Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/31689
Type: Tese
Title: Caracterização de arranjos de aterramento através de medições no domínio do tempo
Authors: Carlos Ermídio Ferreira Caetano
First Advisor: José Osvaldo Saldanha Paulino
First Co-advisor: Celio Fonseca Barbosa
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Wallace do Couto Boaventura
First Referee: Alberto Resende De Conti
Second Referee: Marco Aurélio de Oliveira Schroeder
Third Referee: Rafael Silva Alípio
metadata.dc.contributor.referee4: Alexander Barros Lima
Abstract: Nesta tese um conjunto de conceitos capaz de definir uma nova perspectiva para a caracterização de arranjos de aterramento é desenvolvido, baseado na proposição de três metodologias distintas e totalmente inovadoras de medição. Inicialmente é apresentada uma revisão do tratamento deste assunto na literatura técnica, incluindo desde os trabalhos pioneiros até as publicações mais atuais. Em seguida é apresentado um método de medição da resistência de aterramento. Este método é baseado na carga líquida drenada pelo sistema de aterramento quando o mesmo é excitado por um gerador de impulsos. O teorema que sustenta a proposição do método, publicado recentemente (em 2017), é descrito brevemente, juntamente com o próprio método. Uma vantagem deste em relação aos métodos tradicionais é que ele não é afetado pelas reatâncias, próprias ou mútuas, presentes no sistema de aterramento e nos cabos de medição. Além disso, o método proposto não requer a medição de potenciais de superfície do solo, propensos a interferências devido a não homogeneidades do solo, corpos condutores enterrados e correntes espúrias. Na sequência do trabalho é apresentado um método de medição da impedância de aterramento. Este método pode ser compreendido como uma decorrência do método de medição de resistência proposto, pois o núcleo conceitual de ambos se fundamenta num mesmo arranjo de medição. O método de medição de impedância utiliza apenas correntes em circulação pelo aterramento, i.e., também não requer a medição de potenciais de superfície do solo, eliminando também as interferências devido a não homogeneidades do solo, corpos condutores enterrados e correntes espúrias. Por fim, o último capítulo desta tese apresenta uma metodologia dedicada a caracterização da resposta ao impulso de arranjos de aterramento, tendo como base curvas medidas, seja pelos métodos tradicionais (relação entre as curvas de tensão e de corrente) seja pelo método de medição de impedância proposto (apenas curvas de corrente). A partir das curvas de medição utilizando ondas impulsivas, a metodologia determina um modelo nãoparamétrico do aterramento, que pode ser usado para reconstruir a resposta deste para quaisquer ondas de excitação de interesse. Para todos os métodos são apresentados resultados teóricos e experimentais de validação utilizando arranjos de aterramento reais em solos com diferentes resistividades elétricas. Os resultados mostram que os métodos fornecem valores consistentes e precisos das resistências e das impedâncias de aterramento, além da caracterização segura dos arranjos testados.
Abstract: A set of concepts capable of defining a new perspective for grounding arrangements characterization is developed. It is based on three distinct and totally innovative measurement proposed methods. Initially, a survey of the subject is presented, including pioneer work and the most recent publications. A new method of measuring the grounding resistance is then described. It is based on the measured net charge drained by the grounding system when excited by a pulse generator. The theorem that supports the method has been recently published. It is briefly described, along with the method itself. An advantage of this method with respect to the traditional ones is that it is not affected by the self and mutual impedance of the grounding system and in the measuring cables. Moreover, the proposed method does not require the measurement of surface potentials, which are prone to interference due to soil non-homogeneity, buried conductive bodies, and stray currents. Additionally, a method of grounding impedance measurement is presented. It can be understood as a result of the proposed resistance measurement method, since the conceptual core of both is based on the same measurement arrangement. The impedance measurement method uses only currents flowing through the grounding, i.e. it also does not require the measurement of surface potentials, which are prone to interference due to soil non-homogeneity, buried conductive bodies, and stray currents. The final chapter presents a methodology dedicated to the characterization of the impulse response of grounding arrangements, based on the measured curves, either by the traditional methods (relation between voltage and current waveforms) or by the proposed method of measuring impedance (current waveforms only). From the measurement curves using impulsive waves, the methodology determines a non-parametric grounding model, which can be used to reconstruct the response of this grounding system to any exciting wave. Theoretical and experimental validation results are presented throughout the whole work using real grounding arrangements in low and high resistivity soils. The results show that the methods provide consistent and accurate values of grounding resistance and impedance, as well as a safe procedure for the characterization of the tested arrangements.
Subject: Engenharia elétrica
Correntes elétricas - Aterramento
Identificação de sistemas
Transitórios (Eletricidade)
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/31689
Issue Date: 28-Nov-2019
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