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2. Análisis de estructuras de carga de dos tormentas eléctricas registradas por la red Lightning Mapping Array en el Magdalena Medio colombiano
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Brandon Steven Ardila Murillo, Edison Andrés Soto Ríos, Didier Argüello Barbosa, Heribert Tello Rodríguez, Jesús López Trujillo, and Joan Montanyà
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descarga atmosférica ,estructura de carga ,líder de rayo ,lightning mapping array - lma ,tormenta eléctrica ,Engineering (General). Civil engineering (General) ,TA1-2040 - Abstract
Contexto: A partir de la ubicación de la red Lightning Mapping Array LMA en límites de los municipios de Barrancabermeja y Yondó en 2018, se han tomado datos ininterrumpidos de descargas IC y CG que ocurren sobre esta zona de estudio. Hasta el momento no se han caracterizado tormentas eléctricas en zonas tropicales como el Magdalena Medio mediante el uso de redes de mapeo de rayos de alta resolución y, por tanto, en este trabajo se determina la estructura de carga de dos tormentas registradas por la red Dabeiba - LMA los días 23 y 27 de noviembre de 2018. Método: Basados en métodos de inspección, en la teoría del líder bidireccional, en las diferencias de propagación de líderes positivos y negativos y mediante un algoritmo de visualización de datos se definieron las alturas de los centros de carga de las tormentas estudiadas. Así mismo, usando información de la red LINET, se determinaron posibles descargas CG que ocurrieron en las ventanas de tiempo estudiadas con sus respectivas corrientes y polaridades. Resultados: Ambas tormentas presentan una estructura tripolar; en la tormenta del 23 de noviembre la altura de la región de carga positiva inferior se localizó entre 5 y 7,5 km, la región de carga negativa se identificó entre 7,5 y 9 km y la positiva superior entre 9 y 14,5 km. Para el caso de la tormenta del 27 de noviembre, las regiones de carga positiva inferior, negativa y positiva superior se localizaron entre 4 y 6 km, 6 y 8,5 km y 8,5 y 16 km respectivamente. Conclusiones: En general las alturas de las regiones de carga para ambas tormentas son similares a las encontradas por la red COLMA ubicada en Santa Marta, Magdalena. Se corroboraron líderes de rayos que alcanzaron alturas máximas de 15 km, un poco menores a las reportadas en la región norte de Colombia. more...
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3. Análisis de estructuras de carga de dos tormentas eléctricas registradas por la red Lightning Mapping Array en el Magdalena Medio colombiano
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Ardila Murillo, Brandon Steven, Soto Ríos, Edison Andrés, Argüello Barbosa, Didier, Tello Rodríguez, Heribert, López Trujillo, Jesús, Montanyà, Joan, Ardila Murillo, Brandon Steven, Soto Ríos, Edison Andrés, Argüello Barbosa, Didier, Tello Rodríguez, Heribert, López Trujillo, Jesús, and Montanyà, Joan more...
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Context: From the location of the Lightning Mapping Array (LMA) network at the borders of the municipalities of Barrancabermeja and Yondó in 2018, uninterrupted data of IC and CG flashes that occurred over this study area were taken. So far, no electrical storms have been characterized in tropical areas such as Magdalena Medio through high-resolution lightning mapping networks. Therefore, in this work, the charge structure of two thunderstorms registered by the LMA network on November 23 and 27, 2018, is determined. Method: Based on inspection methods, the bidirectional leader theory, the propagation differences of positive and negative leaders, and a data visualization algorithm, the heights of the recorded thunderstorms’ charged regions were defined. Likewise, using information from the LINET network, possible CG flashes that occurred during the studied time windows were determined along with their corresponding currents and polarities. Results: Both thunderstorms had a tripolar structure; in the November 23 storm, the height of the lower positive charge region was located between 5 and 7,5 km, the negative charge region was between 7,5 and 9 km, and the upper positive between 9 and 14,5 km. In the case of the November 27 storm, the lower positive, negative, and upper positive charge regions were located between 4 and 6 km, 6 and 8,5 km, and 8,5 and 16 km, respectively. Conclusions: In general, the heights of the charge regions in both thunderstorms are similar to those found by the COLMA network located in Santa Marta, Magdalena. Lightning leaders were corroborated which reached maximum heights of 15,88 km, slightly lower than those reported in the northern region of Colombia., Contexto: A partir de la ubicación de la red Lightning Mapping Array LMA en límites de los municipios de Barrancabermeja y Yondó en 2018, se han tomado datos ininterrumpidos de descargas IC y CG que ocurren sobre esta zona de estudio. Hasta el momento no se han caracterizado tormentas eléctricas en zonas tropicales como el Magdalena Medio mediante el uso de redes de mapeo de rayos de alta resolución y, por tanto, en este trabajo se determina la estructura de carga de dos tormentas registradas por la red Dabeiba - LMA los días 23 y 27 de noviembre de 2018. Método: Basados en métodos de inspección, en la teoría del líder bidireccional, en las diferencias de propagación de líderes positivos y negativos y mediante un algoritmo de visualización de datos se definieron las alturas de los centros de carga de las tormentas estudiadas. Así mismo, usando información de la red LINET, se determinaron posibles descargas CG que ocurrieron en las ventanas de tiempo estudiadas con sus respectivas corrientes y polaridades. Resultados: Ambas tormentas presentan una estructura tripolar; en la tormenta del 23 de noviembre la altura de la región de carga positiva inferior se localizó entre 5 y 7,5 km, la región de carga negativa se identificó entre 7,5 y 9 km y la positiva superior entre 9 y 14,5 km. Para el caso de la tormenta del 27 de noviembre, las regiones de carga positiva inferior, negativa y positiva superior se localizaron entre 4 y 6 km, 6 y 8,5 km y 8,5 y 16 km respectivamente. Conclusiones: En general las alturas de las regiones de carga para ambas tormentas son similares a las encontradas por la red COLMA ubicada en Santa Marta, Magdalena. Se corroboraron líderes de rayos que alcanzaron alturas máximas de 15 km, un poco menores a las reportadas en la región norte de Colombia. more...
