SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS EM SUBESTAÇÕES DE ENERGIA

BANCA EXAMINADORA Prof. a). Titulação Nome do Professor(a) Prof. a). Titulação Nome do Professor(a) Prof. Foi realizada uma pesquisa bibliográfica, composta por trabalhos aprovados em meio eletrônico, para subsidiar as informações deste trabalho. Constatou-se a importância do uso do dispositivo tanto para o setor elétrico, assim como para os consumidores, de evitar que os raios possam danificar os diversos equipamentos ligados à rede, e também, minimizar a chance de não funcionamento da subestação, por problemas relacionados às descargas atmosféricas. Palavras-chave: Subestação; Descargas atmosféricas; SPDA; Para-raios; Aterramento. PEREIRA, Matheus Mayer de Barros. Sistema de proteção contra descargas atmosféricas para subestações de energia. Key-words: Substation; Atmosferic discharges; SPDA; Lightning rods; Grounding. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 01 –Aparecimento de cargas 18 Figura 02 –Nuvem carregada eletricamente 20 Figura 03 – Mapa Isoceráunico do Brasil 24 Figura 04 – Proteção por Para-raios tipo Franklin 29 Figura 05 – Ângulo de proteção utilizando hastes 30 Figura 06 –Sistema tipo Gaiola de Faraday 31 Figura 07 –Método eletrogeométrico 32 Figura 08 – Alguns esquemas 34 Figura 09 –Característica tensão x corrente para o SiC e o ZnO 35 Figura 10 – FTP 37 Figura 11 – STP 37 Figura 12 – SSTP 37 Figura 13 – Bandeja Metálica Aterrada 38 Figura 14 – Corrente Transitória Oriunda de uma Descarga Atmosférica 40 Figura 15 – Processo de Distribuição Energético 41 Figura 16 – Subestação Vila do Conde 49 Figura 17 – Diagrama unifilar Elétrico 50 Figura 18 – Fluxograma para escolha de para-raios 51 Figura 19 – Passos para escolha de Para-Raios de Altas Tensões 52 Figura 20 – Característica tensão x tempo 53 Figura 21 – Densidade de descargas atmosféricas – região Norte 55 LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Principais constantes dielétricas 19 Tabela 2 – Raio da esfera rolante 32 Tabela 3 – Sistema de transmissão Eletronorte SE Vila do Conde 49 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS BT  Baixa Tensão  CLP    Controladores Lógico Programáveis  DPS     Dispositivos de Proteção Contra Surtos  FTP     Foiled Twisted Pair  GPS Global Positioning System IC    Índice Ceraúnico  IEC   International Electrotechnical Commission  IT   Impedância para a terra kA          Quiloampère  LPATS Lightning Positioning and Tracking System LT    Linha de Transmissão  MDF Magnetic Direction Finder ms         Milissegundos  MVAr    Mega volt-ampère reativo  ns     Nanossegundos  RDR-SIPAM         Rede de Detecção de Raios do Sistema de Proteção da Amazônia RINDAT   Rede Integrada de Detecção de Descargas Atmosféricas  SIDDEM          Sistema de Detecção de Descargas Atmosféricas e Eventos Meteorológicos Críticos SPDA     Sistema de Proteção Contra Descargas Atmosféricas  SSTP     Screened Shielded Twisted Pair STP    Shielded Twisted Pair  TN    Terra-neutro TN-C  Terra-neutro coletivo TN-S    Terra-neutro separados ToA Time of Arrival          TT  Terra a terra WWLL      World Wide Lightning Location Network SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 14 2 descargas atmosféricas 16 2.

