Modelo térmico para barramento de cobre e conexões elétricas para o design interno de painel elétrico

Abstract

A infraestrutura de distribuição de eletricidade segue rígidos e complexos arranjos para garantir a disponibilidade no fornecimento de energia elétrica para os consumidores. Tais arranjossãocompostosporumavariedadedeequipamentosresponsáveispeladistribuição, proteçãoecontroledascargaselétricasemseusdiversosníveisdepotênciaelétricaeclasse de tensão. Cada equipamento fabricado segue padrões de engenharia fundamentados em normas técnicas de origem nacional e internacional. Um dos equipamentos responsáveis pela distribuição, proteção e controle das cargas elétricas e circuitos elétricos são os painéis elétricos. Nos painéis elétricos, os principais problemas que podem provocar uma interrupção no fornecimento de energia elétrica têm origem térmica, ou seja, aquecimento interno excessivo. Neste contexto, neste trabalho é apresentada a modelagem matemática do comportamento da elevação de temperatura em painéis elétricos. Essa modelagem está baseadanosarranjosdosbarramentosdecobreeconexõeselétricasexistentesemumpainel. Para permitir a validação do modelo proposto, foi construído um protótipo de um painel elétrico. Esse protótipo foi testado e monitorado, sob condições variadas de refrigeração e disposição dos seus arranjos internos. Foi aplicado ainda, ao barramento principal do painel uma corrente de 800A. Foi desenvolvido um algoritmo para realizar a simulação de arranjos de barramentos em painéis elétricos. Porfim,o modelo proposto é validado,e seu desempenho analisado. Com erros relativos inferiores a 5%, o modelo proposto permite ao projetista avaliar as condições de operação do painel projetado. Assim, é possível ajustar possíveis falhas, garantindo que depois de montado o mesmo seja aprovado nos ensaios definidos pelas normas vigentes.