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- 2022
4. Análisis de estructuras de carga de dos tormentas eléctricas registradas por lared Lightning Mapping Array en el Magdalena Medio colombiano
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Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Elèctrica, Universitat Politècnica de Catalunya. LRG - Lightning Research Group, Ardila Murillo, Brandon Steven, Soto Ríos, Edison Andrés, Argüello Barbosa, Didier, Tello Rodríguez, Heribert, López Trujillo, Jesús Alberto, Montañá Puig, Juan, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Elèctrica, Universitat Politècnica de Catalunya. LRG - Lightning Research Group, Ardila Murillo, Brandon Steven, Soto Ríos, Edison Andrés, Argüello Barbosa, Didier, Tello Rodríguez, Heribert, López Trujillo, Jesús Alberto, and Montañá Puig, Juan more...
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A partir de la ubicación de la red Lightning Mapping Array LMA en límites de los municipios de Barrancabermeja y Yondó en 2018, se han tomado datos ininterrumpidos de descargas IC y CG que ocurren sobre esta zona de estudio. Hasta el momento no se han caracterizado tormentas eléctricas en zonas tropicales como el Magdalena Medio mediante el uso de redes de mapeo de rayos de alta resolución y, por tanto, en este trabajo se determina la estructura de carga de dos tormentas registradas por la red Dabeiba - LMA los días 23 y 27 de noviembre de 2018.Método: Basados en métodos de inspección, en la teoría del líder bidireccional, en las diferencias de propagación de líderes positivos y negativos y mediante un algoritmo de visualización de datos se definieron las alturas de los centros de carga de las tormentas estudiadas. Así mismo, usando información de la red LINET, se determinaron posibles descargas CG que ocurrieron en las ventanas de tiempo estudiadas con sus respectivas corrientes y polaridades. Resultados: Ambas tormentas presentan una estructura tripolar; en la tormenta del 23 de noviembre la altura de la región de carga positiva inferior se localizó entre 5 y 7,5 km, la región de carga negativa se identificó entre 7,5 y 9 km y la positiva superior entre 9 y 14,5 km. Para el caso de la tormenta del 27 de noviembre, las regiones de carga positiva inferior, negativa y positiva superior se localizaron entre 4 y 6km, 6 y 8,5 km y 8,5 y 16 km respectivamente. Conclusiones: En general las alturas de las regiones de carga para ambas tormentas son similares alas encontradas por la red COLMA ubicada en Santa Marta, Magdalena. Se corroboraron líderes de rayos que alcanzaron alturas máximas de 15 km, un poco menores a las reportadas en la región norte de Colombia., Peer Reviewed, Postprint (published version) more...
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5. Análise das Variações de Descargas Atmosféricas e de Precipitação Geradas por um Sistema Convectivo no Sudeste Brasileiro
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Luciana Cardoso Neta, Carina Klug Padilha Reinke, Eliton Lima de Figueiredo, and Roseli Gueths Gomes
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tempestade ,convecção profunda ,descarga atmosférica ,precipitação ,Physical geography ,GB3-5030 ,Geography (General) ,G1-922 - Abstract
Neste trabalho são analisadas as variações, no espaço e no tempo, das descargas atmosféricas e da precipitação em superfície provocadas por um sistema convectivo ocorrido na região sudeste do Brasil em outubro de 2007. Foram utilizadas imagens do satélite GOES-10 no canal infravermelho para identificar e rastrear o sistema, dados de descargas atmosféricas detectadas pela RINDAT e de precipitação em superfície de estações automáticas também foram utilizados. Logo após sua formação, este sistema evoluiu como um sistema linear, depois se transformou em um sistema quase circular para, após nova transição, entrar em processo de dissipação. Cada uma das fases de transição apresentou características únicas na evolução das descargas atmosféricas e da precipitação em superfície. A maioria das descargas atmosféricas foi negativa, com tendência a se posicionarem de maneira agrupada, enquanto que as positivas ocorreram de maneira mais espalhada more...