CONCEITOS FUNDAMENTAIS 16 2. FORMAÇÃO DAS CARGAS NAS NUVENS 17 2. FORMAÇÃO DO RAIO 18 2. Blindagem 36 3. Dispositivo de proteção contra surtos (DPS) 38 3. TRANSITÓRIOS 39 4 subestações de energia 41 4. CLASSIFICAÇÃO 42 4. TIPOS DE EQUIPAMENTOS DE UMA SUBESTAÇÃO 45 4. Desta forma, Andrade (2001) destaca que a pesquisa bibliográfica é de grande relevância para a elaboração de diversos trabalhos: a pesquisa bibliográfica é uma habilidade importante para os cursos de graduação, por ser um dos primeiros passos para as atividades propostas. O período dos artigos consultados contempla o ano de 2007 a 2018, sendo utilizados artigos e monografias disponíveis em meio eletrônico. As palavras-chave usadas para fazer esta busca foram: SPDA, subestação, raios, proteção. O capítulo 1 traz a introdução sobre a introdução do trabalho, a justificativa e os objetivos do trabalho.

O capítulo 2 apresenta as concepções relativas às descargas atmosféricas, a formação do raio e a incidência deles; o capítulo 3 traz os pressupostos acerca dos SPDA, requisitos fundamentais para o seu funcionamento; o capítulo 4 apresenta as peculiaridades envolvendo as subestações e, por fim, mostra um exemplo de uma subestação e os componentes de segurança relacionados a ela e o capítulo 5 traz a conclusão, com a síntese de todos os tópicos desenvolvidos e observados. Ela costuma durar, aproximadamente, 300 milissegundos (ms). Seu trajeto pode chegar a cerca de 3 km abaixo da nuvem, no entanto, esse valor pode ser maior do que 10 km (TREVISOL, 2018). CONCEITOS FUNDAMENTAIS Algumas definições fundamentais são relevantes para o entendimento dessa temática. De acordo com os trabalhos de Santos (2016) e Araújo (2010), esses termos são: • Raio: impulso elétrico de uma descarga atmosférica para o solo; • Trovão: barulho gerado pela movimentação do ar graças ao brusco aquecimento ocasionado pela descarga do raio; • Descarga atmosférica: descarga elétrica de procedência atmosférica que pode acontecer dentro da nuvem, entre nuvens ou entre uma nuvem e o solo, constituindo-se de um ou muitos estímulos de vários quiloàmperes; • Relâmpago: luz originada pelo arco elétrico do raio; • Índice Ceráunico (IC): quantidade de dias de trovoada, em certo lugar, anualmente; • Densidade de Raios (DR): número de raios que incidem, anualmente, em 1 km² de área, e é mensurada pela Eq.

• Isoceraúnicas: são linhas que interligam localidades que possuem o mesmo índice ceráunico. Tabela 1 – Principais constantes dielétricas Material Constante Dielétrica Campo de Ruptura (V/cm) Ar 1 3 x 104 Óleo 2,3 1,5 x 105 Papel 3 2 x 105 Porcelana 7 2 x 105 Vidro 6 3 x 105 Parafina 2 3 x 105 Quartzo fundido 4 4 x 105 Polietileno 2,6 5 x 105 Mica 6 2 x 106 Fonte: Araújo (2010, p. Apesar de o ar ser concebido como um grande isolante quando sujeito a pequenas diferenças de tensão, quando ele precisa lidar com grandes tensões, ele passa a conduzir eletricidade. Ele é classificado como um dielétrico, considerando que não há um isolante elétrico perfeito e todos os elementos podem se comportar como condutores ou isolantes, com melhor ou pior eficácia, graças à diferença de potencial aplicada a eles (ARAÚJO, 2010). Importante enfatizar que os dielétricos apresentam grande resistência à passagem de corrente elétrica, por não possuírem cargas livres em sua estrutura.

A Tabela 1 mostra algumas constantes dielétricas mais usadas. Figura 2: Nuvem carregada eletricamente Fonte: Araújo (2010, p. Ressalta-se que, no raio principal, a magnitude da corrente pode chegar até 200 mil ampères, sendo que é possível que aconteça até mesmo uma terceira descarga, de pequena duração, com correntes alcançando 1000 ampères, fazendo com que com as três descargas, haja a constituição dos raios (ARAÚJO, 2010). Perto da linha do Equador, grande parte dos raios acontece entre as nuvens, isto é, em um plano paralelo ao solo, no entanto, quanto mais a latitude cresce, essa possibilidade vai reduzindo (ARAÚJO, 2010). CLASSIFICAÇÃO DAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS Os tipos de descargas existentes são: Descarga Intranuvens: são descargas que começam no interior de uma nuvem e ocorrem com muita frequência, motivada pela ideia que a capacidade dielétrica do ar diminui com a altura, pelo decréscimo da densidade do ar e, também, por cargas opostas em uma nuvem estarem tão perto umas das outras.

