Análise teórico-experimental da ionização do solo submetido a campo elétrico de alta intensidade e não uniforme gerado por correntes impulsivas

dc.creatorÍcaro Oliveira Viana
dc.date.accessioned2022-04-01T19:21:36Z
dc.date.accessioned2025-09-09T01:19:30Z
dc.date.available2022-04-01T19:21:36Z
dc.date.issued2021-08-24
dc.description.abstractThis thesis presents the results obtained from the analysis of a large database of impulsive current tests applied to fifteen soil samples arranged in a coaxial cylindrical vat, representing an electric field scenario with a non-uniform characteristic. Each sample was tested at three different moistures (natural, 5% moisture and 10% moisture) and the tests were performed for two wavefront times (fast front, referring to impulsive currents with characteristics of subsequent return strokes and slow front, concerning with the first strokes). Although soil ionization has already been widely investigated, the construction of such an extensive database for the analysis of the dynamics of the effect evolution, contemplating the effects of resistivity, moisture and wavefront time, is pioneer. Altogether, more than 7,300 tests were validated with recording of impulse voltage and current waves obtained from a 600kV impulse generator. A computational routine was created to process the database and carry out the proposed analyses. It was observed that variables such as moisture, wavefront time and resistivity don't significantly influence the evolution of the ionization process, with the intensity of the electric field being the determining parameter for the occurrence of the phenomenon. For the considering the soil ionization effect, the work suggested using a curve relating the linear density of current dispersed from the electrode to the soil with an increased equivalent radius of the electrode. This curve was obtained considering the decrease of the transient impedance of samples as a function the electric field strength at the electrode surface. Attributing a conservativeness degree to this curve (e.g., decreasing the linear current density in about 10%, corresponding to an increase of the same order of the electric field intensity), allows using it for taking the ionization effect of generic soils around cylindrical conductors into account.
dc.description.sponsorshipOutra Agência
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/40705
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectEngenharia elétrica
dc.subjectCampos elétricos
dc.subjectImpedância (Eletricidade)
dc.subjectIonização
dc.subject.otherIonização do solo
dc.subject.otherImpedância transitória
dc.subject.otherResistividade do solo
dc.subject.otherCampo elétrico
dc.subject.otherRaio equivalente
dc.titleAnálise teórico-experimental da ionização do solo submetido a campo elétrico de alta intensidade e não uniforme gerado por correntes impulsivas
dc.typeDissertação de mestrado
local.contributor.advisor1Silvério Visacro Filho
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0210093975299031
local.contributor.referee1Fernando Henrique Silveira
local.contributor.referee1Ronaldo Eugênio de Souza Filho
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9910964971063451
local.description.resumoEsta dissertação de mestrado apresenta os resultados obtidos a partir da análise do vasto banco de dados estruturado de ensaios de corrente impulsiva aplicada a quinze amostras de solo dispostas em cuba cilíndrica coaxial, representando cenário de campo elétrico com característica não uniforme. Cada amostra foi testada em três diferentes umidades (natural, 5% de umidade e 10% de umidade) e os ensaios foram realizados para dois tempos de frente de onda (frente rápida, referente a sinais impulsivos com características de descargas subsequentes e frente lenta, referente a primeira descarga). Apesar do tema ionização ter sido já amplamente investigado, a construção de banco de dados tão extenso para a análise da dinâmica da evolução efeito, contemplando os efeitos da resistividade, umidade e tempo de frente de onda é pioneira. Ao todo foram mais de 7.300 ensaios validados com registro das ondas de tensão e corrente impulsivas obtidos a partir de gerador de impulso de 600kV. Foi elaborada rotina computacional para processar o banco de dados e realizar as análises propostas. Observou-se que variáveis como umidade, tempo de frente de onda e resistividade não influenciam de forma relevante a evolução do processo de ionização, sendo a intensidade do campo elétrico o parâmetro determinante para a ocorrência do fenômeno. Para o cômputo do efeito de ionização do solo foi proposta uma curva relacionando a densidade linear de corrente dispersa para o solo com o aumento do raio equivalente do eletrodo. Tal curva foi obtida a partir da relação entre diminuição da impedância de transitória de amostras de solo e a intensidade de campo elétrico na superfície do eletrodo. Atribuindo-se um grau de conservadorismo a esta curva (do tipo da redução de 10% da densidade linear de corrente, correspondendo a acréscimo de mesma ordem na intensidade do campo elétrico), é possível quantificar com aproximação razoável o efeito de ionização de solos genéricos no entorno de condutores cilíndricos.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

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