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- 2014
6. Desarrollo de una herramienta computacional para el estudio del comportamiento de los electrodos de puesta a tierra frente a altas frecuencias aplicado a descargas atmosféricas
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Velasco Navas, Byron Gyovanni and Bucheli Ávila, Juan Alberto
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ANÁLISIS DE SISTEMAS ,HERRAMIENTAS (PROGRAMAS PARA COMPUTADOR) ,INGENIERÍA ELÉCTRICA ,DESCARGA ATMOSFÉRICA ,EVALUACIÓN DE TECNOLOGÍA ,ELECTRODOS - Abstract
El presente trabajo consiste en el estudio del comportamiento de puesta a tierra frente a altas frecuencias aplicado a descargas atmosféricas. Por lo que se realiza una investigación teórica de los aspectos importantes del sistema de puesta a tierra, terreno, electrodos y del modelo híbrido formado por la combinación de la teoría de circuitos y campo electromagnético. Además, se emplea la herramienta computacional Matlab© para desarrollar el modelo híbrido y determinar la impedancia de los electrodos de la malla a tierra en función de la frecuencia. En segunda instancia, se valida el modelo con los parámetros base del suelo (𝜇𝑟 = 1, 𝜀𝑟 = 9, 𝜌 = 1000 [Ω𝑚]) y la malla cuadrada (𝑟 = 7 [𝑚𝑚], h = 0.5[𝑚], 𝑛 = 10 [𝑚]) de 10, 20, 30, 60 y 120 metros cuadrados definidos por los Señores Grcev y Heimbach. Por consiguiente, se realizan varias simulaciones alterando los parámetros del suelo mencionados y el calibre del conductor del electrodo con el propósito de observar variaciones en la impedancia de la malla. Cuando se altera el valor de resistividad del suelo entre 100 a 1500 [Ωm] la impedancia no supera los 100 [Ω]; Sin embargo, si presenta materiales ferromagnéticos la magnitud de la impedancia cambia drásticamente, el cual puede deteriorar a la malla. Por lo tanto, se debe toman en cuentas estas consideraciones para observar el rendimiento de la conexión de puesta a tierra. The present work consists of the study of the grounding behavior against high frequencies applied to atmospheric discharges. Therefore, a theoretical investigation of the important aspects of the grounding system, ground, electrodes and the hybrid model formed by the combination of circuit theory and electromagnetic field is carried out. In addition, the M and C type languages are used through the Matlab computational tool to develop the hybrid model and be able to determine the impedance of the electrodes of the mesh to ground as a function of frequency. In the second instance, the model is validated with the base soil parameters (𝜇𝑟 = 1, ε𝑟 = 9, ρ = 1000 [Ωm]) and the square mesh (r = 7 [mm], h = 0.5[m], n = 10 [m]) of 10, 20, 30, 60 and 120 square meters defined by Messrs. Grcev and Heimbach. Therefore, several simulations are carried out altering the mentioned soil parameters and the diameter of the electrode conductor to observe that the magnitude of the impedance of the mesh represents changes less than 30 ohms when the relative permittivity or the diameter of the conductor is manipulated. When the soil resistivity value is altered between 100 and 1500 [Ωm], the impedance does not exceed 100 [Ω]; However, if ferromagnetic materials are present, the magnitude of the impedance changes drastically, which can deteriorate the mesh. Therefore, these considerations must be taken into account to observe the performance of the ground connection. more...
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- 2022
7. Mejoramiento de la coordinación de aislamiento en subestaciones mediante el estudio y análisis de viabilidad en reproducir la reducción de BIL
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Posso Pereira, Pedro Antonio and Orizondo Martínez, Rogelio Alfredo
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LÍNEAS ELÉCTRICAS ,SISTEMAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA - CONTROL ,AISLAMIENTO ,INGENIERÍA ELÉCTRICA ,ANÁLISIS DE REDES ELÉCTRICAS ,OPTIMIZACIÓN MATEMÁTICA ,DESCARGA ATMOSFÉRICA - Abstract
Este artículo tiene por objetivo mejorar la coordinación de aislamiento de una subestación eléctrica por medio de la viabilidad en la reducción de Basic Insulation Level o el correspondiente Standart Lightning Impulse Withstand Voltage definido en IEC 60071. El mejoramiento se lo realizó a una subestación de 230 kV a partir de la metodología desarrollada en IEC 60071 (1 y 2) con un solo descargador de sobretensión por fase. Dado lo anterior, algunos de estos equipos deben cumplir requerimientos de tipo gama II. Bajo la misma metodología se realizó el cálculo de una coordinación de aislamiento mejorada, la cual implicó la modificación del diseño de bahía en los parámetros asociados a un segundo descargador de sobretensión añadido con las mismas características que el inicial. Así, se obtuvo una mejora en las tensiones requeridas soportadas en los equipos mencionados, reduciendo los niveles de BIL. Se tiene como resultado, una factibilidad de ejecución del proyecto tanto técnica como financiera; evidenciando una reducción de las tensiones. This article aims to improve the insulation coordination of an electrical substation through the feasibility of reducing the Basic Insulation Level or the corresponding Standard Lightning Impulse Withstand Voltage defined in IEC 60071. The upgrade was made to a 230 kV substation based on the methodology developed in IEC 60071 (1 and 2) with a single surge arrester per phase. Given the above, some of these equipment must meet type II requirements. Under the same methodology, the calculation of an improved insulation coordination was carried out, which implied the modification of the bay design in the parameters associated with a second added surge arrester with the same characteristics as the initial one. Thus, an improvement was obtained in the required tensions supported in the aforementioned equipment, reducing the BIL levels. The result is a feasibility of both technical and financial project execution; evidencing a reduction in tensions. more...
