O que é Sobretensão?

O que é um Pico de Tensão?

Definição

Pico de tensão é definido como um aumento súbito e excessivo na tensão que pode danificar o equipamento elétrico em uma instalação. Sobretensões nas linhas de energia ocorrem devido a um aumento na tensão entre fases ou entre uma fase e o solo. Os picos de tensão são principalmente categorizados em dois tipos amplos: internos e externos.

Tipos de Picos de Tensão

As sobretensões em uma estação de energia podem ser desencadeadas por perturbações internas ou por fenômenos atmosféricos. Com base na origem dessas sobretensões, os picos de tensão são classificados em duas categorias principais:

• Sobretensão Interna

• Sobretensão Externa

Sobretensão Interna

Quando a tensão dentro de um sistema de energia aumenta acima de seu valor nominal por si só, isso é referido como sobretensão interna. As sobretensões internas podem ser transitórias, dinâmicas ou estacionárias. Se a onda de sobretensão for transitória, sua frequência não tem relação com a frequência normal do sistema, e geralmente persiste apenas por alguns ciclos.

As sobretensões transitórias podem ser induzidas pela operação de disjuntores durante a comutação de cargas indutivas ou capacitivas. Elas também podem ser geradas ao interromper correntes muito pequenas ou quando uma fase de um sistema com neutro isolado é subitamente aterrada.

As sobretensões dinâmicas ocorrem na frequência normal do sistema e duram apenas alguns segundos. Estas podem ser geradas quando um gerador é desconectado ou quando uma grande parte da carga é repentinamente eliminada.

As sobretensões estacionárias ocorrem na frequência do sistema e podem persistir por um período prolongado, às vezes até uma hora. Essas sobretensões são geradas quando uma falha no solo em uma linha persiste por um longo tempo. Elas também podem ser causadas quando o neutro é aterrado através de uma bobina de supressão de arco, resultando em sobretensão nas fases saudáveis.

Essas sobretensões internas podem exceder três a cinco vezes a tensão pico normal de fase-neutro do sistema. No entanto, para equipamentos com isolamento adequado, elas são relativamente menos prejudiciais.

As sobretensões internas são principalmente causadas pelos seguintes fatores:

• Operação de Comutação em Linha Desenergizada: Durante as operações de comutação, quando uma linha é conectada a uma fonte de tensão, ondas viajantes são iniciadas. Essas ondas carregam rapidamente a linha. No momento da desconexão, a tensão dessas ondas pode instantaneamente atingir uma magnitude não superior a duas vezes a tensão de alimentação.

• Abertura Súbita de Linha de Carga: Quando a carga em uma linha é repentinamente removida, uma tensão transitória de valor e = iz0 é gerada. Aqui, i representa o valor instantâneo da corrente no momento da abertura da linha, e (z0) é a impedância natural ou de surto da linha. A sobretensão transitória na linha é independente da tensão da linha. Como resultado, um sistema de transmissão de baixa tensão é tão propenso a experimentar sobretensões da mesma magnitude quanto um sistema de alta tensão.

• Falha de Isolamento: O rompimento do isolamento entre a linha e o solo é uma ocorrência comum. Quando o isolamento falha, o potencial no ponto de falha cai repentinamente de seu valor máximo para zero. Isso leva à geração de uma onda de tensão negativa com uma frente muito íngreme, na forma de surtos, que se propagam em ambas as direções.

Sobretensão Externa

As sobretensões causadas por descargas atmosféricas, como descargas estáticas ou raios, são conhecidas como sobretensões externas. As sobretensões externas podem impor um estresse significativo no isolamento do equipamento elétrico. A intensidade dessas tensões varia dependendo da natureza do evento de raio.

A intensidade do raio depende de quão diretamente a linha de energia é atingida. Isso pode ser diretamente pelo descarga principal, diretamente por um ramo ou filamento, ou devido à indução de um relâmpago passando perto, mas sem tocar a linha.

As instalações em uma estação de energia podem ser principalmente classificadas em dois tipos. Um tipo é eletricamente exposto, o que significa que o aparelho está diretamente sujeito a sobretensões de origem atmosférica. O outro tipo é eletricamente não exposto e, portanto, não afetado por esse tipo de sobretensão.