pára-raios para aplicação em subestações - vvc alstom_21022011.pdf · pára-raios para...
TRANSCRIPT
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Pra-raios para aplicao
em subestaes
Alstom Grid
Itajub 21 de fevereiro, 2011
Jorge Luiz De Franco - Tyco Electronics
PALESTRA TCNICA
-
Critrios bsicos para especificao, seleo otimizada
e aplicao dos pra-raios de ZnO em subestaes
TPICOS ABORDADOS
Aspectos construtivos e tecnolgicos dos pra-raios de
xido de Zinco (ZnO)
Princpio de operao dos pra-raios e sua importncia
na proteo dos sistemas eltricos
Ensaios de rotina e de recebimento em pra-raios
-
TPICOS ABORDADOS
Princpio de operao dos pra-raios e sua importncia
na proteo dos sistemas eltricos.
-
Os pra-raios tm por finalidade limitar as sobretenses de origens
atmosfrica e de manobra nos terminais dos equipamentos / sistemas por
ele protegidos a nveis pr estabelecidos, de modo aps a ocorrncia
dessas sobretenses a isolao dos equipamentos no fique com as
suas caractersticas comprometidas.
A tenso mxima nos terminais dos equipamentos protegidos pode ser definida
pelas caractersticas de proteo oferecidas pelos pra-raios adicionada aos
efeitos dos cabos de ligao dos pra-raios e do efeito distncia entre o pra-
raios e o equipamento protegido.
Funo dos pra-raios nos Sistemas eltricos
INTRODUO FUNO DOS PRA-RAIOS NOS SISTEMAS
-
Princpio de operao de um pra-raios
Tenso na isolao com o pra-raios
Impulso pleno tenso suportvel
Descarga disruptiva na isolao
INTRODUO FUNO DOS PRA-RAIOS NOS SISTEMAS
-
Tenso na isolao a ser protegidaEfeitos da distncia de separao
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Distncia (m)
Te
ns
o
de
Im
pu
lso
(k
Vc
r)
Usup. Trafo (550 kV) Utrafo simplicado Usup.550/1,20
Distncia VT
INTRODUO FUNO DOS PRA-RAIOS NOS SISTEMAS
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Definio: NBR 6939 - 2000 / IEC 60071-1 Ed. 8.0 - 2006
Uma sobretenso pode ser definida como qualquer
tenso entre fase e terra, ou entre fases, cujo valor
de crista excede o valor de crista deduzido da
tenso mxima do equipamento (Um.2 / 3 ou
Um.2, respectivamente).
Entende-se por tenso mxima de um equipamento,
a mxima tenso de linha eficaz que pode ser
mantida em condies normais de operao, em
qualquer instante.
SOBRETENSES
-
Classificao das sobretenses
As sobretenses podem ser classificadas de acordo com a
forma da sobretenso, sua durao, seu efeito sobre a
isolao ou sobre o dispositivo de proteo em:
Sobretenses transitrias:
Sobretenses de frente lenta
Sobretenses de frente rpida
Sobretenses de frente muito rpida
Sobretenses temporrias;
SOBRETENSES
-
Durao das sobretenses
Tenses sem os pra-raios
Tenses com os pra-raios
Tenso suportvel do equipto
Lightning overvoltages
(Microseconds)Switching overvoltages
(Milliseconds)
Temporary overvoltages
(Seconds)
Highest voltage of equipment
(Continuously)
Am
plit
ud
e d
as s
ob
rete
ns
es / p
.u.
1
2
3
4
0
5
Funo dos pra-raios nos Sistemas eltricos
SOBRETENSES
-
Sobretenses temporrias:
Caracterizada por uma
sobretenso de freqncia
fundamental de durao
relativamente longa.
Pode originar-se de faltas,
operaes de chaveamento
(como por exemplo rejeio de
carga), condies de
ressonncia, no linearidades
(ferro-ressonncias) ou por
uma combinao dessas.
SOBRETENSES
-
Isolao dos equipamentos - Faixa 1
SOBRETENSES
-
Durao das sobretenses
Tenses sem os pra-raios
Tenses com os pra-raios
Tenso suportvel do equipto
Lightning overvoltages
(Microseconds)Switching overvoltages
(Milliseconds)
Temporary overvoltages
(Seconds)
Highest voltage of equipment
(Continuously)
Am
plit
ud
e d
as s
ob
rete
ns
es / p
.u.
