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http://hdl.handle.net/1843/33906
Tipo: | Tese |
Título: | Desenvolvimento de dispositivo original para medição e registro de ondas de corrente de descargas atmosféricas |
Autor(es): | Listz Simões de Araújo |
primer Tutor: | Silvério Visacro Filho |
primer miembro del tribunal : | Clever Sebastião Pereira Filho |
Segundo miembro del tribunal: | Fernando Henrique Silveira |
Tercer miembro del tribunal: | Osmar Pinto Júnior |
Cuarto miembro del tribunal: | Marcelo Saba |
Quinto miembro del tribunal: | Claudia Rejane de Mesquita |
Resumen: | A representação da forma e amplitude da onda de corrente de descarga atmosférica constitui elemento fundamental para definição e dimensionamento das práticas de proteção contra o fenômeno. As estações de pesquisas que realizam o registro de formas de ondas de correntes de descargas a partir de torres instrumentadas requerem investimentos altos para sua construção e operação, o que inviabiliza a aquisição de dados de várias localidades em uma determinada região. O trabalho de doutorado consistiu na concepção e desenvolvimento de um dispositivo, capaz de medir e registrar a forma de onda da primeira corrente de retorno de descargas atmosféricas por meio do campo eletromagnético próximo. Tal dispositivo, de custo reduzido e baseado em DSP, tem o propósito de fornecer uma alternativa consistente aos sistemas tradicionais de medição de correntes impulsivas. Desenvolveram-se dois sistemas de medição, sendo a principal diferença entre eles o sensor de aquisição de tensão induzida. Um utiliza uma antena loop e o outro uma bobina de Rogowski. Ambos os sistemas incluem funções adicionais, tais como acesso remoto, autoteste e transferência de dados que podem ser acionadas remotamente por meio de internet. A validação dos sistemas propostos ocorreu em duas etapas. A primeira baseou-se em ensaios laboratoriais e a segunda na medição de corrente de descargas atmosféricas na estação de pesquisa do Morro do Cachimbo (MCS). Em 2018, instalaram-se quatro dispositivos nessa Estação, sendo três com antena loop e um com bobina de Rogowski. Estes dispositivos registraram a forma de onda de cinco primeiras correntes de retorno de descargas descendentes negativas que atingiram a torre instrumentada de MCS. Os resultados obtidos pelos sistemas desenvolvidos mostraram-se consistentes com aqueles obtidos pelo sistema de medição tradicional. Como continuidade do projeto de doutorado, pretende-se constituir uma rede de dispositivos distribuídos em diferentes localidades numa região determinada por um raio da ordem de 30 km, para composição de uma base de dados local de parâmetros de corrente de retorno num curto período. |
Abstract: | The acquisition of lightning-current waveforms is important for providing parameters required for lightning-protection design and for estimating effects resulting from lightning events. Currently, building and maintaining research stations able to obtain lightning current waveforms from instrumented towers require high investments, which make impossible data acquisition from different places of a specific region. This doctoral project consisted in the design and development of a device for measuring and recording the waveform of the return stroke currents by means of the nearby electromagnetic field. The low-cost device based in DSP has the purpose of providing a consistent alternative to traditional systems of impulsive current measurements. Two measurement systems were developed, the main difference being the acquisition sensor of the induced voltage. One employs a loop antenna, while the other a Rogowski coil. Both systems include additional functionalities, such as remote access, self-test, data transfer, all of which can be controlled from the internet. The validation of the proposed systems was performed in two stages. The first one was based on laboratorial tests and the second one on the measurement of lightning currents at Morro do Cachimbo Station (MCS). In 2018, four devices were installed at MCS, three with a loop antenna and one with a Rogowski coil. These devices recorded the waveform of five first return currents of negative downward lightning that hit MCS instrumented tower. The results obtained by the developed systems were consistent with those provided by the traditional measurement system. As a sequence of the doctoral project, it is intended to build a network of several devices installed in different location in a region, which is determined by a radius of the 30 km, in order to obtain a relevant local database of parameters of lightning currents in a short period of time. |
Asunto: | Engenharia elétrica Antenas loop Bobinas de Rogowski Instrumentos de medição |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Institución: | UFMG |
Departamento: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA |
Curso: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/33906 |
Fecha del documento: | 12-may-2020 |
Aparece en las colecciones: | Teses de Doutorado |
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