Análise de Campo Elétrico e Campo Magnético em Linha de Transmissão 138 kV com a Utilização do Software CAMPEM

O acadêmico Kleber Costa Corrêa sugeriu a postagem de seu trabalho na temática título deste post, o que foi prontamente acatado, dada a relevância deste para a disciplina de eletromagnetismo, destacando a importância desta disciplina no exercício da engenharia. Como o trabalho é detalhado, publicaremos um resumo deste, deixando para o leitor este link para download do artigo completo.

Com o aparecimento de linhas de extra alta tensão (EAT) e ultra alta tensão (UAT) os efeitos elestrostáticos tornaram-se um fator importante nos projetos de linhas de transmissão, como também o carregamento excessivo de corrente nas mesmas. As linhas de transmissão geram campos elétricos e magnéticos e por isso os projetos devem impor considerações quanto ao seus valores.
A faixa de passagem quanto a altura mínima dos cabos ao solo são exemplos de decisões tomadas observando os limites aceitáveis dos campos elétricos e magnéticos nas proximidades das linhas de transmissão.
A Linha de Transmissão São Domingos – Água Clara de propriedade da ELETROSUL Centrais Elétricas S.A de circuito simples, na tensão de 138 kV, com um condutor por fase, do tipo CAA 636 kcmil – Grosbeak, interligará a Subestação da futura Usina Hidrelétrica São Domingos com aproximadamente 48 MW de potência instalada, que esta sendo construída as margens do Rio Verde, com a SE Água Clara, existente de propriedade da ENERSUL, ambas localizadas no município de Água Clara, no estado do Mato grosso do Sul.
A LT encontra-se atualmente em estágio de construção e terá uma extensão aproximada de 53 km, com relação ao Pára-raios, será utilizado um único cabo, do tipo OPGW de 24 fibras óticas.
A largura da faixa de servidão (locais adjacentes as LTs com restrições, com limitações no tocante à implementação de uso e ocupação que configurem violação dos padrões de segurança estabelecidos nas normas técnicas e procedimentos das concessionárias de energia) será de 25 metros.
Os requisitos do projeto prevêem:

• Campo elétrico máximo no limite da faixa de servidão: 4,16 kV/m a 1 m do solo.

• Campo magnético máximo no limite da faixa de servidão: 83 uT na condição de carregamento máximo.

• Campo magnético máximo no interior, centro, da faixa de servidão: 4200 uT na condição de carregamento máximo.

Com a realização do projeto básico consolidado e a definição da série de torres a ser utilizada, foi realizada a simulação do campo elétrico e campo magnético na faixa da servidão, para verificar se os requisitos de projeto foram atendidos.
Para a realização desta simulação foi utilizado o software CAMPEM de autoria do CEPEL - Centro de Pesquisas de Energia Elétrica.
Cabe ressaltar que estes resultados são teóricos e meramente acadêmicos, não representando os cálculos desenvolvidos pela projetista.
Na figura abaixo é exibida a silhueta da torre de ancoragem escolhida para a análise e em seguida é mostrado um screenshot de janela do CAMPEM com o arranjo da LT de 138 kV para simulação dos valores de campo elétrico e magnético no interior da faixa e no limite da faixa de passagem à altura de 1 metro do solo.

Figura - Silhueta da Torre de Ancoragem

Figura - Arranjo da LT no software CAMPEM

Não exporemos aqui os resultados detalhados obtidos a partir das simulações realizadas pelo software. As figuras a seguir sumarizam os resultados através de gráficos dos perfis transversais dos campos elétrico e magnético para o arranjo da LT proposta.

 Figura - Perfil Transversal de Campo Elétrico

Figura - Perfil Transversal de Campo Magnético

A tabela abaixo apresenta os parâmetros com os requisitos do projeto e os resultados finais.

Portanto, no exemplo, conclui-se que a silhueta de torre adotada atendeu aos requisitos de projeto no que tange aos valores limites de campo elétrico e campo magnético.