INDICE

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I. Natureza das sobretenses, classificao dosisolamentos, efeitos das sobretenses sobre ossolamentos e princpios bsicos de coordenao doisolamento

1

I.1 Natureza das sobretenses 1I.1.1 Sobretenses temporrias 2I.1.2 Sobretenses de frente lenta 5I.1.3 Sobretenses de frente rpida 6I.1.4 Sobretenses de frente muito rpida 7

I.2 Classificao da isolao e efeito das sobretenses sobreos isolamentos

8

I.3 Princpios bsicos de coordenao do isolamento 18I.3.1 Mtodo estatstico de coordenao do isolamento 18I.3.2 Mtodo determinstico (ou convencional) de

coordenao do isolamento19

I.4 Referncias bibliogrficas 23

II Evoluo dos dispositivos de proteo contrasobretenses

27

II.1 Centelhadores com dieltrico de ar 28II.2 Pra-raios tipo expulso 29II.3 Pra-raios de Carbeto de Silcio (SiC) 30II.4 Pra-raios de xido de Zinco (ZnO) sem centelhadores 31II.5 Pra-raios de xido de Zinco (ZnO) com centelhadores 32II.6 Pra-raios de xido de Zinco ZnO com invlucro

polimrico33

III Aplicao de pra-raios 37

III.1Terminologia aplicada aos pra-raios 37III.1.1 Tenso nominal 37III.1.2 Mxima tenso contnua de operao 37III.1.3 Corrente de referncia 37III.1.4 Tenso de referncia 38III.1.5 Disrupo 38III.1.6 Tenso disruptiva 38III.1.7 Corrente de descarga 38III.1.8 Corrente de descarga nominal do pra-raios 39

II

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III.1.9 Tenso residual 39III.1.10 Corrente de seguimento ou corrente subseqente 39III.1.11 Capacidade de absoro de energia 39III.1.12 Estabilidade trmica do pra-raios 40

III.2 Classificao dos pra-raios 40III.2.1 Pela corrente de descarga nominal 40III.2.2 Pela classe de descarga de linhas de transmisso

ou corrente de longa durao41

III.2.3 Pela classe de alvio de sobrepresso ou correntesuportvel de falta

41

III.3 Caracterstica de proteo dos pra-raios 43III.3.1 Caracterstica de proteo dos pra-raios com

centelhadores43

III.3.2 Caracterstica de proteo dos pra-raios semcentelhadores

44

III.4 Princpio de operao dos pra-raios 46III.4.1 Princpio de operao dos pra-raios com

centelhadores46

III.4.2 Princpio de operao dos pra-raios semcentelhadores

48

III.5Critrios para seleo e aplicao dos pra-raios naproteo dos sistemas eltricos

57

III.6Referncias bibliogrficas 72IV. Pra-raios para aplicao em redes de distribuio 74

IV.1 Aspectos construtivos 74

IV.2 Critrios bsicos para seleo dos pra-raios para redes de distribuio

79

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

85

IV.4 Referncias bibliogrficas 87

V. Pra-raios para aplicao em subestaes 88V.1 Aspectos construtivos 88

V.1.1 Pra-raios de ZnO com invlucro de porcelana 89V.1.2 Pra-raios de ZnO com invlucro polimrico 90

V.2 Desempenho dos pra-raios instalados em subestaes 96V.3 Critrios para a seleo e aplicao dos pra-raios para

subestaes100

III

Tema abordado Pgina

V.3.1 Seleo dos pra-raios adequados e determinaodas suas caractersticas de proteo

100

V.3.2 Seleo ou determinao da suportabilidade daisolao

112

V.3.3 Avaliao da coordenao do isolamento 112V.4 Referncias bibliogrficas 118

Anexo: Mtodo sugerido pelo Guia de Aplicao de Pra-raios Texto original desenvolvido e proposto pela Comisso de Estudos CE 37-4 do COBEI / ABNT

119

VI Descargas atmosfricas em linhas de transmisso 129

VI.1 Aspectos a serem considerados no estudo da incidnciade descargas atmosfricas em linhas de transmisso

129

VI.1.1 Caracterstica das descargas e freqncia deocorrncia

129

VI.1.2 Parmetros caractersticos das correntes dedescarga

133

VI.2 Descargas atmosfricas em linhas de transmisso 137VI.2.1 Incidncia das descargas atmosfricas diretas em

linhas de transmisso137

VI.2.2 Desempenho das linhas de transmisso devido adescargas atmosfricas

140

VI.2.2.1 Descargas incidindo diretamente sobre linhas de transmisso sem cabos pra-raios

141

VI.2.2.2 Descargas incidindo diretamente sobre linhas de transmisso com cabos pra-raios

145

VI.2.2.3 Efeito das descargas atmosfricas em caso de falha de blindagem de linhas protegidas

com cabos pra-raios

158

VI.2.2.4Tenses induzidas por descargas atmosfricas incidindo nas proximidades das linhas de transmisso e redes de distribuio

158

VI.3 Referncias bibliogrficas 160

VII Mtodos empregados para a melhoria do desempenhodas linhas de transmisso

162

VII.1 Aumento da isolao das linhas de transmisso 163VII.2 Melhoria do sistema de aterramento 165VII.3 Instalao de cabos pra-raios e/ou melhoria do ngulo

de blindagem167

VII.4 Pra-raios 168

IV

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VII.5 Referncias bibliogrficas 169

VIII Pra-raios para aplicao em linhas de transmisso 170VIII.1 Histrico 170VIII.2 Princpio de funcionamento dos pra-raios de linha 171VIII.3 Aplicao e localizao dos pra-raios 174

VIII.3.1 Aplicao de pra-raios em estruturas localizadasem regies com solos de elevada resistividade

176

VIII.3.2 Aplicao de pra-raios em estruturas localizadasem regies montanhosas

176

VIII.3.3 Aplicao de pra-raios em estruturas localizadasprximas s subestaes

176

VIII.3.4 Aplicao de pra-raios em linhas novas 177VIII.3.5 Aplicao de pra-raios em linhas existentes 178

VIII.4 Experincia das empresas brasileiras na instalao e no desempenho de pra-raios de linha

179

VIII.5 Estudo de caso: anlise de uma Linha de transmisso de 230 Kv

182

VIII.5.1 Estudo de desempenho da linha 184VIII.5.2 Estudo de capacidade de absoro de energia

pelos pra-raios188

VIII.5.3 Estudo simplificado de anlise de investimento 189VIII.6 Referncias bibliogrficas 190

IX Ensaios em pra-raios 192IX.1 Classificao dos ensaios 192

IX.1.1 Ensaios de tipo 192IX.1.2 Ensaios de rotina 192IX.1.3 Ensaios de recebimento 192

IX.2 Normas tcnicas aplicveis a ensaios em pra-raios 192IX.2.1 Ensaios aplicados a pra-raios com centelhadores 194IX.2.2 Ensaios aplicados a pra-raios sem centelhadores 195

IX.3Verificao das caractersticas de proteo e de operao

196

IX.3.1 Ensaios de verificao das caractersticas de proteo

197

IX.3.2 Ensaios de verificao das caractersticas de operao

201

IX.4 Ensaios aplicveis a pra-raios polimricos 210IX.5 Referncias bibliogrficas 210

VTema abordado Pgina

X Monitoramento e diagnstico de pra-raios 212