Cálculo e Análise de Campo Elétrico nas Proximidades das Linhas

Cálculo e Análise de Campo Elétrico nas Proximidades das Linhas de
Transmissão de Energia Elétrica
Paulo Sergio Dotti Junior 1 e José Francisco Rodrigues 1
1
Faculdade de Engenharia de Bauru/UNESP
1. Objetivos
As distâncias de segurança são os
afastamentos mínimos recomendados em que
condutores e acessórios energizados devem
manter das demais partes da própria linha de
transmissão, do terreno ou dos obstáculos
próximos. O projeto de linhas leva em
consideração condições especiais que podem
implicar na aproximação dos cabos elétricos,
tais como: travessias, presença de veículos
agrícolas, árvores etc. Em todas estas
situações o conhecimento do campo elétrico é
de vital importância. Entretanto, muitas vezes
as ferramentas matemáticas utilizadas na
análise do campo elétrico são de difícil
manipulação e nem sempre de domínio técnico
geral. O trabalho possui como meta principal
estudos voltados à descrição detalhada de uma
metodologia para o cálculo do perfil do campo
elétrico nas proximidades e no nível do solo
produzido por sistemas de transmissão de
energia elétrica. Também, será programado
computacionalmente todo equacionamento
elaborado, a fim de dinamizar, otimizar o
estudo
e
produzir
uma
ferramenta
computacional.
2. Material e Métodos
Através da bibliografia foi realizada a
modelagem analítica do estudo proposto,
fazendo uso das equações matemáticas
conhecidas na área. Com as equações da
modelagem concluídas para o cálculo do
campo elétrico, foi utilizada uma linguagem de
programação, neste caso o Matlab, para
implementação computacional das mesmas,
podendo assim compreender-se os fenômenos
físicos analisados e consequentemente,
determinar os níveis de campo elétrico no
entorno das linhas de transmissão. Com o
algoritmo pronto foram realizadas simulações
através do uso de sete configurações de
sistemas de transmissão padrões e reais
utilizados pela maioria das Concessionárias de
energia existentes no Brasil.
3. Resultados e discussão
De todos os sistemas analisados apresenta-se
apenas, como exemplo, a linha de transmissão
classe de tensão 345 kV, circuito simples com
2 sub-condutores por fase “Grosbeak”,
espaçamento de 0,4 m entre os condutores. Os
cabos pára-raios são constituídos de aço
galvanizado HS, diâmetro nominal de 1/2”. Os
resultados obtidos em relação aos níveis de
campo elétrico relativos as diversas alturas
paralelas ao nível do solo podem ser
observados na figura 1.
Figura 1: Campo elétrico para diversas alturas
4. Conclusões
Os resultados obtidos através do programa
foram satisfatórios, principalmente quando
comparados com as literaturas conhecidas [1,
2]. Outra facilidade proporcionada pelo
programa computacional é que as respostas
são dadas em forma de gráficos, tanto em 2D
como 3D. Tem-se em mãos uma poderosa
ferramenta
computacional,
devido
à
simplicidade de operação, confiabilidade,
pouco conhecimento técnico para seu uso e o
fácil entendimento dos resultados por estes
serem apresentados graficamente.
5. Referências Bibliográficas
[1] FUCHS, Rubens Dario. Transmissão de
energia elétrica - linhas aéreas. 2.ed. Rio de
Janeiro: LTC, 1979. 588p.
[2] SINGER, H., STEINBIGLER, H., WEISS, P.
A charge simulation method for the calculation
of high voltage fields. Trans. IEEE, v. PAS-93,
p.1660-1668, January 1974.