É o tipo que apresenta menor perigo para o sistema elétrico. Esta ionização reduz a distância de isolação entre terra e nuvem, provocando um crescimento da possibilidade de o raio piloto romper o dielétrico do ar e cair nesse local. Importante frisar que em lugares que chovem muito e possuem grandes tempestades, os raios ocorrem frequentemente (ARAÚJO, 2010). SISTEMA DE LOCALIZAÇÃO DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS Uma rede de percepção de raios é constituída de um sistema intrincado de ferramentas de mensuração usado para localizar raios, com a localização exta do ponto de impacto em que a descarga irá acontecer. Isso é possível mediante o uso de algoritmos especializados e a utilização de diversos sensores localizados remotamente que percebem os sinais que o raio emite (radiação eletromagnética na faixa de 10 a 300 kHz) e filtra outros sinais que não tem relevância.

Todo sensor ligado a este sistema, ao perceber uma descarga válida, manda os dados para o sistema de processamento instalado em uma central, denominada Central de Análise de Posição Avançada (SANTOS, 2016). ÍNDICE CERÁUNICO Visando conferir um padrão para o indicador de tempestades, foi inventado o Mapa Isoceráunico, que mostra a quantidade de dias de tempestades em um ano para certa localidade. A Norma Brasileira (NBR) 5419-2015 deu chamou este valor de Td. Baseado nesse índice, é possível através da Equação 1 conhecer o valor de Ng, que é a densidade de descargas atmosféricas. Sendo que Ng se refere à densidade de Descargas Atmosféricas para a terra. Figura 3 – Mapa Isoceráunico do Brasil Fonte: Trevisol (2018, p. Para isso, é preciso um estudo de incidência de raios com descargas atmosféricas que incidem direto no condutor, nas torres ou cabos (TREVISOL, 2018).

A chance de o raio atingir a estrutura, Nd, é mensurada pela Equação 4: A pesquisa acerca da incidência de descargas nos para-raios, torres ou cabos, passam por um tratamento estatístico, pois, contam com um vasto número de indicadores aleatórios, como o isolamento do sistema, aterramento de torres e corrente de raio. Os desligamentos podem ser diminuídos a partir de um aterramento das estruturas e uma melhoria dos elementos dos constituintes do projeto da torre. sistema de proteção contra descargas atmosféricas Um indivíduo ou empresa resolve protege uma construção contra descargas atmosféricas pode diversos motivos, sejam eles: uma reinvindicação das empresas de seguro, cobrança legal realizada pelo Estado ou município e apreensão do dono do imóvel com a possibilidade de danos físicos ou incêndios (PINHEIRO; OLIVEIRA; JÚNIOR, 2007).

A montagem de um SPDA possui dois papeis: o primeiro é neutralizar, pela atração das pontas, o aumento do gradiente do potencial elétrico entre as nuvens e a terra, a partir do escoamento contínuo de cargas elétricas para o aterramento e o segundo, proporcionar ao raio que irá se precipitar em uma região, uma trajetória preferencial, diminuindo os riscos de seu encontro com alguma construção (PINHEIRO; OLIVEIRA; JÚNIOR, 2007). Proporcionar ao raio que for incidir próximo a construções, uma rota prioritária, diminuindo os riscos de seu choque com as construções. A colocação do SPDA não previne que as descargas atmosféricas sejam criadas, muito menos, as atrai. ELEMENTOS DE UM SPDA Os componentes fundamentais de um SPDA são: - Terminais aéreos: denominados, geralmente, de para-raios e são constituídos por hastes condutoras sólidas dispostas em uma base, com a intenção de captar os raios, acomodados no local mais alto da construção (SANTOS, 2016).