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- 2022
8. Análise do monitoramento de descargas atmosféricas na área de concessão da companhia força e luz do oeste em Guarapuava, Estado do Paraná - DOI: 10.4025/actascitechnol.v29i1.96
- Author
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Aparecido Ribeiro de Andrade, Maurício Maciel, and Jonas Teixeira Nery
- Subjects
descarga atmosférica ,energia elétrica ,sistema elétrico ,CFLO ,Engineering (General). Civil engineering (General) ,TA1-2040 ,Science (General) ,Q1-390 - Abstract
Objetivando uma análise do monitoramento da incidência de descargas atmosféricas, a região de concessão da Companhia Força e Luz do Oeste (CFLO), localizada no município de Guarapuava, Estado do Paraná, foi selecionada para um estudo realizado no período de janeiro a dezembro de 2003. Após a descrição da dinâmica da entrada de massas de ar, foi possível identificar a ocorrência de descargas atmosféricas e compará-las com as interrupções de energia. Para tanto, foram criados mapas de densidade de descargas atmosféricas dentro da área de concessão da CFLO para posterior análise de sua influência no fornecimento de energia elétrica. O monitoramento das descargas atmosféricas e a comparação da incidência desse fenômeno com a ocorrência de interrupções no fornecimento de energia elétrica possibilitaram concluir que tais eventos estão diretamente relacionados, e que a área rural da região em estudo sofre uma interferência maior. more...
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- 2007
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9. Análise do monitoramento de descargas atmosféricas na área de concessão da companhia força e luz do oeste em Guarapuava, Estado do Paraná = Analysis of the monitoring of atmospheric discharges in the area of cocession of the western força e luz company in Guarapuava, state of Paraná
- Author
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Aparecido Ribeiro de Andrade, Maurício Maciel, and Jonas Teixeira Nery
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descarga atmosférica ,energia elétrica ,sistema elétrico ,CFLO ,atmospheric discharges ,electric energy ,electric system ,Engineering (General). Civil engineering (General) ,TA1-2040 ,Science (General) ,Q1-390 - Abstract
Objetivando uma análise do monitoramento da incidência de descargasatmosféricas, a região de concessão da Companhia Força e Luz do Oeste (CFLO), localizada no município de Guarapuava, Estado do Paraná, foi selecionada para um estudo realizado no período de janeiro a dezembro de 2003. Após a descrição da dinâmica da entrada de massas de ar, foi possível identificar a ocorrência de descargas atmosféricas e compará-las com as interrupções de energia. Para tanto, foram criados mapas de densidade de descargas atmosféricas dentro da área de concessão da CFLO para posterior análise de sua influênciano fornecimento de energia elétrica. O monitoramento das descargas atmosféricas e a comparação da incidência desse fenômeno com a ocorrência de interrupções no fornecimento de energia elétrica possibilitaram concluir que tais eventos estão diretamenterelacionados, e que a área rural da região em estudo sofre uma interferência maior.Aiming to analyze the monitoring of the atmospheric discharges incidence, the concession area of Companhia Força e Luz do Oeste (CFLO) – Western Power and Light Company, located in the district of Guarapuava, state of Paraná, was chosen for a study developed in2003, from January to December. After the air masses dynamics description, it was possible to identify the occurrence of atmospheric discharges and to compare them to the energy interruptions. To that end, atmospheric discharges density maps were created within the CFLO concession area for a later analysis of their influence in the electric energy supply. The monitoring of the atmospheric discharges and the comparison between this phenomenon and the occurrence of interruptions in the electric energy supply enabled this study. Results showed that such events are directly related, and that the rural area of the region under study underwent a major interference. more...
