Contribuições aos estudos computacionais de ressarcimento por danos elétricos devido a descargas atmosféricas diretas e indiretas

This research is related with the development of improvements for supporting the consistency of the causal nexus between anomalous phenomena likely to occur in transmission and distribution networks and the occurrence of physical damage to consumer’s equipment. The work is focused on the subject of direct and indirect lightning strikes and the corresponding increase on the earth potential that may cause abnormal dielectric and thermal stresses on consumer devices. In line with these goals, this thesis is dedicated to two specific challenges. The first is related to the representation of grounding systems through earth electrodes, highlighting the main models proposed in the literature, regarding the linearity and non-linearity of the phenomena surrounding these. Using experimental data as reference values, investigations are carried out in order to check out the adherence degree between the existing models and the practical values. This allows for adopting the most appropriate strategy to represent the given effect. In the other hand, the work takes into account the ground potential rise phenomenon due indirect lightning. In this context, a methodology is proposed based on the images method, aimed at including this alternative way capable of causing the claimed damages. With the inclusion of the mentioned new features, the reimbursement analysis software is now able of evaluating refunding claims involving ground potentials rise at the occurrence of direct and indirect lightining strikes. Based on practical situations representing real cases, computational studies are performed in order to illustrated the new software version herein obtained.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorTese (Doutorado)Esta tese encontra-se direcionada ao desenvolvimento de melhorias da potencialidade e confiabilidade de um aplicativo computacional, denominado por APR, destinado a avaliação da consistência do nexo causal entre fenômenos anômalos passíveis de ocorrência nas redes elétricas e a manifestação de danos físicos em equipamentos das unidades consumidoras. O tema central focado compreende os efeitos das descargas atmosféricas, diretas e indiretas, sobre as variações dos potenciais de terra, cujos impactos sobre os esforços dielétricos e térmicos nos dispositivos eletroeletrônicos se mostram fortemente influenciados. Em consonância com estas metas, são considerados duas questões pontuais. Uma relacionada com a representação dos sistemas de aterramento através de eletrodos de terra, com destaque aos principais modelos propostos na literatura, contemplando a linearidade e a não linearidade dos fenômenos no entorno destes. A partir de uma base de informações derivada de ensaios experimentais, são realizadas investigações sobre o grau de aderência entre os modelos existentes e os desempenhos experimentais, culminando pela adoção da estratégia mais adequada aos fins aqui postos. Numa segunda vertente, são também considerados os fenômenos advindos das descargas atmosféricas indiretas, que podem ocasionar efeitos similares sobre os potenciais de terra. Para tanto é proposta uma metodologia, baseada no método das imagens, visando a inserção desta via alternativa capaz de provocar os danos reclamados. Com a inserção de novas potencialidades de uso para o APR, este software passa a contar com meios para estudos avaliativos dos efeitos dos aumentos dos potenciais de terra, nos termos aqui propostos. Fundamentado em situações práticas e representativas de casos reais, são realizados estudos de casos sobre desempenho da nova versão do aplicativo computacional