Condutores de descida: condutores que acoplam os terminais aéreos com os terminais de aterramento. Terminais de aterramento: cabos que interligam os condutores de descida à terra. MÉTODOS DE PROTEÇÃO A Norma Brasileira (NBR) 5419, da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que dispõe sobre o SPDA, descreve quatro níveis de proteção, gerados pelo tipo de ocupação da construção e suas particularidades, que são: - Nível 1: pior caso, com possibilidade de dano patrimonial, explosões, destruição de construções próximas ou também, risco de contaminação dos recursos naturais. Podem ser incluídas nessa subdivisão, os postos de combustíveis, usinas de energia e petroquímicas (TREVISOL, 2018). Nível 2: probabilidade de acidentes com indivíduos, destruição de patrimônio cultural ou relevante prejuízo em dados.

Podem ser incluídos nesta subdivisão: instituições bancárias, escolares, hospitalares e museus. Nível 3: construções genéricas, como residências e pequenas fábricas (TREVISOL, 2018). A Figura 5 ilustra a área protegida conseguida neste captor. Embora seja muito utilizado, este modelo pode subdimensionar a proteção, ou seja, locais podem ficar sem a defesa necessária (SANTOS, 2016). Figura 5 – Ângulo de proteção utilizando hastes. Fonte: Trevisol (2018, p. O método Gaiola de Faraday ou malha se resume ao lançamento de cabeamento acima da cobertura da construção, cadenciados com fechamentos conforme o grau de proteção que o prédio necessita. Muito utilizada em LTs e nos equipamentos para distribuição de energia, ele foi sintetizado para que pudesse ser usado em construções, podendo dimensionar sistemas como, também, verificar a proteção em edifícios ao redor e em mecanismos exclusivos, como antenas, painéis e placas, instaladas na parte superior das construções (TREVISOL, 2018).

Figura 7 – Método eletrogeométrico Fonte: Trevisol (2018, p. O raio da esfera é assumido a partir do grau de proteção pretendido para a construção. Esta metodologia é usada apenas para calcular e mensurar; diferentemente dos métodos de Faraday e Franklin, ele não possui existência física. Tabela 2 – Raio da esfera rolante Nível I II III IV Raio da esfera (m) 20 30 45 60 Fonte: Trevisol (2018, p. Realizar a estratificação do terreno em camadas; 3. Selecionar o modelo de aterramento; 4. Calcular a resistência do aterramento (SANTOS, 2016); 5. Instalação de Sistema de Aterramento. Instalações elétricas de baixa tensão (BT) precisam ser realizadas segundo alguns esquemas, que são: TN, TN-S, TN-C, TN-C-S, TT e IT. A construção de para-raios é muito simples. Eles são constituídos por um dispositivo resistivo não linear e um centelhador.

Em situações sem sobretensão, ele trabalha como um circuito aberto. Com sobretensão, o centelhador ativa e uma corrente flui pelo resistor, restringindo a tensão. Existem vários tipos de dispositivos que funcionam com centelhadores a carboneto de silício, outros que são constituídos por óxido metálico, tendo ou não centelhadores. De acordo com o preceito, a categorização desses dispositivos leva em conta os tipos de ensaios que eles passam quando são fabricados. Os ensaios realizados, bem como os limiares de valores, são relatados na regra supracitada (TREVISOL, 2018). Blindagem Dispositivos eletrônicos podem trabalhar como transmissores ou receptores de interferências eletromagnéticas e essa é uma premissa que exige a observação do local onde eles se encontram instalados. Desse modo, há a necessidade de limitar o grau de interferência em limiares aceitáveis e isso pode ser conseguido a partir de uma blindagem eletromagnética.

