NBR 8449 - Dimensionamento de Cabos Para-Raios para Linhas Aereas de Transmissao de Energia Eletrica

 

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I Dimensionamento para linhas a&eas energia eletrica

BR

1984

1

NBR 8449

de cabos p&-a-rai p&-a-raios os de transm transmisstio isstio de

Procedimento Origem : Projeto 03:OQ.i Origem: 03:OQ .i 1.14-00111983 CB-03 - Cornit& Braslleiro de Eletricidade Eletricidade CE-03:Oi 1 I4 - Comissso Comis sso de Estudo de Prote@o ABreas de Transmissgo de Energia Ektrica Palavras-chave:

Linha de transmissao.

1 Objativo 2 Documentos

3 Defini@es

complementare complementaress

Na aplica$So

4 Condi@es gerais para o dimensioname dimensionamento nto 5 Critkios para a escclha da se@ condutora 6 Utilize@0 ze@0 seletiva ANEXO A - Tabelas ANEXO ANE XO 8 - GrMicos para a determin@o n@o da ccrrente ccrre nte mkdmaa mkdm admisslve admisslvell em cabo caboss p&ap&a-raios raios C &acos para temperatura cwtcs-circuitcs

ANEXO ANE XO

D -Gtific -Gtificos os para determin@o n@o de cabos pk+raios ap6.s

ANEXO ANE XO ANEXO ANE XO

ANEXO

NBR

Nor Norma ma

estabelece

de cabos p&a-raios de subtransmiss5 subtransmiss5cc

crit&ios

para linhas

cabos p&aem linhas de

de energia

B necestilio

consultar:

5422

- Pmjeto de linhas linhas a&eas de transmissHo

e subtransmiss5c subtransmiss 5c

de energia

elMrica

- Procedimento mento

e eletr8nica

e eletr&ica

NB NBR R 5908 - Cordoalhas de sete cabos pka-raios pka-raios _ [email protected]

- Sistemas

- Condutores

60s zincados

pam

dos kbaco kbacoss D

NBR 7270 - Cabos Especifica@c NB NBR R 7271

para o dimensionamen dimensionamento to a&eas el&ica.

No Nomw mw

NBA 6471 - Eletrot&nica el&icos - Terminologia

de diferentes diferente s

1 Objetivo E&a

desta

NB NBR R 5460 - EletroVJcnica elkicos - Teninologia

do resfriamento urn curto-circuit0 curto-c ircuit0

fase-terra E - Utilizap~c Utilizap~c de cabos p&m-raios se@es F- Determinna$Ho a$Ho de correntes corren tes em raios durante falta para a terra transmissZ0 G - Exemplo de utilizaq& utilizaq&zz combinada do Anexo C e greficos do Ane w

complementares

NB NBR R 636 63699 - Cabos de aluminio liga CAL e cabos cabo s de alumfnio liga corn alma alma de a$o CALA nus, para tins el&icos - Especifica@ c

detennina@o da eleVa@C de em cabos p&m-raios durante

ANEXO ANE XO

de Linhas

I48 p&ginas

Cabo p&a-raios

2 Documentos

SUMARIO

e Desempenho

de transmissHo

e

de aluminio

- Condutoras

a&eas corn cificaqH0

ou sem

cor cornn

de alumfnio cobertura

alma

de aqo -

para instala@es protetora

- Espe-

 

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impressa

pelo Sistema

CENWIN

NBR 8449/1984

3 Defini@ea 3.1 OS tsrmos

usados nesta Nor Norma ma sk definidos nas NBR 5471, NBR 5460. NBR 5422, NBR 5369, NBR 5908, NB NBR R 7270 s NBR 7271. 7271 .