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- 2007
10. Selección y Espaciamiento de Apartarrayos en Líneas de Distribución de 23 kV de la Zona Centro
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Luis Cisneros Villalobos, F. Aquino-Roblero, M. Tecpoyotl-Torres, J. Chillopa-Linares, and D. Martínez-Martínez
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apartarrayos ,descarga atmosférica ,ATP ,liniero ,sistema de distribución ,Science ,Science (General) ,Q1-390 ,Social Sciences ,Social sciences (General) ,H1-99 - Abstract
En este artículo se analiza una red de distribución urbana de 23 kV típica de la zona central de México, para determinar la distancia máxima de separación entre apartarrayos de línea que permita reducir las salidas de los circuitos de distribución por descargas atmosféricas directas e indirectas. Con base en las características eléctricas, ambientales, ceráunicas y geográficas de la zona, niveles de cortocircuito y los sobrevoltajes provocados por maniobras rutinarias, se selecciona el apartarrayos siempre con el principal objetivo de determinar su espaciamiento adecuado sobre la línea para que funcione eficientemente. Esta investigación se lleva a cabo con la ayuda del software Alternative Transients Program (ATP) con el que se realiza desde el cálculo de los parámetros de la línea utilizando el modelo de K.C. Lee, hasta los análisis de sobretensiones transitorias de onda viajera y por conexión de capacitores. La motivación de este trabajo consiste principalmente en contar con un sustento teórico-técnico (actualmente escueto) para determinar el espaciamiento de apartarrayos en redes de distribución y que impacte en el aumento de la calidad del suministro eléctrico. more...
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- 2015
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11. 'Diseño de los sistemas de puesta a tierra para protección de equipos eléctricos instalados y de protección contra descargas atmosféricas para las instalaciones de la empresa Royal Master Group.'
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Villamarín Cobo, Iván Alejandro and Orizondo Martínez, Rogelio Alfredo
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AISLAMIENTO ,INGENIERÍA ELÉCTRICA ,SISTEMAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA ,ANÁLISIS DE REDES ELÉCTRICAS ,DESCARGA ATMOSFÉRICA ,ENERGÍA ELÉCTRICA - Abstract
El presente documento tiene como objetivo principal precisar el modelo de un sistema de puesta a tierra y un sistema de pararrayos para la empresa Royal Master Group, mediante el análisis de las características propias del proyecto como resistividad del terreno, características del transformador por medio del cual la empresa se abastece del suministro eléctrico; valoración del nivel de riesgo de descargas atmosféricas debido a la ubicación del proyecto; diseños enmarcados dentro de normativas específicas que nos servirán como guía como la IEEE Std 80-2000, con el objetivo de obtener tensiones de paso y de toque aceptables, valores necesarios para el dimensionamiento de la malla, la IEEE Std 81-1983, norma que nos permite tener un criterio de valores recomendados para la resistencia de puesta a tierra, tomando como base los valores obtenidos en las mediciones de resistividad del terreno bajo estudio, y el IEC 62305-2011, para el diseño de protecciones contra descargas atmosféricas, mediante el cual estableceremos los niveles de protección contra rayos o LPL (Lightning Protection Level) y su correlación con los niveles de protección a implementar o LPS (Lightning Protecion System), además aplicaremos el método de la esfera rodante, que es un modelo electrogeométrico de una esfera que muestra los puntos susceptibles de recibir una descarga y cuyo radio se obtiene en función del nivel de protección. The main objective of this document is to specify the model of a grounding system and a lightning rod system for the company Royal Master Group, through the analysis of the characteristics of the project such as soil resistivity, characteristics of the transformer through which the company is supplied with electricity, evaluation of the risk level of atmospheric discharges due to the location of the project; designs framed within specific standards that will serve as a guide such as the IEEE std 80-2000 with the objective of obtaining admissible touch and step voltages, values necessary for the sizing of the mesh, the IEEE std 81-1983, a standard that allows us to have a criterion of recommended values for grounding resistance, based on the values obtained in the resistivity measurements of the study ground, and the IEC 62305-2011, for the design of lightning protection, through which we will establish the lightning protection levels or LPL (Lightning Protection Level) and its correlation with the protection levels to be implemented or LPS (Lightning Protection System), in addition we will apply the rolling sphere method, which is an electrogeometric model of a sphere that shows the points susceptible to receive a discharge and whose radius is obtained as a function of the protection level. more...
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- 2021
12. Análisis del comportamiento de los componentes de torres de trasmisión eléctrica frente a sobretensiones transitorias producidas por descargas atmosféricas
- Author
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Prado Santamaria, Henri Bladimir and Carrión Galarza, Diego Francisco
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AISLAMIENTO ,INGENIERÍA ELÉCTRICA ,ANÁLISIS DE REDES ELÉCTRICAS ,DESCARGA ATMOSFÉRICA - Abstract
Las líneas de transmisión son una parte fundamental y físicamente la parte más extensa del sistema eléctrico de potencia. Es de suma importancia mantener la confiabilidad en las líneas independientemente de las condiciones ambientales del sector por el cual atraviesan las mismas. El estudio de la coordinación del aislamiento y el análisis de los transitorios ocasionados por las descargas atmosféricas en líneas de trasmisión, son de mucha importancia para el correcto funcionamiento del sistema, para de esa manera cumplir con los requerimientos de la demanda. Para el estudio del comportamiento que tienen los elementos que conforman las líneas de transmisión frente a descargas atmosféricas, se realizó el modelamiento de torres de trasmisión de 138, 230 y 500 kV en base a la representación de sus estructuras por medio de impedancias de cono y cilindro. Para este estudio se realizó el modelamiento de una descarga atmosférica cuando esta impacta directamente en el cable de guarda. Finalmente se realizó el análisis de las sobretensiones y las formas de onda de corriente reflejadas en cada uno de los elementos verificando que pare este caso de estudio no existen fallas en el aislamiento de las torres de transmisión. Transmission lines are a fundamental part and physically the most extensive part of the electrical power system. It is very important to maintain the reliability of the lines regardless of the environmental conditions of the sector which they pass. The study of the coordination of the isolation and the analysis of the transients caused by the atmospheric lightning in transmission lines are of most important for the correct operation of the system in order to comply with the demand requirements. For the study of the behavior of the elements that make up the transmission lines against atmospheric lightning, the transmission towers of 138, 230 and 500 kV were modeled based on the representation of their structures by means of cone and cylinder impedances. For this study, the modeling of an atmospheric lightning was carried out when it impacts directly on the guard wire. Finally, the analysis of the overvoltage and the current waveforms reflected in each of the elements was carried out, verifying that for this case study there are no faults in the insulation of the transmission towers. more...
