Detecção de Cabos Rompidos no Sistema de Distribuição: Identificação e Disparo de Alta Velocidade

A falta à terra de alta impedância resultante pode ser difícil ou impossível de ser detectada através de variações de corrente monitoradas por relés de proteção localizados na subestação ou ao longo do circuito de distribuição. Em qualquer caso, nenhum dispositivo de proteção convencional pode operar antes de um certo tempo após a falta ter ocorrido, afinal a falta só será identificada depois que o condutor energizado atingir o solo, criando uma situação perigosa. Os problemas na detecção e desenergização de condutores ao solo têm incomodado as concessionárias de energia elétrica durante décadas.

Concessionárias e fabricantes de equipamentos de proteção têm trabalhado no desenvolvimento de métodos para que essas faltas à terra sejam detectadas o mais rápido possível, assim que elas ocorrem. A detecção nunca é garantida, uma vez que um condutor energizado pode tocar o solo com alta resistividade de terra ou uma superfície seca de asfalto ou concreto. É possível que não haja uma corrente elétrica significante registrada, ainda que uma testemunha próxima possa ver arcos impressionantes.

Este artigo descreve um novo esquema de detecção de cabo rompido que identifica o rompimento de um condutor de fase e dispara a atuação da proteção na seção de circuito afetada em uma janela estreita de tempo, entre o instante do rompimento e o instante em que o condutor atinge o solo. A seção do circuito afetada é desenergizada dentro dos milissegundos durante os quais o condutor está caindo, eliminando os riscos de uma falta à terra com arco embaixo da linha de distribuição ou de condutores energizados no solo.

O algoritmo foi validado por meio de testes no Simulador Digital em Tempo Real (RTDS®), bem como testes com simulação de rompimento do condutor em um alimentador de distribuição de 12 kV energizado. Atualmente, o esquema está em operação experimental em um circuito de distribuição e várias outras instalações estarão em serviço até o final do ano.

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