Influência de feixes de condutores em linhas de transmissão UAT CA

Abstract

Neste trabalho são apresentadas metodologias de pesquisa que possibilitam compreender a influência da configuração dos feixes de subcondutores das linhas de transmissão em ultra alta tensão em corrente alternada (UAT CA) sobre os valores dos campos elétricos, tendo como principais objetivos a avaliação da sensibilidade do gradiente de potencial nas superfícies dos condutores; a análise crítica dos métodos de cálculo existentes (analíticos e numéricos) para quantificar a distribuição do gradiente de potencial; e o estudo do equacionamento dos campos eletromagnéticos associados a linhas de transmissão (LTs) na frequência industrial, a partir das equações de Maxwell. Para tanto, é feita uma simulação, em larga escala, de um estudo de caso de uma linha de 1.000 kV CA, considerando diferentes espaçamentos entre subcondutores dos feixes e diferentes arranjos regulares de feixes. Para cada uma das configurações, os gradientes de potencial, máximo e médio, na superfície de cada condutor são calculados pelo método das imagens sucessivas. Nas simulações, é utilizado o modelo simplificado de LTs, reduzindo o problema a duas dimensões. Observa-se que os valores máximo e médio do gradiente do feixe aumentam à medida que aumenta o espaçamento do feixe. Todavia, verifica-se que a variação percentual nos gradientes não é tão expressiva quando comparada a do espaçamento entre subcondutores. Além disso, constata-se que a distribuição dos gradientes nos subcondutores não é uniforme. Destaca-se que apenas os arranjos de 8 e 10 subcondutores atendem aos gradientes críticos de corona visual, implicando reduções expressivas de gradiente em comparação ao arranjo hexagonal. Os resultados desta pesquisa indicam que distribuição do gradiente é sensível tanto ao espaçamento do feixe de condutores quanto a geometria dos feixes. Sendo este último o de maior influência. O método numérico aplicado apresentou boa precisão para configurações de linhas com feixes múltiplos. Por fim, recomenda-se a avaliação da influência de diferentes condutores sobre o desempenho de linhas UAT CA e sugere-se a utilização de métodos numéricos baseados em parâmetros concentrados (elementos finitos, por exemplo) para avaliar parâmetros críticos desconsiderados pelo modelo simplificado de LTs, como flecha dos condutores e proximidade às estruturas das torres.