Estudo do comportamento de malhas de aterramento de subestações tipo GIS submetidas a surtos atmosféricos

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo do comportamento de malhas de terra de subesta- ções isoladas a gás, tipo GIS externa (do inglês gas-insulated switchgear), quando submetidas a surtos atmosféricos. Com foco em uma análise transitória e com base em dados reais de projetos de subestações em operação, foram investigados dois estudos de casos de modo a verificar o comportamento da curva de impedância impulsiva das referidas malhas. Assim, a pesquisa concentrou-se na avaliação: da elevação de potencial de terra (GPR); da impedância impulsiva e de surto bem como da resistência em regime permanente. Um estudo de sensibilidade também foi conduzido, de modo a verificar a influência da variação dos propriedades do solo, resistividade e permissividade, e de frentes de ondas de impulso no comportamento do aterramento. Nas simulações, utilizou-se a ferramenta computacional CDEGS em conjunto com o software Matlab, levando em consideração a ocorrência de surtos atmosféricos aplicados diretamente nas malha de terra. Os resultados obtidos apontam para uma relação direta dos parâmetros do solo com o comportamento impulsivo do aterramento A contribuição deste trabalho está vinculada à realização de estudo prático/teórico incluindo a proposição de uma metodologia de análise, possibilitando ampliar as investigações sobre malha de terra de subestações do tipo GIS externa, sendo um assunto pouco abordado na literatura.

This work presents a study of the grounding grids behavior of substations type gasinsulated switchgear (GIS) external, when subjected to atmospheric discharges. Focusing on a transient analysis and based on real data from projects of substations in operation, two case studies were investigated in order to verify the behavior of the impulsive impedance curve of the referred grids. Thus, the research concentrated on the assessment of: ground potential rise (GPR); impulsive and surge impedance, as well as, steady-state resistance. A sensitivity study was also carried out, in order to verify the influence of the variation of soil properties, resistivity and permittivity, and impulse wavefronts on the grounding behavior. In the simulations, the computational tool CDEGS was used combined with Matlab software, taking into account the occurrence of atmospheric surges applied directly to the grounding grid. The obtained results point to a direct relationship between the soil parameters and the impulsive behavior of the grounding. The contribution of this work can be highlighted to the realization of a practical/theoretical study, including the proposition of an analysis methodology, making possible to expand investigations on the grounding grid of GIS, currently a subject rarely addressed in the literature.