pára-raios para aplicação em subestações - vvc alstom_21022011.pdf · pára-raios para...

Download Pára-raios para aplicação em subestações - VVC Alstom_21022011.pdf · Pára-raios para aplicação em subestações Alstom Grid Itajubá –21 de fevereiro, 2011 Jorge Luiz De

If you can't read please download the document

Upload: vuxuyen

Post on 06-Feb-2018

217 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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".

  • 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

  • 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

  • Capacidade laboratorialEnsaios de rotina na fbrica em Bragana Paulista

    ENSAIOS DE ROTINA E DE RECEBIMENTO

  • Capacidade laboratorialEnsaios de rotina na fbrica em Bragana Paulista

    ENSAIOS DE ROTINA E DE RECEBIMENTO

  • 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

  • Etapas de fabricao dos pra-raios de fabricao

    Tyco com invlucros de porcelana

    ENSAIOS DE ROTINA E DE RECEBIMENTO

  • 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

  • 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

  • Medio da tenso residual para impulso atmosfrico

    corrente de descarga nominal

    ENSAIOS DE ROTINA E DE RECEBIMENTO

  • Obrigado pela ateno!

    PALESTRA TCNICA

  • Jorge Luiz De Franco

    [email protected]

    (41) 3524-6632 / (41) 8814-8450

    PALESTRA TCNICA