Dispositivo para medição da impedância de aterramento de torres de linhas de transmissão
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Fernando Henrique Silveira
Breno Dias Rodrigues
Breno Dias Rodrigues
Resumo
Neste trabalho descreve-se a nova versão de dispositivo desenvolvido para registro e medição da resposta impulsiva de aterramento para aplicação na medição da impedância impulsiva do pé de torres de linhas de transmissão e estimativa do valor de resistência de baixa frequência. Contempla-se, também, a análise de testes experimentais desenvolvidos em laboratório e em campo para avaliar o desempenho do medidor. Para se alcançar o objetivo da dissertação foram desenvolvidos três medidores. Os dois primeiros possuem gerador de impulsos embutido de 500 V, como na versão protótipo do medidor original. O terceiro medidor inclui gerador de 1000 V e módulo externo de filtragem acoplável ao circuito de medição de tensão. Foram desenvolvidos hardware e firmware específicos. O hardware contempla módulos eletrônicos analógicos, sendo um gerador de impulsos, circuitos auxiliares de alimentação e de aquisição e condicionamento de sinais, todos controlados por um DSP (processador digital de sinais), onde está embarcado o firmware do medidor. Além disso, o instrumento permite o registro de 41 medições e capacidade de transferência de dados para um computador via protocolo serial RS-232. Os testes experimentais demonstraram que a terceira versão final do medidor apresenta as características operacionais e de configuração almejadas para aplicação na avaliação da resposta impulsiva de aterramentos de linhas de transmissão. Trata-se de medidor de baixos custo e peso, robusto e de operação estável. O dispositivo, alimentado de forma autônoma por bateria, possui recursos para pronta verificação da consistência da medição, notadamente display LCD para visualização durante teste das formas de ondas de corrente injetada no aterramento e de elevação de potencial no solo. Inclui, também, memória flash interna, que constitui recurso para registro completo dos dados de cada ensaio e para sua transferência para computadores para eventual tratamento externo dos dados. Particularmente, indicaram o bom desempenho do medidor no seu uso conjugado a metodologia específica de medição que usa o arranjo OATL (linha de transmissão artificial com terminação em aberto), a qual possibilita reduzir a distância do comprimento do circuito de medição de corrente para a ordem de 20 m.
Abstract
This master’s dissertation describes a new version of a device developed for the record and measurement of the grounding impulse response for application in the measurement of tower footing impulse impedance of transmission line towers and in the estimation of the corresponding low-frequency resistance value. The results and analysis of the laboratorial and field experimental tests performed are approached to assess the performance of the device. In order to reach the objective of this dissertation, three meters were developed. The first and second ones have an embedded 500 V impulse generator, as the prototype version of the original meter. The third one has a 1000 V impulse generator and external filtering module that is connectable to the voltage measuring circuit. Specific hardware and firmware were developed. The hardware includes analog electronic modules, consisting of an impulse generator, auxiliary power source circuits and acquisition and signal conditioning circuits, all controlled by a digital signal processor where the firmware is embedded. Furthermore, the device allows the record of 41 tests and is capable to transfer data to a computer through serial protocol RS-232. Experimental tests showed that the third version of the meter presents operational characteristics and configuration desired for application in the assessment of the impulse response of transmission line grounding electrodes. It is a low cost and low weight device, robust and of stable operation. The instrument, independently fed by batteries, has resources for instantaneous verification of the measurement consistency, notably a LCD display for visualizing the current impressed to the grounding electrode and ground potential rise waveforms during the test. Is also includes an internal flash memory, which is a resource for the complete record of each test data and for its transfer to a computer in order to perform a digital signal processing. In particular, tests pointed out a good performance of the meter associated with a specific measurement methodology that uses the OATL (open-ended artificial transmission line) set up, which makes possible to reduce the distance of the current measurement circuit to about 20 m.
Assunto
Engenharia elétrica, Linhas elétricas - Postes e torres, Correntes elétricas - Aterramento, Impedância (Eletricidade), Instrumentos de medição
Palavras-chave
Impedância de aterramento, Torres de linhas de transmissão, Medidor eletrônico portátil, Gerador de impulsos, Corrente de retorno, Descargas atmosféricas