situaes defalha. No entanto, o aumento das caractersticas de suportabilidade estdiretamente relacionado a um aumento do preo do pra-raios.

(5). Determinao das caractersticas de proteo do pra-raios escolhido:As caractersticas de proteo dos pra-raios devem ser definidas em funo dosnveis de suportabilidade dos equipamentos a serem protegidos; do grau deimportncia dos equipamentos e das linhas onde os pra-raios sero aplicados edo tipo de instalao do pra-raios em relao ao equipamento a ser protegido.Isto visa garantir uma proteo adequada aos equipamentos contra surtosatmosfricos e de manobra. Os nveis de proteo oferecidos pelos pra-raios soapresentados nos catlogos dos fabricantes.

Pode-se dizer que praticamente todos os pra-raios de ZnO, sejam de invlucropolimrico ou de porcelana, apresentam seus nveis de proteo dentro da faixade valores mximos sugerida pela IEC 60099.4/01 (Ver Tabelas III.2 e III.3 -Seo III.3.2 Captulo III). Estes nveis garantem, via de regra, uma proteoadequada aos equipamentos protegidos tomando-se os cuidados necessrios comos efeitos dos cabos de ligao entre os pra-raios e os equipamentos protegidos,principalmente em regies onde h a possibilidade da incidncia de correntes deelevadas amplitudes e/ou elevadas taxas de crescimento.

Quanto aos pra-raios com centelhadores ainda hoje em operao ecomercializados, no se tem uma garantia absoluta dos seus nveis de proteo,apesar dos limites definidos em norma (apresentados na Tabela III.1 - SeoIII.3.2 Captulo III). Casos mais crticos so observados em pra-raios comtempos de instalao superiores a 10 anos.

85

IV.3 Anlise do efeito dos cabos de ligao na proteo dos equipamentos:

Na seo III.5 do Captulo III, foram apresentadas informaes quanto aimportncia de se avaliar o efeito dos cabos de ligao entre os pra-raiosinstalados em redes de distribuio e os equipamentos protegidos.

importante que esse efeito seja levado em considerao quando dadeterminao das tenses impulsivas de frente rpida nos terminais dosequipamentos protegidos.

Exemplo 2 Determinar as margens de proteo para um transformador aplicadoem um sistema de 15 kV, com uma tenso suportvel nominal para impulsoatmosfrico (TSNIA) de 95 kV. Esse transformador deve ser protegido por umpra-raios com tenso nominal de 12 kV , corrente de descarga nominal de 10 kA,apresentando as seguintes caractersticas de proteo:

- Tenso residual para impulso de frente ngreme: 48,0 kV- Tenso residual para impulso atmosfrico: 43,2 kV- Tenso residual para impulso de manobra a 0,5 kA: 34,8 kV

NOTA: Os valores de tenso residual acima correspondem aos nveismximos estabelecidos na Tabela III.3

O comprimento total dos cabos de ligao entre o pra-raios e o transformador de 2 metros.

Determinao da margem de proteo 1 (ondas de frente ngreme)

TSIACF = 1,15 . TSNIA TSIACF = 1,15 . 95 TSIACF = 109 kVNPFO = 48 kVV = ( L . (di / dt) . lc) V = 1,3 H/m . (10 kA / 1 s) . 2 m V = 26 kV

( )tVNPFOTSIACFMP1 +

=

( )tVNPFOTSIACFMP1 +

=

2648109MP1+

= %3,4747,1MP1 ==

86

Determinao da margem de proteo 2 (impulso atmosfriconormalizado)

TSNIA = 95 kV NPIA = 43,2 kVV = ( L . (di / dt) . lc) V = 1,3 H/m . (4 kA / 1 s) . 2 m V = 10,4 kV

Determinao da margem de proteo 3 (impulsos de manobra)

TSNIM = 0,83 . TSNIA TSNIM = 0,83 . 95 TSNIM = 78,9 kVNPIM = 34,8 kV

Ainda existem instalados nas redes de distribuio primrias pra-raios de SiC deprojeto antigo, que apresentam nveis de proteo bem superiores aos nveisatualmente utilizados. Neste caso, o efeito dos cabos de ligao pode se tornarbastante crtico e tem de ser considerado.

De maneira a tornar desprezvel o efeito dos cabos de ligao entre os pra-raiose os equipamentos protegidos, algumas empresas concessionrias vm optandopela instalao dos pra-raios junto aos equipamentos protegidos. No caso dostransformadores, os pra-raios so instalados junto s suas buchas.A experincia de campo tem demonstrado que a instalao de pra-raiospolimricos diretamente na carcaa dos transformadores tem reduzido bastante oefeito de queima de transformadores por descargas atmosfricas. Esse tipo deinstalao torna-se confivel pelo fato de no haver risco de exploso do pra-raios, em caso de sua falha.

( )tVNPIATSNIAMP2 +

=

( )tVNPIATSNIAMP2 +

=

4,102,4395MP2+

= %2,7777,1MP2 ==

NPIMTSNIMMP3 =

NPIMTSNIMMP3 = 8,34

9,78MP3 = %12727,2MP3 ==

87

IV.4 Referncias bibliogrficas:

/1/ Martinez, M. L. B., Pra-raios para sistemas de Mdia Tenso Caractersticas Tcnicas e Aplicao a Sistemas de Potncia; Dissertaode Mestrado, EFEI, Dezembro 1992.

/2/ Proteo contra Sobretenso Atmosfrica de Redes e Equipamentos dedistribuio, CERJ

/3/ Campos, M. L. B. et alli, Avaliao do desempenho de Pra-raios dedistribuio; Seminrio Nacional de Qualificao de Materiais eEquipamentos do Setor de Energia Eltrica - SQME, 1997.

/4/ IEC 60.099-4 Surge Arresters - Part 4: "Metal-Oxide surge arresters withoutgaps for a.c. systems", 2001.