4 Condi@es

gerais

4.1 0 dimensioname dimensionamento nto em conta aspecto aspectoss objetivando: a) manter sua de seguraya previstas;

para o dimensionamento dos cabos pira-raios el&ricos. mec6nicos

integridade em todas

corn sticiente marg margem em as condi@?s de trabalho

b) minim mizar izar a ocorr6ncia de vibra@es podem pode m danificar o cabo precocemente; c) suporiar eventuais eventuais monof&kas.

de dew w levar e t8rmicos.

correntes

e6licas,

que

de curto-circuito

4.1.1 0 cabo a ser ad&ado deve satisf satisfazer, azer, simultaneamente, aos requisites de ordem mec6nica e t&mica. A escolha da se@o e do material material deve ser feita de modo que OS cabos suportem, sem aquecimentos prejudiciais, as corren correntes tes el&rfcas el&rfc as que por eles circularem durante faltas para a terra. Nesse particular, B importante considew, dew , entre outros, a temperatom temperatom m6xim maa adm admisslvel, isslvel, os tempos de atua@o da proPa proPa+% +% as caracteristic carac teristicas as de rsligamento dos disjuntores e rel& e as condiq6es operativas.

5 Critkios

para a escolha

da seq5.o condutora condutora

5.1 A se@o condutora do cabo pka-raios deve ser definida da fona que a corrente corrent e que circula no mesmo, mesmo, durants uma falta para a terra, nHo provoque aquecimento aquecimento excessive exces sive que possa determinar along alongamento amento permanente ou redu@m da carga de ruptura acima de valores preestabelecidos, reduzindo as distancias de seguran$a e colocando em tisco a seguranqa eletromec%ka da linha. 6.2 Recomenda-se Recomenda-s e cabos pbra-raios a) 200% b) 400°C cobre.

limitar a tempera temperatura tura aos seguintes seguintes ValOres:

para cabos para

cabos

CAA, CALA de aqo,

maxima

dos

e CAA-EF; ace-aluminnio io

e aqo-

5.3 Uma vez estabe estabekcido kcido o tempo m&im moo de elimina@o do curto-circuito, curto- circuito, as correntes corren tes mkd mkdmas mas admissiveis para OS cabos de a$o. a$o-aluuminio minio e a$osobre, CAA, CALA a CAA-E CAA-EF F devem ser fixada s am fun@o da temperaturn atingida pelo cabo quando da elim mina@o ina@o do cwto cw to-circuito. Estes E stes valores de corrente corrent e pode podem m serobtidos diretamente tame nte das Tab&s 1 a) a 1 d) do Anexo A ou das wry as das Figuras 1 a 3 do Anew B. 5.4 Deve-se levar em conta o efeito cumulative da eleva$Zo de temperatura sobre o cabo p&a-r&s, devido a curios-circuitos sucessivos, bem bem com comaa o efeito de de resfdamento do cabo durante OS intewalo intewaloss entre OS desligamemos e OS religamentos religamento s (manual ou automitic automitico) o) do circuito. 5.4.1 OS dbacos para determinaqBo determinaqBo da eleva~Bo de temperatura, bem coma OS OS grific grificos os de resfriamento para OS cabos de aqo, aqo-alumfnio a aco-cob aco-cobre, re, CAA, CALA e CAA-EF CAA-E F e para diversa diversass condi@es ambientes s&z mostrades nas F Figuras iguras 4 a 7 (Anexo C) e 16 a 29 (Anexo D), respectivamente. 5.4.2 Urn exemplo de utiliza@o combinada combinada dos dbacos do Anexo C e dos grtif grtificos icos do Anexo D para an&z de curlo-circuit0 curlo-cir cuit0 sucassivo sucas sivo B apresentado no Anexo G. 5.5 A escolha do cabo pkwaios deve levar em coma o eventual acrkzimo nas correntes corren tes de curto-c curto-circuit0 ircuit0 corn a amplia$Zo a$Zo ou altera@o da conffg conffgura@o ura@o do sistema.

