PT924526E - Dispositivo de deteccao de defeitos numa linha de alta tensao pertencente a uma rede de distribuicao de energia electrica - Google Patents

Description

- 1 -DESCRIÇÃO U*, ^

" DISPOSITIVO DE DETECÇÃO DE DEFEITOS NUMA LINHA DE ALTA TENSÃO PERTENCENTE A UMA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉCTRICA " A presente invenção diz respeito a um dispositivo de detecção de defeitos numa rede aérea de distribuição de energia eléctrica apresentando, numa caixa solidária ao suporte da linha, um circuito electrónico ligado a pelo menos um primeiro captador sensível às variações transitórias da corrente homopolar da linha a monitorar e a pelo menos um segundo captador sensível às variações transitórias da tensão homopolar da dita linha, em que os ditos circuitos electrónicos detectam o defeito com base na comparação entre os sinais das ditas variações transitórias das correntes homoplares e as ditas variações transitórias das tensões homopolares.

Os dispositivos de detecção de defeito conhecidos na arte antecedente, ver por exemplo EP-A-586273 (ELECTRICITÉ DE FRANCE), recorrem ao princípio de detecção “amperimétrico” para a detecção de defeitos multi-fases, ou a um princípio de detecção direccional necessitando, para tal, da medida da corrente e da tensão homopolares, a fim de detectar os defeitos à terra. Estes dispositivos utilizam quer detectores subterrâneos instalados numa cabina nos postos de transformação AT/BT, por exemplo, quer detectores aéreos, ditos de “proximidade”, instalados numa caixa na base do poste de suporte da linha de AT. No primeiro caso, a medida da corrente é geralmente obtida através de toros colocados cm cada uma das linhas, enquanto que a medida da tensão é geralmente obtida por divisores capacitivos, ao passo que no segundo caso a -2-

medida da corrente é obtida por um captador de campo magnético e a medida da tensão é obtida por um captador de campo eléctrico.

Consoante a natureza do poste de suporte da linha (betão armado, metal, madeira..), a repartição das linhas equipotenciais e por conseguinte das linhas do campo eléctrico pode ser muito diferente.

Assim, tal como ilustrado na figura 1, no caso de um poste com estrutura metálica constata-se a existência de um campo eléctrico muito mais intenso no cimo do poste e um campo quase nulo no ângulo formado pela base do poste e pelo solo. No caso de um poste de madeira, se se considerar o suporte como um isolante perfeito, as linhas de equipotencial repartem-se uniformemente entre o cimo do dito poste e o solo, como está ilustrado na figura 2. No entanto, a realidade mostra que um poste de madeira não pode ser considerado como um isolante perfeito pois, tal como o poste em estrutura metálica, desvia as linhas do campo eléctrico. Daqui resulta a dificuldade de conhecer a orientação das linhas de campo e encontrar a posição óptima para o captador do campo eléctrico. O objectivo da invenção é resolver o problema acima referido através de um dispositivo simples, pouco oneroso e que permita uma medida óptima das variações do campo eléctrico na vizinhança do poste de suporte da linha.

De acordo com a invenção, a caixa onde estão montados os detectores apresenta pelo menos um elemento condutor destinado a fornecer uma orientação conhecida às linhas do campo eléctrico na vizinhança do suporte da linha. -3- (yOi/lSU-

Isto permite conhecer com precisão a repartição das ditas linhas do campo eléctrico na vizinhança do suporte das linhas e posicionar o captador de campo eléctrico de tal modo que seja atravessado por um campo eléctrico máximo.

Outras características e vantagens da invenção tomar-se-ão mais evidentes com a descrição que será feita a seguir, feita a título de exemplo não limitativo, sendo feita referências às figuras anexas, em que: a figura 1 representa um esquema que ilustra a repartição das linhas de campo eléctrico na vizinhança de um suporte com estrutura metálica; a figura 2 representa um esquema que ilustra a repartição das linhas de campo eléctrico na vizinhança de um suporte feito de um material isolante perfeito; a figura 3 é um esquema geral de um dispositivo de acordo com a invenção; a figura 4 representa um primeiro modo de realização do dispositivo de acordo com a invenção; a figura 5 representa um esquema que ilustra a repartição das linhas de campo eléctrico na vizinhança de um suporte que apresenta um dispositivo de acordo com a invenção; a figura 6 representa um segundo modo de realização do dispositivo de acordo com a invenção; a figura 7 representa um esquema eléctrico de um captador de campo eléctrico pertencente a um dispositivo de acordo com a invenção. A figura 3 representa um dispositivo (2) de detecção de defeitos numa rede aérea de distribuição de energia eléctrica apresentando, numa caixa (4) fixa ao suporte da linha (6), um circuito electrónico (8) ligado a pelo menos um primeiro captador (10) sensível às variações transitórias da corrente homopolar da linha a monitorar e a pelo menos um segundo captador (12) sensível às -4- 0«, ^ variações transitórias da tensão homopolar da dita linha, em que o dito circuito electrónico (8) detecta o defeito com base na comparação entre os sinais das ditas variações transitórias das correntes homoplares e as ditas variações transitórias das tensões homopolares. A caixa (4) apresenta um elemento condutor (14) destinado a conferir uma orientação conhecida às linhas de campo eléctrico na vizinhança do suporte da linha (6).

