Supressores de Transitórios de Alta Frequência em Subestações Isoladas a Gás SF₆.

Abstract

Transitórios de frequência muito alta, Very Fast Transients, devido a manobras ou flashovers em equipamentos de alta tensão isolados a gás SF₆ já são pesquisados e tem sua caracterização bem definida há mais de três décadas. Porém nos últimos anos, devido à crescente utilização de subestações isoladas a gás e o predomínio de disjuntores com câmaras de extinção a SF₆, mesmo em subestações com isolação convencional a ar, a interação destes transitórios com o dielétrico dos equipamentos, com a possibilidade de levar a falhas prematuras, passou a despertar novamente o interesse de fabricantes e usuários de equipamentos de alta tensão. Ainda existe uma lacuna nas normas que determine qualitativamente e quantitativamente para cada tipo de equipamento os níveis de geração e de suportabilidade destes transitórios de frequência muito alta. Atualmente quando se identifica a sua ocorrência em níveis que ultrapassam a suportabilidade dos equipamentos, os custos envolvidos para a compatibilização quer com a alteração da disposição dos equipamentos, quer com a alteração de projeto principalmente de transformadores, são sempre muito elevados e demandam longo período de tempo para implementação. Este trabalho tem como objetivo propor uma alternativa, de baixo custo e rapidez de implementação, para reduzir os níveis destas sobretensões, utilizando a inserção de anéis (toroides) de material magnético em trechos dos barramentos blindados de forma a aumentar a indutância linear nestes trechos, que passam a atuar como supressores de surtos de alta frequência. Como introdução é realizada uma revisão do conceito do transitório de frequência muito alta, assim como suas formas e origens em equipamentos isolados a SF₆ e de como o dielétrico de equipamentos como transformadores podem ser degradados cumulativamente até causar a falha, pela ruptura do dielétrico. A proposta foi validada primeiramente através de modelagem digital utilizando o software ATPDraw™. A seguir foram realizadas medições em um modelo reduzido utilizando cabos coaxiais nos comprimentos dos barramentos blindados onde foram conectados componentes R, L e C representando os supressores e demais componentes modelados. Finalmente foram realizados ensaios e medições em um circuito montado em um laboratório de alta tensão com componentes de uma subestação 500 kV, isolada a gás SF₆. Os resultados das medições no circuito em 500 kV confirmaram os resultados das atenuações obtidas (20% a 40%) na modelagem computacional e no modelo reduzido, comprovando assim a viabilidade da implementação da alternativa proposta.