Volume 10 número 3

Páginas: 176-182


Uma Formulação Íntegro-Diferencial de 4a. Ordem Aplicada à Simulação de Sistemas de Aterramento Metro-Ferroviários

José Augusto P. da Silva, José Roberto Cardoso, Cleber Roberto Guirelli, Luiz Natal Rossi

    Escola Politécnica da USP
    LMAG-Laboratório de Eletromagnetismo Aplicado
    Av. Prof. Luciano Gualberto - travessa 3 nš 158
    05508-900 São Paulo SP
    japs@pea.usp.br, cardoso@pea.usp.br, cguirelli@hitech.com.br, natal@pea.usp.br

Resumo:

Este trabalho apresenta uma nova metodologia aplicada na determinação de potenciais de toque ao longo de uma linha metro-ferroviária eletrificada em corrente contínua, bem como na determinação das distribuições das densidades de corrente de fuga.
Os objetivos principais do trabalho consistem em: avaliar o nível de tensão a que está sujeito o usuário e/ou equipes de Operação e Manutenção nas condições normais de operação e nas condições de defeito e o nível de degradação das instalações físicas provenientes da corrosão eletrolítica nas partes metálicas da própria instalação.

As equações diferenciais, oriundas da formulação matemática desenvolvida, acopladas às equações do circuito alimentador, contemplam o desempenho global de um sistema de aterramento metro-ferroviário. Estas equações diferenciais foram obtidas através do equacionamento de um trecho elementar do sistema de aterramento, representado por parâmetros distribuídos, possibilitando a determinação de um circuito elétrico equivalente para um trecho da linha. Este circuito, associado ao circuito alimentador, possibilita uma avaliação global do sistema, cuja solução, face à sua complexidade, levou-nos ao desenvolvimento de um software denominado PCAM (Programa para Cálculo de Aterramento Metro-ferroviário) [15].
Para validação desse software foram realizadas medições na linha 2 - Verde do Metrô de São Paulo, sendo esses resultados comparados com os obtidos na simulação computacional.
PALAVRAS CHAVES: Aterramento, correntes de fuga, potencial de toque, corrosão eletrolítica

Abstract:

A new methodology to evaluate both the touch voltage and the leakage current density distribution along a DC electrified subway or railway track based on a 4th order integral/differential method is presented in this paper.
The main goals of this work concern not only the evaluation of the voltage level to which the users and/or the maintenance crews are submitted but also the degradation level evaluation due to electrical insulation failure caused by the leakage current in the soil.
The 4th order differential equation issued by the distributed model parameters based on the transmission line theory coupled with the network circuit equation, allows us to evaluate the complete performance of the sub/railway grounding systems.
The complexity of the mathematical formulation brought us to develop a software package with a user-friendly interface called PCAM.
This package allows us modeling, for instance, the low insulation in the parts of the track and in the switching machines not only in steady state operation, but also in a short circuit between the supplying conductor and the grounding systems.
The measurements were carried out in line 2 - Green of the Sao Paulo Metropolitan subway in order to validate the presented methodology.
The obtained data were compared with the PCAM results.

 

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Última Alteração 06/11/1999 13:17
por jro