Estudo das redes aéreas compactas por meio de ensaios e modelagens utilizando o método dos elementos finitos.

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo sobre o sistema de redes compactas, com base em ensaios de alta tensão e de modelagens que utilizam o método dos elementos finitos. Este estudo foi encorajado pelos resultados insatisfatórios, geralmente, obtidos durante a realização de ensaios de compatibilidade dielétrica com os componentes utilizados para a montagem deste tipo de rede. Este é recomendado pela ABRADEE e pelo projeto de norma da ABNT. Devido ao alto índice de falhas, levando a perfuração e queima dos cabos e espaçadores antes de completar o tempo de ensaio necessário, uma avaliação das possíveis causas destas falhas foi feita. As principais ferramentas utilizadas para a realização desse estudo foram ensaios de compatibilidade dielétrica, radiografias digitais, avaliação geométrica, medições de isolamento e de corrente de fuga e análise do teor de cargas minerais e de negro de fumo. Além disso, o método de elementos finitos foi usado para realizar modelagens e identificar as principais causas de problemas que afetam as redes compactas. Cerca de 40 conjuntos de cabo/espaçador foram testados em laboratório, considerando diferentes situações, como a presença de camada de semicondutora no cabo, condições de chuva e distâncias diferentes para o plano de terra. Estas situações diversas também foram analisadas por meio de modelagens computacionais, que indicaram os impactos dessas diferentes condições nas linhas de campo elétrico, equipotenciais e gradientes de campo elétrico. Finalmente uma análise da geometria do s cabos foi realizada, avaliando o nível de concentricidade entre o condutor e uma camada isolante e uma investigação sobre a qualidade do isolamento. Deste modo a qualidade de manufatura dos produtos pôde ser avaliada, e não apenas a compatibilidade entre o cabo e os demais acessórios da rede. O resultado indica as principais causas (possíveis) de falhas, e sinaliza algumas soluções possíveis para evitá-las. Este fato é extremamente importante quando é considerado o grande número de sistemas de redes compactas existentes no Brasil, já que, com o envelhecimento destas redes recentemente instaladas, um número considerável de falhas é esperado.