Em situações de descargas atmosféricas sobre Linhas de Transmissão, podem ocorrer os fenômenos de flashover e backflashover, que comprometem a continuidade do fornecimento de energia elétrica.
a) conceitue e explique detalhadamente os fenômenos de flashover e backflashover, destacando:
(1 pto)
- Suas causas;
- Os locais típicos de ocorrência;
- O caminho percorrido pela corrente de surto;
- A diferença entre eles.
b) comente sobre os principais fatores que influenciam a ocorrência de backflashover em linhas de transmissão. (1 pto)
a) conceitue e explique detalhadamente os fenômenos de flashover e backflashover, destacando:
(1 pto)
b) comente sobre os principais fatores que influenciam a ocorrência de backflashover em linhas de transmissão. (1 pto)
Passo 1
O enunciado pede para a gente definir e explicar em detalhes dois fenômenos que ocorrem em linhas de transmissão quando há descarga atmosférica: o flashover e o backflashover. Em (a) precisamos abordar suas causas, onde ocorrem tipicamente, por onde circula a corrente de surto e ressaltar as diferenças entre eles; em (b) comentar os principais fatores que aumentam a chance de ocorrer um backflashover. O conteúdo envolve teoria de isolação de linhas, transitórios de surto e comportamento de torre e aterramento em descargas.
Passo 2
Definição e detalhes do flashover
O flashover acontece quando um pulso de alta tensão—geralmente originado de um raio que atinge diretamente um condutor fase ou induz sobre-tensão nele—ultrapassa a rigidez dielétrica do caminho isolador até a torre. As causas principais são picos de tensão muito elevados e contaminantes nos isoladores (poeira, poluição). O local típico é a superfície externa da cadeia de isoladores suspensos entre condutor e estrutura de aço da torre. Nesse caso, a corrente de surto faz o trajeto:
. entra pelo condutor fase;
. salta sobre a superfície do isolador (arco superficial);
. flui pela torre metálica até o sistema de aterramento e se escoa para a terra.
O flashover acontece quando um pulso de alta tensão—geralmente originado de um raio que atinge diretamente um condutor fase ou induz sobre-tensão nele—ultrapassa a rigidez dielétrica do caminho isolador até a torre. As causas principais são picos de tensão muito elevados e contaminantes nos isoladores (poeira, poluição). O local típico é a superfície externa da cadeia de isoladores suspensos entre condutor e estrutura de aço da torre. Nesse caso, a corrente de surto faz o trajeto:
Passo 3
Definição e detalhes do backflashover
O backflashover ocorre indiretamente, quando o raio golpeia o fio de guarda (ground wire) ou a própria torre, fazendo a corrente descer pela malha de aterramento e elevar o potencial da base da torre. Esse aumento de potencial no ponto de aterramento cria uma diferença de tensão fase–terra que pode exceder a rigidez do isolador, causando arco inverso da fase para a torre. O local é novamente a cadeia de isoladores fase–torre, mas a corrente de surto percorre agora:
. descarga no fio de guarda ou torre;
. desce pela malha de aterramento elevando o potencial da base;
. transborda do condutor fase através do isolador até a torre, invertendo o sentido do arco em relação ao flashover.
O backflashover ocorre indiretamente, quando o raio golpeia o fio de guarda (ground wire) ou a própria torre, fazendo a corrente descer pela malha de aterramento e elevar o potencial da base da torre. Esse aumento de potencial no ponto de aterramento cria uma diferença de tensão fase–terra que pode exceder a rigidez do isolador, causando arco inverso da fase para a torre. O local é novamente a cadeia de isoladores fase–torre, mas a corrente de surto percorre agora:
Passo 4
Diferença entre flashover e backflashover
Enquanto no flashover a origem do surto é o próprio condutor fase elevado por um raio direto ou induzido, no backflashover o surto vem via aterramento da torre ou fio de guarda, elevando o potencial da base e forçando um arco “de volta” da fase para a torre. Flashover é um arco direto condutor torre; backflashover é um arco fase
torre pós-descarga.
Enquanto no flashover a origem do surto é o próprio condutor fase elevado por um raio direto ou induzido, no backflashover o surto vem via aterramento da torre ou fio de guarda, elevando o potencial da base e forçando um arco “de volta” da fase para a torre. Flashover é um arco direto condutor
Passo 5
Principais fatores que influenciam o backflashover
Os aspectos que mais aumentam a probabilidade de backflashover são:
Os aspectos que mais aumentam a probabilidade de backflashover são:
- Alta impedância de aterramento da torre (solo de alta resistividade);
- Ausência ou falha de linha de guarda eficientemente aterrada;
- Altos valores de corrente de raio na malha de terra;
- Condições de isolamento comprometido (sujo ou úmido) nos isoladores fase;
- Geometria da torre e do arranjo de isoladores que favoreça concentração de tensões;
- Comprimento de estrada de isolamento (envoltório de gases) insuficiente para suportar a diferença de potencial fase–terra.
Resposta
a) Flashover é o arco direto do condutor fase para a torre quando um raio atua sobre a fase e excede a rigidez dielétrica dos isoladores. O surto vai condutor
superfície do isolador
torre
terra. Backflashover é o arco inverso que ocorre depois que um raio atinge o fio de guarda ou a torre, elevando o potencial da base e forçando um arco fase
torre pelos isoladores. A diferença está na origem e no sentido do arco: flashover é direto fase
terra, backflashover é fase
torre pós-descarga.
b) Os fatores que influenciam o backflashover incluem alta resistividade do solo (implicando maior potencial da torre), má aterramento da linha de guarda, correntes de raio elevadas, contaminação e umidade nos isoladores, além de projeto de isolação e geometria da torre que concentrem tensões.
b) Os fatores que influenciam o backflashover incluem alta resistividade do solo (implicando maior potencial da torre), má aterramento da linha de guarda, correntes de raio elevadas, contaminação e umidade nos isoladores, além de projeto de isolação e geometria da torre que concentrem tensões.