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- 2021
13. Modelagem e posicionamento de para-raios em redes subterrâneas de parques eólicos conectadas a redes aéreas utilizando o ATP
- Author
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Lucas Silveira Marroques, Chaves, Marcelo Lynce Ribeiro, Guimarães, Geraldo Caixeta, Moraes, Adelio Jose de, and Caixeta, Daniel Araújo
- Subjects
ATP ,Modeling of surge arresters ,Para-raios ,Sobretensões ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA [CNPQ] ,Modelagem de para-raios ,Energia eólica ,Lightning ,Wind generation ,Overvoltages ,Descarga atmosférica ,Geração eólica - Abstract
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The main objective of this work is to analyze the protection against the occurrence of overvoltages in a wind system connected to the overhead network. Several discussions that deserve merit arise at this scenario. The first point is the literature on the characteristics and methods of application of the surge arrester. Once done, the useful features and an implementation method for this protection can be defined. The second point is regards to the modeling of the arrester. Since this is a problem of electromagnetic transient, the simulation will be realized in a software developed at time domain, the chosen interface is the ATPDraw, from ATP. The model of the arrester must include dynamic behavior for rapid surge. This definition already takes into account that the greatest possible overvoltage that occurs on a system arises from a direct lightning stroke. The third point is concerned to the modeling of the remaining system equipments which must conform to the simulation of lightning. To get the correct model for arresters, firstly it must be defined what type of non-linear branch to be used within existing ATP models. Then, the correct values that define the operation of the arrester has to be found. This is accomplished through the use of a model varying with frequency. The main models are compared to decide the most suitable for the operation. After the model was defined, a base case is simulated to apply the appropriate arrester model for fast surges. Protection is correctly allocated to ensure an adequate overvoltage for the system equipment, cables, transformers and generators. Finally, the key points of the work are described and highlighted the contributions and the interesting aspects for future works. O objetivo principal desse trabalho é desenvolver o modelo da proteção contra o surgimento de sobretensões em sistemas eólicos ligados à rede aérea. Diversas discussões que merecem mérito surgem nesse cenário. A primeira questão é o levantamento de uma literatura sobre as características e métodos de aplicação dos para-raios. Então, se descrimina as características úteis e define um método de aplicação para fazer essa proteção. A segunda questão é quanto à modelagem do para-raios. Como se trata de um problema de transitórios eletromagnéticos, a simulação será realizada em um software desenvolvido no domínio do tempo, a interface escolhida é o ATPDraw do software ATP. O modelo do para-raios deve incluir o comportamento dinâmico que ele apresenta frente a surtos rápidos. Tal definição já leva em consideração que a maior sobretensão possível de ocorrer em um sistema advém de uma descarga atmosférica direta. A terceira questão é quanto à modelagem dos demais equipamentos do sistema, as quais devem se adequar à simulação de surtos atmosféricos. Para obter o modelo correto do para-raios primeiramente deve-se definir qual o tipo de ramo não linear a se utilizar entre os existentes no software ATP. Em seguida, deve-se encontrar os valores corretos da curva característica do para-raios que define o seu comportamento. Esses valores são obtidos através do uso de um modelo variável com a frequência. Os principais modelos são comparados para decidir qual o mais apropriado para a operação. Definido o modelo, um caso base é simulado para aplicar o modelo de para-raios próprio para surtos rápidos. A proteção é alocada corretamente garantindo um nível adequado de sobretensão para os equipamentos do sistema, os cabos, os transformadores e os geradores. Finalmente, são descritos os pontos principais do trabalho destacando as contribuições feitas e aspectos de interesse para trabalho futuros. Mestre em Ciências more...
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- 2021
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14. Proposal for an automatic system correlation between failures on electrical distribution lines and atmospheric lightning discharges.
- Author
-
Henao-Céspedes, V., Cano-Plata, E. A., and Díaz-Cadavid, L. F.