De acordo com um primeiro modo de realização ilustrado pela figura 4, o dito elemento condutor (14) é constituído por uma placa condutora colocada no fimdo da caixa (4).

Como de pode ver na figura 5, na qual se representa esquematicamente a repartição das linhas de equipotencial em tomo da placa condutora (14), esta fica ao mesmo potencial da linha do campo eléctrico que atravessa o seu núcleo. Daqui resulta uma deformação simétrica das linhas de equipotencial vizinhas, havendo uma zona de campo eléctrico mais intensa na periferia da dita placa e uma zona de campo eléctrico nulo no centro desta.

Colocando o captador na proximidade de uma das extremidades da dita placa condutora, esta última será atravessada por um campo eléctrico horizontal.

De acordo com um segundo modo de realização da invenção, ilustrado na figura 6, pelo menos uma das paredes da caixa (4) faz parte do elemento condutor (14), sendo feita em material condutor ou semi-condutor, e o segundo captador (12), sensível às variações transitórias da tensão homopolar, é colocado no exterior da dita caixa (4). -5-

Num outro modo de realização da invenção, todas as paredes da caixa (4) são transformadas em superfícies condutoras através da aplicação na sua superfície de uma camada de pintura condutora.

Este modo de realização permite reduzir a influência dos outros compostos contidos na caixa (4) sobre a orientação das linhas do campo eléctrico.

De um modo conhecido, o primeiro captador (10), que é constituído por uma bobina, e o segundo captador (12), que é constituído por duas armaduras condutoras, formam um condensador que está imerso no campo eléctrico da linha a monitorar. A figura 7 representa um esquema eléctrico equivalente, do referido segundo captador (12). Este último é equivalente a um condensador de capacidade: C=8,85*10‘12*(e*S/e) em que “e” representa a permissividade do isolante em relação ao vazio, “S” representa a superfície das armaduras condutoras respectivas que formam o condensador e “e” representa a espessura do dieléctrico. Este condensador é ligado á linha de AT por dois elementos de ligação (20) e (22) e montado em paralelo com uma resistência de carga Rch (24). O esquema eléctrico apresenta uma resposta em frequência do tipo “passa alto” com uma frequência de corte determinada pela relação Rch/(Cl+C). Daqui resulta que a dimensão do captador é determinada em função da resistência de entrada do circuito electrónico (8) e da frequência mínima do sinal a estudar que c de 50 Hz. Na entrada do circuito electrónico (8) está prevista uma etapa de filtragem e de amplificação destinada a extrair a componente fundamental a 50 -6-

Hz da corrente homopolar.

Lisboa, 23 de Maio de 2001

LUIS SILVA CARVALHO Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VICTOR CORDON. 14 1200 LISBOA

Claims (6)

1. -1 - (su*! REIVINDICAÇÕES 1. Um dispositivo (2) de detecção de defeitos numa rede aérea de distribuição de energia eléctrica constituído por um circuito electrónico (8) ligado a pelo menos um primeiro captador (10) sensível às variações transitórias da corrente homopolar da linha a monitorar e a pelo menos um segundo captador (12) sensível às variações transitórias da tensão homopolar da dita linha, em que o referido circuito electrónico (8) detecta o defeito com base na comparação entre os sinais das ditas variações transitórias das correntes homoplares e as ditas variações transitórias das tensões homopolares, caracterizado por o circuito electrónico (8), ligado a pelo menos um primeiro captador (10), estar montado numa caixa (4) solidária ao suporte da linha (6) e em que a caixa (4) é constituída pelo menos por um elemento condutor destinado a conferir uma orientação conhecida às linhas do campo eléctrico na vizinhança do dito suporte (6) da linha a monitorar.
2. 2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito elemento condutor (14) ser constituído por uma placa condutora colocada no fundo da caixa (4).
3. 3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito elemento condutor (14) ser constituído pelo menos por uma das paredes da caixa (4), em material condutor ou semi-condutor, e em que o segundo captador (12) sensível às variações transitórias da tensão homopolar é colocado no exterior da dita caixa (4).
4. 4. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o dito primeiro captador (10) ser constituído por uma bobina. -2-
5. 5. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o dito segundo captador (12) ser constituído por duas armaduras condutoras que formam um condensador envolvido pelo campo eléctrico da linha a monitorar.
6. 6. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o circuito electrónico (8) ser constituído por uma etapa de filtragem e de amplificação destinada a extrair a componente fundamental da corrente homopolar. Lisboa, 23 de Maio de 2001 luís silva carvalho Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA V1CTOR COROON, 14 1200 USBOA