Modelagem Estatística do Efeito Disruptivo para Isoladores de Média Tensão.

Abstract

Este trabalho tem como objetivo desenvolver o modelo matemático do efeito disruptivo para isoladores de distribuição dos tipos pino e pilar de porcelana, utilizados nas classes de tensão de 15 kV e 25 kV. A abordagem utilizada possui enfoque estatístico e considera a aplicação de impulsos de tensão originados por descargas atmosféricas diretas e indiretas. A modelagem do efeito disruptivo busca representar de forma real o comportamento dielétrico dos diversos componentes dos sistemas elétricos, definindo o instante em que ocorre a disrupção para uma determinada forma impulsiva e amplitude aplicadas. Os parâmetros necessários para este desenvolvimento são obtidos a partir de ensaios dielétricos, realizados com o objetivo de determinar a tensão disruptiva crítica – U₅₀% e a característica tensão x tempo de disrupção, também conhecida com curvas V x t. Neste trabalho, são utilizadas 13 formas impulsivas de tensão não padronizadas, além da forma padrão (1,2 x 50 μs). As formas não padronizadas consistem na combinação de tempos de frente rápidos (0,5 a 1,2 μs) e lentos (3 a 10 μs), bem como tempos com caudas curtas (5 a 20 μs) e padronizadas (50 μs). São avaliados dois procedimentos distintos para a escolha da s constantes que com põem o modelo, e um novo conceito para a adequação da dispersão dos pontos ao longo das curvas V x t é proposto, considerando que esta dispersão varia na medida em que a tensão aplicada é elevada. Este requisito é de grande importância na representação da isolação de um equipamento ou elemento do sistema elétrico sem a utilização de médias dos tempos de corte. Os resultados são exibidos nos formatos gráfico e numérico. Através de comparação entre o valor mais provável e a sobreposição dos intervalos de confiança calculados para cada resultado, tem-se que o modelo desenvolvido é capaz de descrever o comportamento dielétrico dos isoladores avaliados através das curvas V x t de maneira adequada. O modelo do efeito disruptivo desenvolvido tem sua principal contribuição na representação de redes de distribuição de média tensão em programas digitais de simulação descargas atmosféricas indiretas, reproduzindo de forma adequada a ocorrência de disrupção nos isoladores. Com a implementação futura destes resultados, as concessionárias de distribuição de energia elétrica poderão prever a taxa de desligamentos causadas por descargas atmosféricas em alimentadores reais, incluindo ainda os efeitos das sobretensões nas taxas de falha dos transformadores de distribuição, sendo estes os equipamentos que apresentam maior custo de substituição e reforma.