Dada a importância dos para-raios para a proteção dos diversos equipamentos e instalações nos sistemas de distribuição e transmissão de energia elétrica contra danos provocados por sobretensões transitórias, quer sejam originadas por descargas atmosféricas, quer por estabelecimento e interrupção de cargas reativas (sobretensões de manobra), é apresentada uma nova metodologia de diagnóstico de seu estado. São apresentadas também as formas construtivas dos para-raios com tecnologias de carboneto de silício (SiC) e óxido de zinco (ZnO), as quais são associadas a modelos elétricos de representação completos e simplificados, de forma a facilitar a análise dos métodos de diagnóstico. Os métodos atualmente empregados para o diagnóstico dos para-raios, tanto fora de serviço quanto durante a operação, bem como suas potencialidades e pontos falhos são explanados, para os equipamentos de SiC e de ZnO. O novo método de diagnóstico proposto nesse trabalho é introduzido a seguir, baseado na monitoração da capacitância equivalente e resistência equivalente do para-raio, juntamente com simulações dos diversos tipos de defeitos passíveis de ocorrência em equipamentos de SiC e ZnO, verificando-se os parâmetros de medição afetados por cada um deles, de forma a estabelecer a efetividade do novo método de monitoração para a detecção dos defeitos. Também é apresentado um método para viabilização da monitoração em tempo real de capacitância e de resistência equivalentes, através da técnica de soma vetorial das correntes de fuga, atualmente já empregada para monitoração de buchas capacitivas de transformadores e outros equipamentos. Por fim, são apresentados os resultados esperados com o novo método de monitoração e as sugestões de novas etapas para trabalhos futuros. / Given the importance of surge arresters for the protection of several devices and installations in electric energy distribution and transmission systems from damages caused by transitory overvoltages, either originated from atmospheric discharges or by closing or opening of reactive loads (switching overvoltages), a new methodology for diagnosing their condition is presented. The constructive forms of surge arresters with silicon carbide (SiC) and zinc oxide (ZnO) technologies are presented, as well as their associated electric representation models, complete and simplified, so as to facilitate the analysis of diagnostic methods. Surge arrester diagnostic methods are presented, both off-line and on-line, together with their potentialities and weak points, for SiC and ZnO arresters. The new diagnostic method proposed in this work is introduced next, based on monitoring of the arrester equivalent capacitance and equivalent resistance, followed by simulations of the several possible defect types in SiC and ZnO devices. The measured parameters affected by each defect type are checked in order to establish the effectiveness of the new monitoring method for the detection of arrester problems. A method for making the monitoring of equivalent capacitance and resistance is also presented, by using the vector sum of leakage currents technique, largely used for monitoring of capacitive bushings in power transformers and other equipment. Finally, the results expected with the new monitoring method and suggestions for future work are presented.

Dada a importância dos para-raios para a proteção dos diversos equipamentos e instalações nos sistemas de distribuição e transmissão de energia elétrica contra danos provocados por sobretensões transitórias, quer sejam originadas por descargas atmosféricas, quer por estabelecimento e interrupção de cargas reativas (sobretensões de manobra), é apresentada uma nova metodologia de diagnóstico de seu estado. São apresentadas também as formas construtivas dos para-raios com tecnologias de carboneto de silício (SiC) e óxido de zinco (ZnO), as quais são associadas a modelos elétricos de representação completos e simplificados, de forma a facilitar a análise dos métodos de diagnóstico. Os métodos atualmente empregados para o diagnóstico dos para-raios, tanto fora de serviço quanto durante a operação, bem como suas potencialidades e pontos falhos são explanados, para os equipamentos de SiC e de ZnO. O novo método de diagnóstico proposto nesse trabalho é introduzido a seguir, baseado na monitoração da capacitância equivalente e resistência equivalente do para-raio, juntamente com simulações dos diversos tipos de defeitos passíveis de ocorrência em equipamentos de SiC e ZnO, verificando-se os parâmetros de medição afetados por cada um deles, de forma a estabelecer a efetividade do novo método de monitoração para a detecção dos defeitos. Também é apresentado um método para viabilização da monitoração em tempo real de capacitância e de resistência equivalentes, através da técnica de soma vetorial das correntes de fuga, atualmente já empregada para monitoração de buchas capacitivas de transformadores e outros equipamentos. Por fim, são apresentados os resultados esperados com o novo método de monitoração e as sugestões de novas etapas para trabalhos futuros. / Given the importance of surge arresters for the protection of several devices and installations in electric energy distribution and transmission systems from damages caused by transitory overvoltages, either originated from atmospheric discharges or by closing or opening of reactive loads (switching overvoltages), a new methodology for diagnosing their condition is presented. The constructive forms of surge arresters with silicon carbide (SiC) and zinc oxide (ZnO) technologies are presented, as well as their associated electric representation models, complete and simplified, so as to facilitate the analysis of diagnostic methods. Surge arrester diagnostic methods are presented, both off-line and on-line, together with their potentialities and weak points, for SiC and ZnO arresters. The new diagnostic method proposed in this work is introduced next, based on monitoring of the arrester equivalent capacitance and equivalent resistance, followed by simulations of the several possible defect types in SiC and ZnO devices. The measured parameters affected by each defect type are checked in order to establish the effectiveness of the new monitoring method for the detection of arrester problems. A method for making the monitoring of equivalent capacitance and resistance is also presented, by using the vector sum of leakage currents technique, largely used for monitoring of capacitive bushings in power transformers and other equipment. Finally, the results expected with the new monitoring method and suggestions for future work are presented.