1
2
3
4
0
5
Funo dos pra-raios nos Sistemas eltricos
SOBRETENSES
-
Sobretenses transitrias:
Caracterizada por uma sobretenso de curta
durao, de alguns milisegundos ou menos, oscilatria ou
no oscilatria, usualmente fortemente amortecida.
SOBRETENSES
-
Isolao dos equipamentos - Faixa 2
SOBRETENSES
-
Pra-raios para SEs Pra-raios para LTsPra-raios para RDs
INTRODUO FUNO DOS PRA-RAIOS NOS SISTEMAS
-
Quantidade significativa de pra-raios de Carbeto
de Silcio (SiC) instalados nos sistemas de
transmisso - tempo de vida superiores a 25 anos
Necessidade de substituio de um grande
nmero de pra-raios, visando manter a
confiabilidade dos sistemas.
Necessidade de uma melhor relao entre
benefcio e custo para a aquisio de novos
equipamentos.
Especificaes para os pra-raios mais adequadas s
reais necessidades dos sistemas
APLICAO DE PRA-RAIOS EM SUBESTAES
-
Aplicao de pra-raios de ZnO em Subestaes
Reduo da distncia eltrica entre os pra-raios
e os equipamentos protegidos:
Utilizao de pra-raios polimricos junto aos
transformadores de fora:
Aumento da margem de proteo;
Possibilidade de reduo do nvel do isolamento
APLICAO DE PRA-RAIOS EM SUBESTAES
-
Coordenao do isolamento - Mtodo determinstico
APLICAO DE PRA-RAIOS EM SUBESTAES
-
TSNIA
TSNIM
NPIM PR
NPIA PR
VMAX
VMAX
MP 1,20
MP 1,15
APLICAO DE PRA-RAIOS EM SUBESTAES
Coordenao do isolamento - Mtodo determinstico
tVtVtV RESMAX
-
Pra-raios junto aos transformadores de fora
APLICAO DE PRA-RAIOS EM SUBESTAES
-
Sistema de 230 kV - CHESF
Pra-raios junto aos transformadores de fora
APLICAO DE PRA-RAIOS EM SUBESTAES
-
Sistema 220kV - Cazaquisto
Pra-raios junto aos transformadores de fora
APLICAO DE PRA-RAIOS EM SUBESTAES
-
Pra-raios junto aos transformadores de fora
APLICAO DE PRA-RAIOS EM SUBESTAES
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Aplicao de pra-raios de ZnO em Subestaes
Reduo da distncia eltrica entre os pra-raios
e os equipamentos protegidos:
Utilizao de pra-raios polimricos junto aos
transformadores de fora:
Aumento da margem de proteo;
Possibilidade de reduo do nvel do isolamento
Pra-raios como parte integral dos equipamentos
APLICAO DE PRA-RAIOS EM SUBESTAES
-
Critrios bsicos para especificao, seleo otimizada
e aplicao dos pra-raios de ZnO em subestaes
TPICOS ABORDADOS
Princpio de operao dos pra-raios e sua importncia
na proteo dos sistemas eltricos
-
Seleo do pra-raios com base nas informaes
do sistema e determinao das suas caractersticas de
proteo
Verificao da suportabilidade da isolao
Avaliao da coordenao do isolamento
Procedimentos para a seleo de um pra-raios
objetivando a proteo dos sistemas eltricos
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Seleo do pra-raios com base nas informaes
do sistema e determinao das suas caractersticas de
proteo
Procedimentos para a seleo de um pra-raios
objetivando a proteo dos sistemas eltricos
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
1t
pU
rwU
Time
Voltage
cU
Tenso normal de
operao
Sobretenso
temporria
Sobretenses
Manobra e Descargas eltricasPoluio
externa
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Seleo do pra-raios e determinao
das suas caractersticas de proteo
Definio da corrente de descarga nominal;
Seleo da tenso nominal do pra-raios;
Mxima tenso contnua de operao
Sobretenses temporrias
Verificao das energias a serem absorvidas pelos
pra-raios para surtos atmosfricos e de manobra;
Determinao das caractersticas de proteo dos
pra-raios para surtos atmosfricos e de manobra;Definio dos nveis de proteo;
Verificao da suportabilidade a correntes de falta;
Verificao das condies ambientais;
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Seleo da tenso nominal dos pra-raios de ZnO
Tenso Contnua de Operao (COV)
A tenso nominal dever se basear em duas condies:
Corresponde ao valor limite de tenso eficaz de
freqncia fundamental que pode ser aplicado
continuamente ao pra-raios sem alteraes nas
suas propriedades trmicas e eltricas.