Ela pode ser conceituada como um obstáculo que diminui o nível dos campos eletromagnéticos (SANTOS, 2016). a interferência não desejada entre os canais de comunicação (SANTOS, 2016). Figura 10 – FTP Fonte: Santos (2016, p. O cabeamento STP possuem blindagem particular para cada par de cabos, diminuindo o crosstalk e aprimora a permissividade do cabo com relação à distância, interessante para os casos em que a crimpagem de cabos fora do padrão for maior que cem metros (SANTOS, 2016). Figura 11 – STP Fonte: Santos (2016, p. Por fim, existe o cabeamento SSTP chamado também SFTP, que une a blindagem particular para cada par de cabos e uma blindagem secundária, abarcando a totalidade dos cabos, o que faz deste cabo, bem resistente à interferência vinda do exterior. O DPS é um disjuntor utilizado para restringir transitórios e induzir as correntes de surto para o exterior dos dispositivos protegidos.

Ele pode ser utilizado em todo o cabeamento que estão presentes nos edifícios, objetivando assegurar que o valor das tensões e/ou correntes não ultrapassem a capacidade de resistibilidade do dispositivo (SANTOS, 2016). TRANSITÓRIOS O intrincado sistema elétrico é formado de subestações, usinas geradoras, linhas de distribuição, transmissão e alimentadoras para levar a energia até os domicílios. O vocábulo transitório diz respeito a avaliação das alterações do sistema de energia, mostrando a ocorrência de caso indesejável, súbito, em sua condição (TREVISOL, 2018). Os transitórios eletromagnéticos constituem as manifestações elétricas localizáveis, provenientes de modificações rápidas nos requisitos de operação do sistema elétrico. Entretanto, se os clientes da concessionária estiverem próximo do ponto de incidência, é possível que eles sejam afetados por essa onda, estragando equipamentos no interior de suas residências (TREVISOL, 2018).

subestações de energia A sociedade, bem como os meios de produção, tem experimentado uma evolução progressivamente em diversos aspectos. E, inegavelmente, o uso da eletricidade é imprescindível para que esse desenvolvimento possa se estabelecer. Com a eletricidade, é preciso que os processos relativos a ela, sejam respaldados pelos requisitos de eficiência e disponibilidade, proporcionando o melhor atendimento aos clientes. Para isso, a operação de subestações, parte fundamental deste sistema, deve ser confiável (MUZY, 2012). São instalações enormes e precisam ser muito bem planejadas e construídas, além de necessitar de um bom investimento para a sua construção (MUZY, 2012). Outra opção é a subestação do consumidor. Ela atende a um consumidor privado, com sua fonte primária de energia. As condições técnicas e o modelo de construção variam muito e são dependentes daquilo que o consumidor precisa (MUZY, 2012).

O terceiro modelo de subestação é também denominado de estação de comutação e se caracteriza por ser uma construção ampla, servindo como parte final das linhas de transmissão que vem das switchyards. Normalmente, o aumento da magnitude é usado para ajudar no transporte de energia, minimizar as perdas no sistema elétrico e melhorar o processo de isolamento do cabeamento. Manobra faz a interconexão de circuitos de auxílio que possuem a mesma diferença de potencial, permitindo sua multiplicação. Permite também o particionamento de circuitos, possibilitando que sejam alimentados em segmentos progressivos de comprimentos menores (MUZY, 2012). • com relação ao papel desempenhado no Sistema Elétrico, onde o que levado em conta, é a potência que passa pela subestação. Podem ser classificadas como: - Distribuição  a potência é transportada diretamente para o cliente.

São construídas ao ar livre e o ar constitui o isolante entre os vários dispositivos. Assim, possuem enorme espaço físico (MUZY, 2012). Cabine metálica ou blindadas  ao invés de usar o ar como meio isolante, esse tipo usa o gás hexafluoreto de enxofre, são locais fechados e blindados. A subestação com cabine metálica possui como benefícios, o pequeno espaço, quase 90% menor que uma convencional. Tem pouca manutenção e operação é bem confiável. • Transformadores de corrente: graças à grande evolução tecnológica na produção e abastecimento de energia, aliada ao alto consumo, as amplitudes de tensão e corrente são informações que precisam ser ainda mais corretas. Nesse sentido, há os transformadores de instrumentos – tensão e corrente – que constituem dispositivos que subsidiam amplitudes de tensão e corrente que precisam estar adequadas e não causarem problemas para os vários outros mecanismos da subestação(MUZY, 2012).

