PARA RAIOS DE MÉDIA TENSÃO

FACULDADE NOVO MILÊNIO CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA COM ÊNFASE EM COMPUTAÇÃO E TELECOMUNICAÇÃO 

 

 

 

 

 

 

ANTONIEL SEPULCRO LOUSADA RAPHAEL JUNIO FARIAS DE SOUZA

 

 

 

 

 

 

PARA-RAIO

 

 

 

 

 

 

 

Profª: ISMAEL DE LA VARGA URTUBI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VILA VELHA

2015

Sumário

VILA VELHA        

1.        INTRODUÇÃO        

1.1        DESCARGAS ATMOSFERICAS        

1.2        DESCARGAS ATMOSFERICAS (QUEDA DIRETA)        

1.3        DESCARGAS ATMOSFERICAS (QUEDA INDIRETA)        

2.        HISTÓRIA        

3.        PARA-RAIOS        

3.1 A EVOLUÇÃO DOS PARA-RAIOS        

3.2 PARA-RAIOS TIPO EXPULSÃO        

3.3 PARA-RAIOS TIPO CARBONETO DE SILÍCIO        

3.4 PARA-RAIOS TIPO ÓXIDO DE ZINCO        

4.        PARA-RAIOS TIPO ÓXIDO DE ZINCO (ZnO)        

4.1 DETALHE CONSTRUTIVO DO PARA-RAIOS DE ZnO        

4.2 PARA-RAIOS COM INVOLUCRO DE PORCELANA        

4.3 PARA-RAIOS COM INVÓLUCRO POLIMÉRICO        

5.        SISTEMA DE ATERRAMENTO        

6.        FORMAS DE ATERRAMENTO        

7.        CONCLUSÃO        

8.        REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA        

1. INTRODUÇÃO

As redes elétricas de uma forma geral estão sujeitas a dois tipos de sobretensão, as de origem interna, que são as provenientes de manobras, por exemplo entrada de um grande bloco de banco de capacitores no sistema, e as de origem externa que são as geradas por descargas atmosféricas e são as mais perigosas que causam danos a dispositivos, equipamentos e seres vivos.

O equipamento que protege a rede elétrica contra sobretensões de origem atmosférica é o para-raios e para que essa proteção tenha confiabilidade o para-raios deve ser bem instalado envolvendo diversos fatores como resistência de aterramento e no caso de torres de linha de transmissão, as características geométricas das torres, linha etc.

1. DESCARGAS ATMOSFERICAS

Quando uma descarga atmosférica atinge um sistema elétrico de potencia, uma elevada sobretensão é aplicada aos componentes da rede. Se essa tensão exceder a suportabilidade da isolação ocorrera uma descarga. Quando isso acontecer haverá como consequência a formação de um arco de potencia que será mantido pela tensão do sistema, tornando necessária a atuação do sistema de proteção.

1. DESCARGAS ATMOSFERICAS (QUEDA DIRETA)

Uma descarga atmosférica incidindo diretamente sobre o condutor de fase desenvolve uma elevada sobretensão no qual muito provavelmente poderá provocar falha na isolação. Por esse motivo as sobretensões devem ser limitadas a valores muito menores, o que é conseguido com o uso de cabos para-raios  de forma a blindar os equipamentos e circuitos contra as descargas diretas.

Os cabos para-raios são cabos que ficam sobre os condutores de uma linha de transmissão e estão ligados na torre e aterrados.

1. DESCARGAS ATMOSFERICAS (QUEDA INDIRETA)

A incidência de uma descarga atmosférica nos para-raios, ou nas torees de uma linha de transmissão pode ocasionar o seu desligamento devido ao rápido crescimento de tensão no ponto de incidência das descargas. Ao contrario da queda direta, a ocorrência de desligamento em consequência desse fenômeno é dificilmente eliminada. No entanto esses efeitos podem ser minimizados através de um projeto otimizado de aterramento das estruturas e um ajuste nos elementos de projeto da cabeça da torre.

1. HISTÓRIA

O para-raios foi inventado em 1752 por Benjamin Franklin. O primeiro dispositivo montado por ele era uma haste de metal conectada á terra por um fio. Para desenvolve-lo, Franklin realizou uma perigosa experiência empinando uma pipa durante uma tempestade, na tentativa de provar que os raios eram descargas elétricas.

Antes da descoberta de Franklin, os raios eram fenômenos naturais cercados por misticismo. Muitos acreditavam que as tempestades de raios simbolizavam a fúria dos deuses. Sendo um homem do iluminismo, Franklin explicou tais acontecimentos de um ponto de vista cientifico.

1. PARA-RAIOS

O atrito produzido pelo vento e pelas gotas de chuva caindo provoca transferência de carga entre massa de ar e nuvens, criando intensos campos elétricos na atmosfera. Durante uma tempestade a rigidez dietétrica do ar é reduzida em virtude da umidade, facilitando a existência de raios descarregando as nuvens e massa de ar.

Existem raios de cima para baixo, de baixo para cima e também de nuvem para nuvem. O para-raios é uma ponta metálica localizada o mais alto possível e ligada a terra por um eletrodo bem aterrado. Esse aterramento é necessário, pois ele é o caminho por onde as cargas sobem até ficarem mais próximas da nuvem, criando campos mais elevados que vão romper a rigidez dielétrica. Durante a descarga, o aterramento permite o escoamento do raio, o fio de descida que liga o para-raios ao aterramento deve ser suficientemente grosso para suportar a corrente na ordem de 10ka produzida pelo raio.