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Seleo da tenso nominal dos pra-raios de ZnO
Usistema
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
A tenso nominal dever se basear em duas condies:
Tenso de freqncia fundamental x tempo
Associada a elevada capacidade de absoro de
energia dos elementos de ZnO. Essa
caracterstica definida pela curva Tenso de
freqncia fundamental x tempo (TOVPR).
Seleo da tenso nominal dos pra-raios de ZnO
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Curva tenso de freqncia fundamental x tempo
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
(1) A MCOV do pra-raios seja igual ou superior mxima
tenso operativa do sistema no ponto de aplicao do pra-
raios
Seleo da tenso nominal dos pra-raios de ZnO
(2) Quando da ocorrncia de uma sobretenso sustentada, a
caracterstica tenso de freqncia industrial versus tempo
dos pra-raios deve exceder a caracterstica amplitude
da sobretenso temporria versus durao para o sistema.
Ur1 = K1 Uc,min 1.25 ( Um/3)
UTOVUr2 =
_______ = f(tTOV)
kTOV
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
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Seleo da tenso nominal dos pra-raios de ZnO
Exemplo:
Tenso nominal Un: 550 kVefMxima tenso operativa do sistema Umax.: 318 kVef
Caso 2: Mxima sobretenso temporria: 346 kV por 3600 s
600 kV fase-fase por 1 hora
Caso 1: Mxima sobretenso temporria: 479 kV por 1 s
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
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Seleo da tenso nominal dos pra-raios - Exemplo
325,1min11
mUUcKUn
kVUn 9,3963
55025,11
A MCOV do pra-raios deve ser igual ou superior
mxima tenso operativa do sistema no ponto de aplicao
do pra-raios:
K1 = Un / Uc
Un = 420 kV
Uc = 336 kV
K1 1,25
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Seleo da tenso nominal dos pra-raios - Exemplo
Durante uma sobretenso temporria a caracterstica
tenso de freqncia industrial versus tempo dos pra-raios
deve exceder a caracterstica amplitude da sobretenso
temporria versus durao para o sistema (caso 1).
TOV
SIST
K
TOVUn 2
kVUn 2,38325,1
4792
Pelos critrios estabelecidos: Un 396,9 kV
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Seleo da tenso nominal dos pra-raios - Exemplo
Durante uma sobretenso temporria a caracterstica
tenso de freqncia industrial versus tempo dos pra-raios
deve exceder a caracterstica amplitude da sobretenso
temporria versus durao para o sistema (caso 2).
TOV
SIST
K
TOVUn 2
kVUn 2,39388,0
3462
Pelos critrios estabelecidos: Un 396,9 kV
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Seleo da tenso nominal do pra-raios
VMAX1,0 pu
TOV sistema1,4 2,0 puTOV PR
MCOV
Ur Nveis de Proteo dos PRs
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Determinar as caractersticas de proteo
do pra-raios escolhido
As caractersticas de proteo dos pra-raios
dependem do tipo de pra-raios utilizado e
devem ser comparadas com os nveis de
suportabilidade dos equipamentos.
A tenso residual aumenta com o aumento
da amplitude da corrente de descarga.
A tenso residual aumenta com a reduo no tempo
de frente da onda de corrente.
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Determinar as caractersticas de proteo
do pra-raios escolhido
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Caractersticas de proteo para os
pra-raios sem centelhadores
As caractersticas de proteo so definidas pela IEC
60099-4/09, pela combinao dos seguintes ensaios:
Tenso residual para impulso de corrente com
frente ngreme de 1 s;
Curva caracterstica "tenso residual x corrente
de descarga 8/20 s;
Tenso residual para impulso de manobra.
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Determinar as caractersticas de proteo
do pra-raios escolhidoCurva tpica para pra-raios de ZnO
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
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Dimensionamento do invlucro do pra-raios
Para impulsos atmosfricos:
Tenso de ensaio igual a 1,3 x Nvel de proteo para impulso
atmosfrico do pra-raios (IEC 60.099-4).
Para impulsos de manobra:
Pra-raios de 10 kA e 20 kA com Ur 200 kV (IEC 60.099-4)
Tenso de ensaio igual a 1,25 x Nvel de proteo para impulso de
manobra do pra-raios.