Transformadores de corrente têm o papel de fornecer a corrente para os equipamentos de medição e proteção, com amplitudes adequadas para os circuitos de potência, contudo, dentro dos limiares de isolamento. O enrolamento primário está ligado em série com um circuito de alta tensão e o secundário fica responsável por fornecer corrente aos aparelhos da subestação. Possuem impedância vista do primário muito pequena (MUZY, 2012). Pequeno erro na relação de transformação e no ângulo de fase (MUZY, 2012). • Secionadores: equipamentos que realizam o contato entre circuitos, fazendo o elo entre diferentes partes. Normalmente, essa ação ocorre depois da abertura do circuito por um disjuntor. Eles precisam observar as condições de manobra: - Estando fechado, não pode apresentar resistência elétrica para um corrente que circula (MUZY, 2012); - Estando aberto, precisa aguentar as tensões em seus terminais; - Todos os setores que estejam em condição de sobtensão, precisam ser isolados; - Apenas trabalham com circuitos que não tem corrente circulante e deter correntes de valor baixo, como correntes a vazio em linhas de transmissão ou de magnetização de transformadores (MUZY, 2012).

• Disjuntores: considerados como um dos dispositivos fundamentais da segurança da subestação, sendo os melhores mecanismos de manobra em redes elétricas. O vapor já pode surgir nesse momento, entretanto, geralmente, só ocorre quando os contatos já se separaram (MUZY, 2012). O ambiente que contém os contatos já está ionizado e, no instante em que são separados, há o arco, ampliando a temperatura no local e precipitando, de maneira decisiva, a vaporização do óleo. Esses gases irão resfriar o ambiente, pois, grande parte deles, tem alto efeito refrigerante (MUZY, 2012). Disjuntores a ar comprimido usam, como o próprio nome diz, o ar comprimido para acabar com o arco voltaico e, em grande parte das ocasiões, para acionamento e isolamento dos contatos móveis. Eles têm um processo de extermínio da centelha de modo bem fácil.

O arco formado entre os contatos é distinto dos outros disjuntores, necessariamente conservado pelos íons do metal vaporizado vindo do cátodo (MUZY, 2012). A quantidade de vapor metal é diretamente proporcional ao valor da corrente, desse modo, o plasma fica menor quando a corrente cai e quase se anula. Quando a corrente se anula, a distância entre os contatos perde os íons pela condensação do vapor em cima dos eletrodos. A falta de íons depois da parada fornece aos disjuntores as peculiaridades quase ideais de suportabilidade dielétrica (MUZY, 2012). Mesmo com seus benefícios, a evolução dos disjuntores a vácuo para tensões elevadas depende de melhorias tecnológicas que permitam, sob o viés econômico, tornar viável ampliar as correntes e tensões nominais e diminuir o tamanho da estrutura do dispositivo.

Quanto aos bancos de transformadores e os transformadores trifásicos associados, são quatro bancos com 750 MVA cada, possuindo tensões de 500, 230 e 13k8. Quanto aos transformadores trifásicos, são dois com potência de 160 MVA e tensões 230 e 13,8 kV e quatro de 33 MVA, com tensões de 230, 69 e 13,8 kV (TREVISOL, 2018). Figura 17 –Diagrama unifilar Elétrico Fonte: Trevisol (2018, p. Possui quatro banco de capacitores de 111 mega volt-ampère reativo (MVAr) e 230 kV, dois compensadores síncronos de 150 MVAr e quatro banco de reatores de 500 kV(TREVISOL, 2018). Possui também 11 disjuntores de 500 kV e 33 de 230 kV; 27 para-raios de 500 kV, 24 de 69 kV e 60 de 230 kV; 48 transformadores de corrente de 500 kV, 12 de 69 kV e 123 de 230 kV; 6 seccionadoras de aterramento de 500 kV e 16 de 230 kV e 31 seccionadoras isoladoras de 500 kV e 86 de 230 kV(TREVISOL, 2018).

