Universalização da energia elétrica através da tecnologia ... - IEE/USP

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sendo bt a razão entre a velocidade de propagação da corrente na estrutura e a velocidade da
luz no vácuo (nas simulações foi atribuído o valor 0,9999 para bt). Considerando, de maneira
similar, a corrente na imagem da estrutura com sua correspondente parcela Ait”(x,t), tem-se:
Ait(x,t) = Ait’(x,t). u(t – t 0 ) + Ait”(x,t). u(t – t 0 ’) (5.27).
A tensão induzida U(x,t) em um ponto da linha é então calculada somando-se os
componentes eletrostático e magnético do canal e da estrutura (PIANTINI; JANISZEWSKI,
1998):
h
∂Ai(x,t)
∂Ait(x,t)
U(x, t) = V(x, t) + .dz +
∂
.dz (5.28).
t
∂t
0
h
0
As tensões induzidas em uma linha devido a descargas atmosféricas em estruturas
metálicas próximas são caracterizadas por uma maior dependência da forma de onda da
corrente em relação ao caso de descargas ao solo. Isso ocorre devido ao componente de tensão
associado à corrente que se propaga ao longo da estrutura, que tem uma grande taxa de
crescimento no instante correspondente a s 1 t = 0 (quando a frente de onda de corrente alcança
a base da estrutura). No caso de descargas no solo, o componente associado às cargas do canal
normalmente predomina e a variação de tensão é menos brusca.
A influência dos componentes eletrostáticos e magnéticos associados ao canal diminui
à medida que a altura ht da estrutura aumenta. Por outro lado, o efeito do componente
magnético associado à corrente ao longo da estrutura aumenta com ht, devido à maior
velocidade de propagação (bt ≅ 1). Entretanto, quando a corrente alcança a base da estrutura,
esse componente torna-se constante (para forma de onda tipo rampa) e a tensão induzida sofre
uma variação significativa. Assim, para frente de onda em degrau, o componente magnético
predomina e a amplitude de tensão aumenta com o aumento de ht, sendo que para frentes de
onda de correntes mais lentas a tensão diminui com ht devido ao predomínio do componente
eletrostático.
As simulações apresentadas na Figura 5.32, utilizando o modelo ERM, ilustram a
influência da altura da estrutura nas amplitudes e formas de ondas das tensões induzidas. A
corrente do canal foi simulada como uma forma de onda triangular, com amplitude de 50 kA,
tempo de frente de 3 µs e tempo de meio valor de 50 µs. a velocidade de propagação da