A freqncia industrial
Pra-raios 1,5 kA; 5 kA; 10 kA; e 20 kA com Ur < 200 kV (IEC 60.099-4)
Tenso de ensaio (valor de crista) igual a 1,06 x Nvel de proteo para
impulso de manobra do pra-raios.
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Condies ambientais
Distncia de escoamento (linha de fuga)
DLF - Distncia de escoamento mnima para H 1.000 m:
Pra-raios de 420 kV para um sistema com mxima tenso
de operao de 550 kV - altura mdia de 1.000 m.a.n.m.
Nvel de poluio alto 25 mm / kV fase-fase
DLF = 25 mm / kV fase-fase x 550 kV = 13.750 mm
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Seleo do pra-raios com base nas informaes
do sistema e determinao das suas
caractersticas de proteo
Verificao da suportabilidade da isolao
Procedimentos para a seleo de um pra-raios
objetivando a proteo dos sistemas eltricos
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
As Normas de Coordenao do isolamento definem os
nveis de isolamento normalizados,em funo das tenses
mximas dos equipamentos em duas faixas:
- Faixa 1: Superior a 1 kV e igual ou inferior
a 245 kV.
- Faixa 2: Superior a 245 kV
Verificao da suportabilidade da isolao
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
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Isolao dos equipamentos - Faixas 1 e 2
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Seleo do pra-raios com base nas informaes
do sistema e determinao das suas
caractersticas de proteo
Verificao da suportabilidade da isolao
Avaliao da coordenao do isolamento
Procedimentos para a seleo de um pra-raios
objetivando a proteo dos sistemas eltricos
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Localizar o pra-raios o mais prximo
possvel do equipamento a ser protegido
Determinar a tenso na
isolao a ser protegida
Os pontos de aterramento dos pra-raios e dos
equipamentos devem, se possvel, ser interligados
eletricamente.
Para a determinao da tenso nos terminais do
equipamento protegido deve-se levar em
considerao os efeitos dos cabos de conexo da
distncia de separao.
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Tenso na isolao a ser protegidaEfeitos da distncia de separao
Distncia VT
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Coordenao do isolamento - Mtodo determinstico
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Relaes de proteo
TSNIM
MP3 = ---------------
NPIM
TSNIM Tenso suportvel nominal de impulso de manobra
NPIM Nvel de proteo do pra-raios para impulso de manobra
TSIACF
MP1 = -----------------
NPFO + V
TSIACFTenso de impulso atmosfrico cortado
NPFO Nvel de proteo do pra-raios para frente de onda
TSNIA
MP2 = ---------------
NPIA + V
TSNIA Tenso suportvel nominal de impulso atmosfrico
NPIA Nvel de proteo do pra-raios para impulso atmosfrico
V Valores de tenso a ser adicionados aos nveis de proteo
dos pra-raios, devido ao efeito da distncia de separao
e das conexes de ligao dos pra-raios.
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
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Resumo do processo de seleo do Pra-raios
VMAX1,0 pu
TOV sistema1,4 2,0 pu
TSNIA
TSNIM
TOV PR
MCOV
NPIM PR
NPIA PR
Ur
VMAX
VMAX
MP 1,20
MP 1,15
Nveis de Proteo dos PRs
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
Exemplo - Seleo do Pra-raios 245 kV LIWV = 950 kV
VMAX142 kV
TOV sistema198 kV
TSNIA = 950 kV
TSNIM = 789 kV
TOV PR
MCOV
NPIM PR
NPIA PR
Ur
VMAX = 792 kV
VMAX = 686 kV
MP 1,20
MP 1,15
Nveis de Proteo dos PRs
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
-
VMAX142 kV
TOV sistema198 kV
TSNIA = 1050 kV
TSNIM = 872 kV
TOV PR
MCOV
NPIM PR
NPIA PR
Ur
VMAX = 875 kV
VMAX = 758 kV
MP 1,20
MP 1,15
Nveis de Proteo dos PRs
Exemplo - Seleo do Pra-raios 245 kV LIWV = 1050 kV
CRITRIOS PARA SELEO DE PRA-RAIOS DE ZnO
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Critrios bsicos para especificao, seleo otimizada
e aplicao dos pra-raios de ZnO em subestaes
TPICOS ABORDADOS
Aspectos construtivos e tecnolgicos dos pra-raios de
xido de Zinco (ZnO)
Princpio de operao dos pra-raios e sua importncia
na proteo dos sistemas eltricos
-
Evoluo dos dispositivos utilizados
Centelhadores com dieltrico de ar (A)
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Centelhadores com dieltrico de ar 230 kV
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Centelhadores com dieltrico de ar (A)
Pra-raios de Carbeto de Silcio (SiC) com
centelhadores invlucro de porcelana (B, C)
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
Evoluo dos dispositivos utilizados
-
Pra-raios de SiC com centelhadores
Pra-raios de SiC com centelhador
ativo em formato zig-zag.
