Metodo de calculo de isolamento de torres de transmissão de energis eletrica face ao risco desejado para surto de manobra

O dimensionamento das distâncias elétricas de isolamento de linhas de transmissão de energia é feito em função dos níveis de isolação desejado para os vários tipos de solicitações elétricas e mecânicas a que estarão submetidas. Quanto maior a tensão de transmissão maior é a predominância relativa às solicitações de surtos de manobra.No presente trabalho é dimensionado o isolamento de uma torre de transmissão de energia elétrica em função do risco de falha total desejado, face aos surtos de manobra, considerando-se a probabilidade estatística de ocorrência de condições atmosféricas (pressão, temperatura, umidade e velocidade dos ventos), distribuição estatística dos valores dos surtos de manobra nas três fases, gaps compostos de uma torre, torres em paralelo e o balanço parcial das cadeias de isoladores de toda a linha. Inicialmente o dimensionamento das distâncias elétricas de isolamento, é feito pelas expressões convencionais de calculo para todos os tipos de solicitações elétricas. Com este projeto básico, e calculado o risco de falha, considerando-se as condições atmosféricas ambientais no trajeto da linha de transmissão. Sendo este risco de falha, maior que o previamente estipulado, realimenta-se o projeto inicial de isolamento, aumentando-se a distância onde o risco de falha for maior e assim iterativamente. o método apresentado, possibilita o dimensionamento das torres, da forma mais compacta possível ,reduzindo suas dimensões e por conseqüência seu peso e custo, em função do risco que se deseja, evitando-se isolamentos exagerados por falta de recursos de cálculo e do perfeito conhecimento das condições ambientais ao longo da linha. Para que o projeto seja completado, necessita-se ainda do posicionamento dos cabos de blindagem contra descargas elétricas atmosféricas e a avaliação do desempenho neste caso. As dimensões da torre, principalmente a cadeia de isoladores, podem ser alteradas em função deste efeito, caso não se consiga, o desempenho desejado através do posicionamento dos cabos guarda, em termos do ângulo de blindagem e acoplamento magnético com os condutores faseThe cost of an electrical transmission line depends greatly on the cost of its towers, which in turn are priced according to their dimensions and weight. These factors are greatly influenced by the insulation and particulary by the dimensions of the air-gaps. Large air-gaps have lower risks-of-failure when submitted to a given electrical stress than srnaller ones. But there is a price to pay for the added safety in the form of higher prices.The purpose of this work is to present a method which permits an optimized design of the transmission towers insulating structures for a specified risk-of-failure, under different types of electrical stresses to which they might be submitted, considering statistica1 probabilities of unfavorable atmospheric conditions (pressure, temperature, humidity and wind speeds), amplitudes of voltage surges and its distribution along the line, as well as the number of parallel tower gaps and insulator swings. Conventional design methods are used for a preliminary design based on all .the types of overvoltage stresses and its risk of failure is calculated, considering the existing atmospheric conditions along the line route. If the calculated risk-of-failure does not comply to the.specified one, adjustments are made on the gap distances of the original design which presented highest risk and new values for the whole structure are calculated. New comparisons may indicate the netessity of new adjustments, which are made. This procedure is repeateduntil the design can be considered satisfactory andits risk-of-failure complies with the specified.one. To complete the tower insulation coordination project, a evaluation of lightining impulse performance, should be made.The tower dimensions might be changed, mainly with the aspects to insulators strings, if satisfactory performance is not achieved by the shielding cable position, with respect to the shielding angle and mutual coupling with phase cable