6 Utiliza@o

seletiva

6.1 Desde que a escolha da se@o do cabo p&a-raios seja feita em fun& da corrente m&d m&dma ma de curto-c curto-circuito ircuito e considerando que &a corrent correntee vada ao longo da linha, tendo seu maior valor nas etiremidades (proximidade das subests subests@es). @es). poderE\o ser utilizados cabos de sedges diferente d iferentess nos trechos trecho s extremes e intermedikios kios da linha, conforme esquema mostrado no Ane w E. 6.2 Recomenda-se no Anexo F urn m&d m&doo de cdlculo simplificado. que podeti ser utilizado para determina@o determina@o das correntes no cabo pAra-raios sm fun@o das corranks de curto-circuit0 para a terra.

IANEXO A

 

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ANEXOA-TABELAS Tabela la - Correntes

mrhlmas

admissiveis

em cabos p&a-raios

(kA) -Temperat -Temperatura ura

initial

- 20”CTTemp 20”CTTemperatu eratura ra

final - 200°C

Cabos de aluminio Tempo de eliminqBo do curio-circuit0

l-

CALA

CAA

CAA-EF

57,li mmz 6/l

107,18 mm2 6/i

67,38 mm2 6/l

(2/O AWG)

(4/O AWG)

(2/O AWG)

61

25,o

41 ,o

27,O

02

l&O

29,O

IQ,0

50,o -

0,3

15,o

23,5

15,7

41 ,o -

0,4

13,o

20,5

13,5

OS

11,5

19,o

12,0

36,O 32,O -

I,0

799

13,o

a,5

(9

. _,~,-.... ,-.... ^I ~.....,... ._-..,-.- , -l”.-.-..-“l,-_

-.-_..” .,-,_

e L

26ff 70.0 -

22.3 -

^

 

Cópia não autorizada

Tabela

mhximas

admissiveis

em cabos

Cabos

Tempo de [email protected] do curto-circuit0

(4

1 b - Corrante s

Cabos

7,9 mm

9,5mm

(5/l 6”)

(3/S”)

AR

AR/EAR

p hra-raios

(kA)

de aqo-cobre Cabos

de aqo

11,l

mm

12,7 mm

7NQlOAWG (5/l 6”)

(7/l 6”)

(l/2”)

Tipo

EAR

EAR

30 AR

40 AR

7N’EAWG WV

7NslOAWG (7/l 6”)

Tipo

Tipo

(l/2”) 1

30 AR

40 AR

30 AR

7N’12

7NQ9

40 AR 30 AR 40 AR

AWG

7,5

10,o

15,0

19,5

11,7

13,4

18.6

21,4

23.5

27,0

29,8

3430

5,O

0,2

5,3

7.3

10,6

13,8

8,3

9,5

13,2

151

16,6

19,O

20,9

2400

3-5

OS3

4,3

5.9

11,2

8,7

7,8

10,7

12,3

13.6

15,5

17,l

1996

AWG

0,4

3,7

52

7.5

94

5,8

ii,7

9,3

10,7

11,7

13,5

14,8

17,0

0,5

3,3

436

67

8,7

5,2

6,0

8,3

9,6

10,5

12,O

13.2

15,2

14

2,4

3,3

498

62

3.7

4,3

5,9

6,8

8,5

9,4

10,8

15,8

7,O

2.9 25

AWG

10,l

11,2

5,7 I

794

7NQ7

Tipo

O,l

837

de a$o-aluminio

7N’6AWG

9,l I

5,O

7,9

2,2

4,4

7,O

1,6

3,2

5,O

. _,~_,_. _,~_,_.^I ~.....,... ._-..,-.-, _l”.-.-..-“l,-_

 

-.-^..“..-._

^

Cópia não autorizada

Tab&a

1 c - Corrente s

maximas

admisslveis

em cabos

pha-raios

(kA) -Temperatura

Cabos

da a$o-cobre I 8NQ8AWG 7N’7AWG (7/l 6”) (3/V)

- 2O’CITemperatura

de aqo 7NQlOAWG 7NQlOAW G (5/l 6”)

7.9 mm (5/16”)

9,5 mm (3/E”)

11,1 mm (7/l 6”)

12,7 mm (l/2=)