Para-raios utilizados em sistemas de extra alta e alta tensões precisam avaliar as sobretensões provocadas por erros no sistema, assim como as outras origens de sobretensões que possam acontecer. Grande parte das empresas de energia elétrica e os maiores clientes industriais tem utilizado a tensão nominal dos para-raios de óxido de zinco sem os centelhadores, aceitando os mesmos requisitos usados para a escolha do dispositivo com centelhador (TREVISOL, 2018). Isso possibilita que, se acontecer uma sobretensão transitória no sistema, não acontecerá a disrupção do para-raio com centelhador, não deixando que haja a assimilação de uma energia que não possa dispersar e que poderia incidir em falha. Entretanto, considerando para-raios de óxido de zinco, isso pode levar à seleção de equipamentos com tensões nominais acima do que é preciso.

A etapa seguinte é examinar se as peculiaridades de suportabilidade do dispositivo para sobretensões abruptas estão de acordo com os valores planejados. Nos casos em que a blindagem não abarca toda a linha, a chance de uma corrente de descarga no para-raio é maior. Assim, é necessário levar em conta: 1) A consistência de descargas para terra do local; 2) A chance de raios na linha que extrapolam certo valor; 3) A taxa da corrente de descarga total (TREVISOL, 2018). A delimitação da capacidade de captação de energia do dispositivo é feita a partir de simulações computacionais, de forma a se conhecer a maior energia a ser captada pelo equipamento. Depois, é determinada a quantidade mínima de assimilação de energia, que precisa ser maior que as energias máximas conseguidas nas pesquisas.

No que refere à extra alta tensão, é necessário priorizar as energias captadas durante os surtos de manobra. O potencial de toque é a diferença de potencial que pode provocar a circulação de corrente elétrica no corpo de um indivíduo caso ele tenha contato com um potencial diferente de onde os seus pés se encontram. O cabeamento de descida do SPDA é um dos lugares mais aderentes ao desenvolvimento deste potencial, que pode ser minimizado caso: -A possibilidade de ter alguém próximo dele é pequena (TREVISOL, 2018); -Subsistema de descida é do modelo natural, formado por vários pilares com continuidade elétrica garantida. Caso essas premissas não forem atendidas, outras profilaxias serão necessárias, como: -Limitação física e/ou fixação de avisos de risco para evitar que os condutores de descida possam ser tocados (TREVISOL, 2018).

Isolamento dos condutores de descida expostos para impulsos de 100 kV em rampa 1,2/50 μs. Na Figura 26, é mostrado a densidade de raios do norte do Brasil, valor relevante para a seleção do tipo de para-raios adotado. Duas construções de para-raios tiveram muito destaque: os com invólucro de porcelana e com invólucro de polímero. Os de porcelana possuem muito saída, pois, são mais baratos, embora o de polímero tenha alguns benefícios sobre o de porcelana, como armazenagem, transporte e manipulação mais fáceis, performance melhor em caso de contaminação, mais leve e não possuem lascas e trincas. Mesmo com toda a tecnologia usada em subestações, não se chegou a 100% de eficiência na sua utilização, o que não quer dizer, necessariamente, que se deva deixar de adotar medidas de prevenção contra os raios, sobretudo com as descargas nessa construção, pois são diversos os problemas gerados pelos transitórios, na rede e para os consumidores, devido à ação direta ou indireta dos raios.

Este trabalho também traz a possibilidade de tópicos para trabalhos futuros que são: - Avaliação dos resultados dos raios sobre o sistema elétrico. Pesquisar a performance dos sensores para raios no que se refere a sua eficácia e credibilidade. f. Trabalho de Conclusão de Curso (Curso de Engenharia Elétrica com Ênfase em Sistemas de Energia e Automação), Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. São Carlos, SP. MUZY, G. L. de; JÚNIOR, L. S. Sistemas de proteção contra descargas atmosféricas para subestações. f. XI Encontro Latino Americano de Iniciação Científica e VII Encontro Latino Americano de Pós-Graduação – Universidade do Vale do Paraíba. Sistema de proteção contra descargas atmosféricas em subestações de média e alta tensão.

f. Trabalho de Conclusão de Curso (Curso de Engenharia Elétrica), Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, RS.