- Subjects
LIGHTNING ,ELECTRIC power failures ,STATISTICAL correlation ,ENTROPY ,DECISION theory - Abstract
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- 2015
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15. Analysis of overvoltages resulting from atmospheric discharges for frequency-dependent soils
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Sérgio Kurokawa, Anderson Ricardo Justo de Araújo, Jaimis Leon, and José Pissolato
- Subjects
Physics ,Ground ,Parámetros del suelo ,Acoustics ,Sistema de aterramiento ,General Engineering ,Current source ,Earthing system ,law.invention ,Descarga atmosférica ,Transmission line ,law ,Electrical network ,Impedancia de aterramiento ,General Earth and Planetary Sciences ,Equivalent circuit ,Transient (oscillation) ,Transitorio electromagnético ,Electrical impedance ,General Environmental Science - Abstract
RESUMEN Este articulo presenta un estudio comparativo de la impedancia de un electrodo vertical enterrado en un suelo homogéneo donde los parámetros eléctricos (resistividad y permisibilidad) son dependientes de la frecuencia en relación con las impedancias obtenidas con los parámetros del suelo constantes. Este estudio, considera que el electrodo vertical se modela como una línea de transmisión (LT) corta cuyos parámetros eléctricos (resistencia, inductancia, capacitancia y conductancia) se distribuyen a lo largo de su longitud. De esta manera, la impedancia del electrodo se calcula como la impedancia armónica de la LT en función de la frecuencia. Una vez que se obtienen las impedancias de aterramiento del electrodo, y utilizando la técnica del Vector Fitting, circuitos eléctricos equivalentes son obtenidos directamente en el dominio del tiempo. La ventaja de usar este tipo de representación es que el circuito equivalente puede insertarse fácilmente en software de tipo EMTP, para realizar análisis de los transitorios electromagnéticos. De esta manera, se pueden calcular la elevación del potencial en el aterramiento para una descarga atmosférica incidente en el electrodo. Adicionalmente, se inyecta una descarga atmosférica en la parte superior de la torre de transmisión cuyo sistema de puesta a tierra está compuesto por un electrodo vertical, y se calculan las tensiones transitorias en los brazos y la base de la torre. Los resultados muestran que las tensiones se modifican significativamente por la presencia del suelo con parámetros dependientes de la frecuencia, especialmente en los picos, y que un análisis preciso de los transitorios electromagnéticos en los sistemas eléctricos debe tener en cuenta este fenómeno. ABSTRACT This paper presents a comparative analysis of the electrode impedance for a vertical rod buried in a homogeneous ground where the soil electrical parameters (resistivity and permittivity) are frequency-dependent in relation to the impedances obtained with frequency-constant parameters. In this study, it is taken into account that vertical rod can be seen as a short transmission line whose electrical parameters (resistance, inductance, capacitance and conductance) are distributed along its length. Thus, the rod impedance is computed as being the harmonic impedance of the transmission line as a function of frequency. Once the rod impedances are obtained, and using the Vector Fitting technique, equivalent electrical circuits are obtained directly in time domain. The advantage of this type of representation is that equivalent circuit can be easily incorporated into EMTP-type programs for the electromagnetic transient analysis. In this model, the grounding potential rise (GPR) generated due to a lightning stroke at the rod can be calculated. Additionally, an impulsive current source, representing a lightning stroke, is injected at the top of a transmission tower whose the grounding system is composed by a vertical rod, and the transient voltages at the cross-arms and tower base are calculated. The results show that the voltages are significantly modified by the presence of the soil with frequency-dependent parameters, especially their voltage peaks, and that an accurate analysis of the transient in power systems must take this phenomenon into account. more...
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- 2020
16. Dicas para otimização de parâmetros da análise de risco
- Author
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Sueta, Hélio Eiji
- Subjects
DESCARGA ATMOSFÉRICA - Published
- 2019
17. Manual de mantenimiento de puestas a tierra de la línea de subtransmisión 69kV Sacha - Orellana
- Author
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Sanango Fernández, Juan Bautista, Estrada Centeno, Jorge Enrique, Fernández Chica, Polo Vinicio, Loayza Romero, Oliver Eddison, Sanango Fernández, Juan Bautista, Estrada Centeno, Jorge Enrique, Fernández Chica, Polo Vinicio, and Loayza Romero, Oliver Eddison more...
- Abstract
This project considers the adequate way to perform maintenance for grounding systems, in the subtransmission line at 69 kV of Sacha- Orellana. The maintenance manual, object of this project, details the procedures, personal, materials, and the minimum equipment required to perform all, preventive, predictive, and corrective maintenances for the grounding systems in the subtransmission line. The types of maintenance are focused in function of the registers of atmospheric discharges, angles of shielding of the subtransmission line, resistance of the grounding system and the failures due to causes of external origin. Most of the failures registered are due to the thief of the copper conductors in most of the grounding system of the subtransmission line in Sacha- Orellana. Therefore an analysis from the points of view technical-economic and socio economic provides the search for materials to replace the ones that are commonly used in the grounding system. Furthermore, there is a verification that in the east zone, the ceraunic levels are elevated in relation to the rest of the country, this provides as a result a higher number of precipitations combined, most of them, with atmospheric discharges that influence directly in the failure indexes registered in the subtransmission line Sacha-Orellana. more...