AR

AR/EAR

EAR

EAR

O,l

6,2

II,3

16,5

21,4

02

58

60

11,7

15,l

0.3

4,7

635

9,s

12,3

0.4

4,l

57

8.3

IO,7

0.5

3,7

51

7.4

93

1.0

2,6

336

52

64

I 1

Tipo

I 1

ipo

I

Cabos

30AR

40AR

30AR

40AR

de ace-aluminio

(l/2”) 7NQ12

iiLk&&& SOAR 40AR

- 350°C

7t@6AWG

I

Tip0

final

I

Cabos

Tempo de eliminq&o do cwto-circuit0

(9

inlclal

7NQ9

7N’7

30 AF -

17,3

32,3

22,9

-

26.3

1

3,8

1

7, 7

12,2

18,7

10.0

16.2

8.6 7,7

4,0

4,6

6,4

7,4

8.1

9.3

5,5

 

Cópia não autorizada Cbia imwimw-zssa zssa

w-4 0 Siste Sistema ma

CE CENWI NWIN

NBR 8449/l

6

f r.

984

 

Cópia não autorizada

C6pia

impressa

pelo Sistema

CENWI CENWIN N

7

NBR8449/1984 BR8449/1984

ANEXO ANEX NEXO O

B - Gtificos

Figura igura

1 - Cabcs

CAA, CAIA

Figum Figu igu igum m

2 - Cabos

de ap. ap.

Figuras iguras

3a, 3b e 3c - Cabos

para a determinna@o a@o

da corrente

Nota: ota:

e CAA-EF.

de de ap-alumini uminio

e aqo-cobre.

mkima

admissivel

em cabos

p&a-ralos

Fci adctadc c valor de 20°C para a temperatura initial al ~AlCulOs de e cabs ncu)s para a elabwa~Sc dos gtificos das as Figuras Figura s 1 a 3.

 

Cópia não autorizada C6pia impressa impres sa

8

pelo

Sistema

CENWI CENWIN N

NBR 8449/1984

 

Cópia não autorizada C6pia impressa impre ssa

NBR 8449/i

pelo

Sistema

CENWIN

984

I

II I

a

b t a

0 8 -cu” G ?

9

H-H I I- 1

a

i 1

 

Cópia não autorizada C6pia impressa impre ssa

10

pelo

Sistema

CEN CENWIN WIN

NBR 8449/l

984

 

Cópia não autorizada C6pia impres impressa sa

NBR 8449/19&l

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

-

11

 

Cópia não autorizada C6pia impressa

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

NBR 8449/1984

 

Cópia não autorizada

C6pia

NRR

impressa

pelo Sistema

CENWIN

8AAW1984

ANEXO

C - hbacos hbaco s

para determina@o

da eleva+o

de tamperatura

am cabos cabo s

p&a-ra p&a-raios ios

durantecurtos-circuitos

Figuras

4 a 6. Cabos

CAA e CALA.

Figuras

7 a 9 - Cabos

CAA-EF.

Figuras

10 e 1 1 - Cabos

de a$o.

Figuras

12 a 15 - Cabos

de acocobre.

Figuras

16 e 17 - Cabos

de qoqo-alumini aluminio. o.

Exemplos

de utiliza@o

Considere-se guintes IQ Case:

o cabo

2* Caso: Dois curtos-circuitos de dura@o cada urn:

dos tibacos CAA

2/O AWG

(Figura

4) e OS se-

cases: Curto-circ Curto-circuito uito

de 10 kA a dura@

de 0,4 s:

Considemndo-se a temperatura initial initial do cabo igual a 20&C, verifica verifica-se -se qua o cabo atinge uma temperatura de cerca de 120°C ap ap6s 6s o cuTto.

sucessivos

de 12 kA e 0,4 s

Para “ma temperatura tempera tura initial do cabo igual a 20°C. o abaco forne fornece ce urn valor de temperatura final de cerca de 160% ap6s o prim mei eim curto. Ap6s 0 Segundo curto-c curto-circuito ircuito de mesmas intensidades (12 kA) e dura@o (0,4 s). considerandose agora a temperatura inicial do cabo igual a 16O”C, obtbm-se, porinterpola@o, a temperatura final do cabo aproximadamente madamente igual a 320°C.

