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Title: Análise de sistemas de aterramento submetidos a correntes impulsivas.
Other Titles: Analysis of grounding systems subjected to impulsive currents.
???metadata.dc.creator???: SILVA, João Marcelo Costa Leal da.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: COSTA, Edson Guedes da.
???metadata.dc.contributor.referee1???: FREIRE, Raimundo Carlos Silvério.
???metadata.dc.contributor.referee2???: PEREIRA, Helder Alves.
???metadata.dc.contributor.referee3???: LIRA, George Rossany Soares de.
Keywords: Sistema de aterramento;Correntes impulsivas;Ensaios em campo;Equação genérica;Efeitos reativos;Efeitos transitórios;Ionização do solo;Descargas atmosféricas;Impedância;Gerador de impulso de corrente;Grounding system;Impulsive currents;Field trials;Generic equation;Reactive effects;Transient effects;Soil ionization;Atmosferic discharges;Impedance;Current impulse generator
Issue Date: 20-Dec-2017
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SILVA, João Marcelo Costa Leal da. Análise de sistemas de aterramento submetidos a correntes impulsivas. 2017. 91f. (Dissertação de Mestrado) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2017. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/20189
???metadata.dc.description.resumo???: Um sistema de aterramento consiste em uma ligação elétrica proposital de um sistema físico ao solo. Sua principal característica é de tornar o solo um caminho de baixa impedância, preferencial às correntes provenientes de curto-circuito, desbalanceamento de fases, chaveamentos de manobra ou descargas atmosféricas. Portanto, os sistemas de aterramento podem atuar para correntes em diferentes níveis de intensidade e frequência. O comportamento dos sistemas de aterramento frente a corrente de baixas frequências, é amplamente conhecido. Entretanto, o comportamento frente a corrente de elevada intensidade e frequência, sofre a influência de efeitos ionizantes, indutivos, ou capacitivos, individualmente ou simultaneamente. Como exemplo de corrente de elevada intensidade e frequência, tem-se a corrente impulsiva proveniente de uma descarga atmosférica. Desta forma, o presente trabalho se propôs a analisar o comportamento de sistemas de aterramento frente a correntes impulsivas. Para tanto, foram realizados ensaios experimentais em campo (com injeção de impulsos de corrente) em 4 sistemas distintos de aterramento, instalados em solos de resistividades também distintas. Dos ensaios em campo, foram obtidos os parâmetros, ou variáveis: estratificação do solo; resistência de aterramento; curva da corrente impulsiva; curva da resposta em tensão; curva característica da relação entre tensão medida e corrente aplicada (curva V x I); impedância transitória; impedância impulsiva; coeficiente impulsivo; tempos de frente e de meia cauda dos sinais de corrente e de tensão. A partir daí o comportamento transitório dos sistemas de aterramento foram analisados, e os efeitos transitórios (ionizantes, indutivos ou capacitivos) presentes foram identificados. Foi verificado que o efeito indutivo é influenciado pela quantidade de hastes de aterramento, independente da resistividade do solo, no entanto, quanto mais elevada é a resistividade, mais o efeito capacitivo exerce influência. O oposto ocorre com o efeito indutivo que aumenta com a diminuição da resistividade do solo. Por fim, foi identificada uma equação genérica de coeficientes não definidos que representa a contribuição dos efeitos transitórios, dependentes da frequência, para a resposta em tensão dos sistemas analisados.
Abstract: A grounding system consists of a purposeful electrical connection of a physical system to the ground. Its main characteristic is to make the ground a path of low impedance, preferential to currents coming from short circuit, phase unbalance, switching surge or lightning surge. Therefore, grounding systems can act for currents at different levels of intensity and frequency. The behavior of ground systems against low frequency current is widely known. However, the high current and frequency current behavior is influenced by ionizing, inductive or capacitive effects, individually or simultaneously. As an example of a current of high intensity and frequency, one has the impulsive current coming from an atmospheric discharge (lightning surge). In this way, the present work has proposed to analyze the behavior of grounding systems against impulsive currents. For this, field experiments (with impulsive current injection) were carried out in four different grounding systems, installed in different resistivity soils. From the field trials, the parameters, or variables were obtained: soil stratification; ground resistance; impulse current curve; voltage response curve; characteristic curve of the relation between measured voltage and applied current (curve V x I); transient impedance; impulsive impedance; impulse coefficient; forward and half-stroke times of the current and voltage signals. From then on, the transient behavior of the grounding systems was analyzed, and the transient effects (ionization, inductive or capacitive) present were identified. It was verified that the inductive effect is influenced by the number of ground rods, independent of soil resistivity, however, the higher the resistivity, the more the capacitive effect exerts influence. The opposite occurs with the inductive effect that increases with decreasing soil resistivity. Finally, a generic equation of undefined coefficients was identified that represents the contribution of the frequency dependent transient effects to the voltage response of the analyzed systems.
Keywords: Sistema de aterramento
Correntes impulsivas
Ensaios em campo
Equação genérica
Efeitos reativos
Efeitos transitórios
Ionização do solo
Descargas atmosféricas
Impedância
Gerador de impulso de corrente
Grounding system
Impulsive currents
Field trials
Generic equation
Reactive effects
Transient effects
Soil ionization
Atmosferic discharges
Impedance
Current impulse generator
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Elétrica.
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/20189
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