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Volume 10 nmero 3

Pginas: 176-182

Uma Formulao ntegro-Diferencial de 4a. Ordem Aplicada Simulao de Sistemas de Aterramento Metro-Ferrovirios

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

Escola Politcnica da USP
LMAG-Laboratrio de Eletromagnetismo Aplicado
Av. Prof. Luciano Gualberto - travessa 3 n 158
05508-900 So Paulo SP
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Resumo:

Este trabalho apresenta uma nova metodologia aplicada na determinao de potenciais de toque ao longo de uma linha metro-ferroviria eletrificada em corrente contnua, bem como na determinao das distribuies das densidades de corrente de fuga.
Os objetivos principais do trabalho consistem em: avaliar o nvel de tenso a que est sujeito o usurio e/ou equipes de Operao e Manuteno nas condies normais de operao e nas condies de defeito e o nvel de degradao das instalaes fsicas provenientes da corroso eletroltica nas partes metlicas da prpria instalao.

As equaes diferenciais, oriundas da formulao matemtica desenvolvida, acopladas s equaes do circuito alimentador, contemplam o desempenho global de um sistema de aterramento metro-ferrovirio. Estas equaes diferenciais foram obtidas atravs do equacionamento de um trecho elementar do sistema de aterramento, representado por parmetros distribudos, possibilitando a determinao de um circuito eltrico equivalente para um trecho da linha. Este circuito, associado ao circuito alimentador, possibilita uma avaliao global do sistema, cuja soluo, face sua complexidade, levou-nos ao desenvolvimento de um software denominado PCAM (Programa para Clculo de Aterramento Metro-ferrovirio) [15].
Para validao desse software foram realizadas medies na linha 2 - Verde do Metr de So Paulo, sendo esses resultados comparados com os obtidos na simulao computacional.
PALAVRAS CHAVES: Aterramento, correntes de fuga, potencial de toque, corroso eletroltica

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 s 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 -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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