Avalia Corona em esferas

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Avalia Corona em esferas

  1. 1. Grupo de Compatibilidade Eletromagnética Avaliação do gradiente superficial em esferas anti-corona - Estudo de Caso AVALIAÇÃO DO GRADIENTE SUPERFICIAL EM ESFERAS ANTI-CORONA Elaborado pelo Acadêmico Bianco Santana Supervisionado pelos Professores Marcos Telló – Dr. Guilherme Alfredo Dentzien Dias – Dr. 23 de março de 2005
  2. 2. Grupo de Compatibilidade Eletromagnética Avaliação do gradiente superficial em esferas anti-corona - Estudo de Caso 1 Objetivo O objetivo deste relatório é apresentar uma avaliação para um caso real, onde se pretende encontrar o módulo do campo elétrico (gradiente de tensão) sobre a superfície de esferas, a qual se destina a proteção das conexões contra as perturbações produzidas pelo efeito corona quando da realização de ensaios em transformadores empregando o método de análise de resposta em freqüência (FRA-Frequency Response Analisys). Tal avaliação foi aplicada para diferentes tensões. 2 Metodologia Por se tratar de um estudo pertinente à área do Eletromagnetismo, pode-se determinar o gradiente (campo elétrico) imediatamente fora da superfície esférica utilizando a Lei de Gauss, segundo [1]: ]/[ 4 2 000 CN r q E q dsE q Eds SS ∈ =⇒ ∈ =⇒ ∈ = ∫∫ π [1] Pode-se considerar que: 04 1 ∈π =K Considerando uma carga isolada, a tensão entre dois pontos quaisquer de um condutor pode ser definida por: ][ ) 2 ln(4 ) 2 ln(4 C r h K V q r h KqV =⇒= [2] Levando [1] para [2] tem-se que: ]/[ ) 2 ln(4 2 CN r h r V E = [3] Pode-se adotar ainda uma unidade mais convencional para o Campo Elétrico: m V Nm J J VC C N C N == 1 1 11 1 [4]
  3. 3. Grupo de Compatibilidade Eletromagnética Avaliação do gradiente superficial em esferas anti-corona - Estudo de Caso 80cm 60cm 92cm 3 Problema proposto O problema proposto pelo LABELO- Laboratórios Especializados em Eletro- Eletrônica Calibração e Ensaios foi o cálculo do gradiente superficial de esferas anti- corona usadas durante ensaios de resposta em freqüência de transformadores de força de 500 kV e 750 kV, conforme Figuras 1 e 2, a seguir. Figura 1-Esfera para bucha de 550 kV. As medidas a considerar para as buchas de 550 kV são, para o encaixe, altura de 75 cm e diâmetro de 50cm. O material utilizado nas esferas é o alumínio liso com espessura de 3 mm. Para definir o plano de terra, considerada a tampa do transformador, empregou-se o comprimento de uma bucha ABB tensão nominal de 550 kV, tipo GOE 1550-1050.
  4. 4. Grupo de Compatibilidade Eletromagnética Avaliação do gradiente superficial em esferas anti-corona - Estudo de Caso Figura 1-Esfera para bucha de 750 kV. As medidas a considerar para as buchas de 750 kV são, para o encaixe, altura de 67 cm e diâmetro de 70cm. O material utilizado nas esferas é o alumínio liso com espessura de 3 mm. Para definir o plano de terra, considerada a tampa do transformador, empregou-se o comprimento de uma bucha ABB de tensão nominal de 800kV tipo GOE 2100-1425. 4 Resultados obtidos Os resultados foram obtidos considerando a esfera sobre a bucha instalada sobre um plano de terra, conforme Figura 3. 80cm 80cm 102cm
  5. 5. Grupo de Compatibilidade Eletromagnética Avaliação do gradiente superficial em esferas anti-corona - Estudo de Caso h r Esfera anti-corona Bucha de alta tensão Os valores de gradiente superficial para as esferas anti-corona das buchas de alta tensão estão apresentadas na Tabela 1. Tabela 1-Gradiente superficial das esferas anti-corona. Bucha Gradiente superficial 550 kV 2,28 kV/cm 800 kV 2,25 kV/cm Observe-se que os valores são coerentes ao ser considerado que o gradiente disruptivo do ar é de 21,1 kV/cm a 25 o C e 1000 mbar, empregando-se para projeto de condutores de barramentos e linhas de transmissão o valor máximo de 18 kV/cm. Todos os valores de gradiente adotados neste Relatório são baseados em valores eficazes de tensão (Veficaz). 5 Bibliografia [1] Ramo, S., Hhinnery, J. R., Van Duzer, Theodore, Fields and Waves in Communication Electronic, 1965, John Wiley & Sons, Inc. [2] David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walter Fundamentos de física – Eletromagnetismo, Editora Rio de Janeiro, 4a edição, 1995-1996. [3] Westinghouse Electric corporation, Electrical Transmission and Distribution Reference Book, 4th edition, 1950.
  6. 6. Grupo de Compatibilidade Eletromagnética Avaliação do gradiente superficial em esferas anti-corona - Estudo de Caso 6 Anexos Em anexo são apresentadas as folhas dos catálogos das buchas ABB tipo GOE 1550-1050 e tipo: GOE 2100-1425.
  7. 7. Grupo de Compatibilidade Eletromagnética Avaliação do gradiente superficial em esferas anti-corona - Estudo de Caso ANEXO 1 Bucha ABB tipo GOE 1550-1050
  8. 8. Grupo de Compatibilidade Eletromagnética Avaliação do gradiente superficial em esferas anti-corona - Estudo de Caso ANEXO 2 Bucha ABB tipo GOE 2100-1425

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