Constitudos basicamente
por um conjunto de
resistores no-lineares a
base de Carbeto de Silcio
(SiC) em srie com um
conjunto de centelhadores
limitadores de corrente.
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Centelhadores com dieltrico de ar (A)
Pra-raios de Carbeto de Silcio (SiC) com
centelhadores invlucro de porcelana (B, C)
Pra-raios de xido de Zinco sem centelhadores
invlucros de porcelana e polimrico (D)
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
Evoluo dos dispositivos utilizados
-
Constitudos basicamente por um conjunto de resistores no-lineares de ZnO.
Pra-raios de ZnO sem centelhadores
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Os blocos de resistncia no-lineares a base de ZnO
so constitudos de um material cermico denso, com
um elevado grau de no-linearidade na sua
caracterstica tenso - corrente.
Pra-raios de ZnO sem centelhadores
A ausncia dos centelhadores deve-se a essa elevada
no-linearidade.
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Comparao de desempenho com os pra-raios de SiC
Pra-raios de ZnO sem centelhadores
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Pra-raios de ZnO Pra-raios de SiC
Comparao de desempenho com os pra-raios de SiC
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Porcelana Polimrico
Coluna nica Srie- Paralelo
Caractersticas construtivas
Pra-raios de ZnO sem centelhadores
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Principais normas aplicveis a pra-raios de ZnO
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Caractersticas construtivas
Pra-raios de ZnO sem centelhadores - porcelana
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - porcelana
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - polimricoTipos de projetos construtivos
1 Invlucro polimrico
(Silicone, EPDM ou
liga EPDM/Silicone)
2 Tubo de fibra de vidro
reforado (FRP)
3 Flanges metlicas
4 Coluna de blocos de
xido de Zinco (ZnO)
5 Espaamento de ar
interior do pra-raios
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
1 - Diafragma de alvio de sobrepresso
2 Mola de compresso
3 Meio interno (ar sco)
4 Blocos espaadores de alumnio
5 - Invlucro polimrico de silicone
6 - Coluna de blocos de ZnO
7 - Anel de fixao
8 - Tubo reforado de fibra de vidro
9 - Flange metlica (alumnio)
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - polimrico
1234
5
6
78
9
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Pra-raios polimrico
Sistema 230 kV
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - polimrico
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Pra-raios polimrico de 420 kV utilizado
como isolador de pedestal (Station Post)
EnBW - Alemanha
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - polimrico
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - polimricoTipos de projetos construtivos
1 Invlucro polimrico
(Silicone, EPDM ou
liga EPDM/Silicone)
2 Tubo de fibra de vidro
reforado (FRP)
3 Flanges metlicas
4 Coluna de blocos de
xido de Zinco (ZnO)
5 Espaamento de ar
interior do pra-raios
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
1 - Terminal de linha
2 - Flange metlica
3 - Bloco metlico de alumnio (terminao)
4 Encapsulamento dos blocos em um
tubo de fibra de vidro (wrapping)
5 - Invlucro polimrico de silicone
6 - Espaadores metlicos
7 - Coluna de blocos de ZnO
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - polimrico
1
2
3
4
5
6
7
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - polimrico
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - polimrico
Pra-raios tipos HSR,2HSR e 3HSR
Corrente de descarga nominal de
10 kA, classe 2 de descarga de
linhas de transmisso, faixa de
tenso de 6 a 132 kV, coluna nica.
Construo pelo processo de injeo
da borracha de silicone sobre o
ncleo do pra-raios.