 

Cópia não autorizada C6pia impress impressaa

14

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

NBR 8449/l

984

 

Cópia não autorizada C6pia impre impressa ssa

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

BR 844911984

z % I i ‘KVWd

15

I i i i i t3

 

Cópia não autorizada C6pia impressa impres sa

pelo

Sistema

CENW CENWIN IN

16

NBR 844RlI

\

h

h

\

\

I

WAC

 

Cópia não autorizada C6pia impressa

NBR8449/1984

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

I

I

I l-r-

I

 

Cópia não autorizada C6pia impressa impress a 18

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

NBR 8449/l

984

 

Cópia não autorizada C6pia impres impressa sa

NBR 844911984 I

pelo

Sistema

CEN CENWIN WIN

19

 

Cópia não autorizada Cdpia impressa impress a

20 I

pelo

Sistema

CENW CENWIN IN

NBR 844911984

 

Cópia não autorizada C6pia impressa

pelo

Sistema

CEN CENWIN WIN

NBR 844911984 -

21

 

Cópia não autorizada C6pia impres impressa sa

22

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

NBR 844911984

 

Cópia não autorizada C6pia impressa

IR8449/1984

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

23

 

Cópia não autorizada C6pia

impres impressa sa

pelo

Sistema

CENWI CENWIN N

//’ /’ / /’ 3a3’

 

Cópia não autorizada C6pia

NBR 8449/l b

984

impres impressa sa

pelo

Sistema

CENWIN

25

 

Cópia não autorizada C6pia impre impressa ssa pelo

Sistema

26 b

CENWI CENWIN N

NBR8449f1984

I

I

I

I

I

I

H

I CI

05 *:

ii

/,f; rl’l’: ,q/,‘Pr

 

Cópia não autorizada C6pia

8449/l

984

impressa

pelo

Sistema

CENW CENWIN IN

27

I

 

Cópia não autorizada C6pia impres impressa sa

:I I

/+-@-I

pelo

Sistema

I

/

/ /

/

/’

-0):

/

I

J

CEN CENWIN WIN

NBR 844911984

ANEXO ANEX O

D - Grsificos Grsif icos

para

Figuras

18 a 20 _ Cabos

CAA e CALA

Figuras

21 a23 - Cabos

CAA-EF.

Figuras

24 a 26 - Cabos

de aC0.

Figuras

27 a 29 - Cabos

aqwxbre aqw xbre

Exemplo

de utiliza@o

determina determina@o @o do resfriamento curto-circuftofase-terra

Nota:

ap6s

levar

par:

a temperatura

do cabo

Na elatma elatmap~o p~o parametros:

dos gr&f gr&ficos icos foram fixados fixad os OS seguhtes

a)temperatura

ambien ambiente te

= 20% (sem vento);

b) coeficiente coeficient e mddio):

de abso@o

e de emisslvtdade

= 0.5 (valor

c) sol a pino; min d)azimute do sol coincidente do cabo.

1,s min = tempo para de 200°C a 160°C:

urn

e aqo-alu aqo-aluminio minio

dos grific grificos os

30 min - 1.5 min = 28,5

pka-raios

30 min = tempo para de 200°C 200°C a 25°C.

Considera-s e Considera-se no gref grefico ico 18 o cabo C CAA AA 2/O AWG (sem sol). Se a temperatura do cab0 logo ap& o curto-Circuit0 curto-C ircuit0 for 16O”C, o tempo necesshio para leev&lo v&lo a 25°C seri dada

de cabos

levar

a temperatura

do cabo

cull

o azlmute

da direp&

 

Cópia não autorizada C6pia impres impressa sa

NBR 8449/l

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

984

29

t

I I

I I

c

f’

,

 

Cópia não autorizada C6pia impres impressa sa

pelo

Sistema

CEN CENWIN WIN

NBR 8449/l

30

IIIIIllIIII IIIIIIIIIII

I II II II II II

I

I

I

I

II I II I‘r”