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Sistema de 88 / 138 kV AES Eletropaulo
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - polimrico
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Sistema de 110 kV - Estnia
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - polimrico
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - polimricoTipos de projetos construtivos
1 Invlucro polimrico
(Silicone, EPDM ou
liga EPDM/Silicone)
2 Tubo de fibra de vidro
reforado (FRP)
3 Flanges metlicas
4 Coluna de blocos de
xido de Zinco (ZnO)
5 Espaamento de ar
interior do pra-raios
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - polimrico
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - polimrico
Pra-raios tipo PCA
Corrente de descarga nominal de 10 kA,
Classe 3 de descarga de linhas de
transmisso (7,8 kJ / kV)
Faixa de tenso de 18 a 240 kV
Classe de alvio de sobrepresso: 65 kA
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Sistema de 230 kV - CHESF
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - polimrico
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Sistema de 230 kV - CHESF
Caractersticas construtivas
Pra-raios sem centelhadores - polimrico
ASPECTOS CONSTRUTIVOS E TECNOLGICOS DOS PRA-RAIOS DE ZnO
-
Critrios bsicos para especificao, seleo otimizada
e aplicao dos pra-raios de ZnO em subestaes
TPICOS ABORDADOS
Aspectos construtivos e tecnolgicos dos pra-raios de
xido de Zinco (ZnO)
Princpio de operao dos pra-raios e sua importncia
na proteo dos sistemas eltricos
Ensaios de rotina e de recebimento em pra-raios
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Classificao dos ensaios
ENSAIOS EM PRA-RAIOS
Principais normas aplicveis a pra-raios sem centelhadores
IEC 60099-4 Ed. 2.2 2009: Surge Arresters - Part 4: "Metal-Oxide
surge arresters without gaps for a.c. systems".
ANSI C62.11/2005 "IEEE Standard for Metal-Oxide surge arresters
for AC power circuits".
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Ensaios de rotina:
Consiste em um conjunto de ensaios realizados
em cada elemento de pra-raios ou pra-raios completo,
com o objetivo de verificar as caractersticas mnimas de
qualidade e uniformidade de produo em conformidade
com o projeto.
Classificao dos ensaios
ENSAIOS EM PRA-RAIOS
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Ensaios de recebimento:
Consiste em um conjunto de ensaios realizados em
elementos de pra-raios, ou pra-raios completo, na
presena do comprador ou seu representante, com o objetivo
de verificar a conformidade dos resultados obtidos com os
valores garantidos pelo fabricante.
Classificao dos ensaios
ENSAIOS EM PRA-RAIOS
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Capacidade laboratorialEnsaios de rotina na fbrica em Bragana Paulista
ENSAIOS DE ROTINA E DE RECEBIMENTO
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Capacidade laboratorialEnsaios de rotina na fbrica em Bragana Paulista
ENSAIOS DE ROTINA E DE RECEBIMENTO
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Ensaios em pra-raios de ZnO
Ensaios de rotina:
1. Ensaio de estanqueidade;
2. Medio da tenso residual para impulso
atmosfrico corrente de descarga nominal;
3. Medio da tenso de referncia;
4. Ensaio de medio das descargas parciais;
5. Medio da corrente de fuga
ENSAIOS DE ROTINA E DE RECEBIMENTO
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Etapas de fabricao dos pra-raios de fabricao
Tyco com invlucros de porcelana
ENSAIOS DE ROTINA E DE RECEBIMENTO
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Ensaio de estanqueidade Procedimento interno
Durante a fabricao, todos os pra-raios de porcelana so
submetidos a um processo de produo de vcuo interno at
uma presso de, pelo menos, 1,33 x 10-1 mbar. Aps isto,
cada unidade submetida ao ensaio de estanqueidade. Este
realizado desligando a bomba de vcuo e monitorando a
presso interna da pea. Se o valor da presso interna no for
superior a 2,66 x 10-1 mbar ao final de dois minutos, a pea
considerada aprovada. Posteriormente, a unidade
preenchida com ar seco e selada.
ENSAIOS DE ROTINA E DE RECEBIMENTO
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Medio da tenso residual para impulso atmosfrico
corrente de descarga nominal
Todos os resistores utilizados na manufatura dos pra-raios
Tyco electronics / Bowthorpe EMP so ensaiados
individualmente e os valores de tenso residual so impressos
em cada um deles.
De acordo com a faixa destes valores, feita uma
classificao por grupos que tambm impressa em cada um
dos resistores. Assim, durante a manufatura, os resistores so
escolhidos de modo a garantir o valor de tenso residual
apresentado em catlogo e/ou folha de dados garantidos.
ENSAIOS DE ROTINA E DE RECEBIMENTO
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Medio da tenso residual para impulso atmosfrico
corrente de descarga nominal
ENSAIOS DE ROTINA E DE RECEBIMENTO
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Jorge Luiz De Franco
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