984

 

Cópia não autorizada C6pia impressa impres sa

NBR 844911984

pelo

Sistema

CENW CENWIN IN

31

 

Cópia não autorizada C6pia impressa

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

NBR 844911984

-

 

Cópia não autorizada C6pia

rl8449l1984

impress impressaa

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

33

 

Cópia não autorizada C6pia impress impressaa

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

NBR 8449/l

34

ntllllllllliiiiII~~II

i

984

 

Cópia não autorizada C6pia impre impressa ssa

BR 844911984

pelo

Sistema

CENWIN

35

 

Cópia não autorizada C6pia

impres impressa sa

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

NBR 844911984

 

Cópia não autorizada C6pia

;R 844911984

impres impressa sa

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

37

I

4

 

Cópia não autorizada C6pia

impress impressaa

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

NBR 844911984

 

Cópia não autorizada C6pia

NBR 8449/l

984

impres impressa sa

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

39

 

Cópia não autorizada C6pia

40

impres impressa sa

pelo

Sistema

CENWIN CENWIN

NBR 844911984

 

Cópia não autorizada C6pia

impres impressa sa

pelo

Sistema

CENW CENWIN IN

__--_--_-.

---------

 

Cópia não autorizada

C6pia

impressa impressa

pelo Sistema

CENWIN

NBR 844911984

42

ANEXO ANEX O

F - Determinaqk

de correntes em cabos pkw pkwaios aios em linhas de transmissk transm issk

falta para a terra

onde:

F.l IntroduqZo F.l.l

Cluando da ocorr&ncia de uma falta para a terra em uma linha de transmiss% ou em uma subesta@o, a correntee de curtocorrent curto-circuit circuitoo se distribui entre OS cabos pkar&s, suportes da iinha e malha de aterramento da subesta@o. A determina@o determina@o exata d&a [email protected] envolve c&x~los complexes que geralmente exigem o use de computadores. F.1.2 A seguir B apresentado urn mbtodo aproximado de calculo das corren correntes tes no c&o p&m-raios em func8.o func8. o da correntee de curto-circuit0 corrent curto- circuit0 total, para falta faltass na linha ou na subesta@o, corn os cabos p&a-raios conectados conectad os ou nHo a malha malha de aterramento. F.1.3 Neste m&do B considerado que as faltas na linha ocorrem no sup&e (cas (casee mais freqtien freqtiente) te) e que, existindo mais de urn cabo p&a-raios em urn mesm mesmoo suporte, a correntee se divide igualm corrent mente ente entre eles.

F.2 DescriqBo

durante

do m6todo

de &lculo

F.2.1 A Figura 30 represent representaa o trecho de uma linha linha de tansmiss% tansm iss% na saida de uma subest subesta$Ho. a$Ho. onde R, e RP s80, respectivamente, as resistk resistkxias xias da malh malhaa de aterramento da subesta$Bo e dos ~6s dos suporte suportess da linha e r, a resist&ncia do trecho do cabo pka-raios entre dois supodes adjacentes. Na Figuras 31 e 32 estao rer epresentadoss presentado OS circuitos circuito s el&ricos equivalentes, para faltas pare a terra na subesta@o e no primeiro suporte da linha

1,

= corrente

no cabo

pAra-raios

n

= nljmero nljmero

de cabos

p&a-r&s

(A) da linha

R4 = resistBncia do circuit0 em cascata cascat a equivalente g linha de transmiss5o vista da subesta subesta-eo I. F.2.3 rente

(a

= corrente

de curlo-circuito

total

(A)

No case de falta no primeim meim suporte da linha. no cabo pka-raios 6 dada por (Figura 32): a)cabos pir a-raios pira-raios subesta@oo;

lb = b) cabos @to;

It, =

desconectados desconect ados

5 [ .(%+r+R+J p&a-&x

da

malh malhaa

a corcor -

da

1g

conectados conectado s

k malh malhaa

A, V + Req) Req)

da subest subestaa-

i8