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- 2018
18. Selección y Espaciamiento de Apartarrayos en Líneas de Distribución de 23 kV de la Zona Centro
- Author
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F. Aquino-Roblero, D. Martínez-Martínez, J. Chillopa-Linares, L. Cisneros-Villalobos, and Margarita Tecpoyotl-Torres
- Subjects
Engineering ,Science (General) ,Science ,Magnitude (mathematics) ,Social Sciences ,Lightning arrester ,apartarrayos ,law.invention ,lcsh:Social Sciences ,Q1-390 ,sistema de distribución ,law ,descarga atmosférica ,Traveling wave ,Apartarrayos ,lcsh:Social sciences (General) ,lcsh:Science ,lcsh:Science (General) ,liniero ,H1-99 ,Surge arrester ,business.industry ,Electrical engineering ,Lightning ,Line (electrical engineering) ,Multidisciplinaria (Ciencias Naturales y Exactas) ,Social sciences (General) ,ATP ,lcsh:H ,Capacitor ,espaciamiento ,lcsh:Q ,lcsh:H1-99 ,business ,Short circuit ,lcsh:Q1-390 - Abstract
En este artículo se analiza una red de distribución urbana de 23 kV típica de la zona central de México. El objetivo es determinar la distancia máxima de separación entre apartarrayos de línea que permita reducir las salidas de los circuitos de distribución por descargas atmosféricas directas e indirectas. Con base en las características eléctricas, ambientales, ceráunicas y geográficas de la zona, niveles de cortocircuito y las sobretensiones provocadas por maniobras rutinarias, se selecciona el apartarrayos siempre con el principal objetivo de determinar su espaciamiento adecuado sobre la línea para que éste funcione apropiadamente. La investigación se lleva a cabo con la ayuda del software llamado Alternative Transients Program (ATP) donde se realiza el cálculo de los parámetros de la línea utilizando el modelo de K.C. Lee, las sobretensiones transitorias por onda viajera y por conexión de capacitores también son simuladas. La motivación de este trabajo consiste principalmente en contar con un mayor sustento teórico y técnico (actualmente escueto) para determinar el espaciamiento entre apartarrayos de la red de distribución considerada y así aumentar la calidad del suministro eléctrico de la zona. more...
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- 2015
19. A proposal of representation of grounding systems directly in the time domain
- Author
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Seixas, Claudiner Mendes de [UNESP], Universidade Estadual Paulista (Unesp), and Kurokawa, Sérgio [UNESP]
- Subjects
Impedância harmônica ,Soil resistivity ,Função racional ,Aterramento elétrico ,Modelo de linha de transmissão ,Atmospheric discharge ,Electrical grounding ,Rational function ,Resistividade do solo ,Electromagnetic model ,Electric circuits ,Descarga atmosférica ,Modelo eletromagnético ,Frequency response ,Harmonic impedance ,Time and frequency domains ,Transmission line model ,Circuitos elétricos ,Resposta em frequência ,Domínios do tempo e da frequência - Abstract
Submitted by CLAUDINER MENDES DE SEIXAS null (claudiner2010@gmail.com) on 2017-10-21T02:06:24Z No. of bitstreams: 1 Tese_Claudiner_seixas_ac_dr_ilha.pdf: 3441885 bytes, checksum: 9e1f3e2ff82a0a8220457c535d4cea55 (MD5) Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-10-26T14:27:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 seixas_cm_dr_ilha.pdf: 3441885 bytes, checksum: 9e1f3e2ff82a0a8220457c535d4cea55 (MD5) Made available in DSpace on 2017-10-26T14:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 seixas_cm_dr_ilha.pdf: 3441885 bytes, checksum: 9e1f3e2ff82a0a8220457c535d4cea55 (MD5) Previous issue date: 2017-08-25 Este trabalho apresenta uma proposta de representação de sistemas de aterramento elétrico diretamente no domínio do tempo, tendo como vantagem os benefícios da modelagem realizada no domínio da frequência, com os resultados fornecidos diretamente no domínio do tempo, sem passar por transformadas inversas (Laplace ou Fourier). Os modelos no domínio do tempo são facilmente inseridos nos softwares convencionais de análise transitória, onde as tensões e correntes são melhor compreendidas. A maior contribuição deste trabalho está no desenvolvimento de uma técnica capaz de representar o aterramento com elementos discretos e positivos de circuitos (resistores-R, capacitores-C e indutores-L). Assim, o circuito equivalente representativo do aterramento será sempre um circuito possível de ser implementado fisicamente. Nesta proposta o aterramento é inicialmente modelado no domínio da frequência, sua impedância harmônica é obtida e representada por meio de elementos discretos de circuitos (RLC) associados em série e/ou paralelo. Aterramentos constituídos por um eletrodo horizontal ou uma haste vertical foram representados por meio de aproximação usando o método dos mínimos quadrados (vector fitting), que permite obter a função racional equivalente à admitância do aterramento, a partir da qual são extraídos os ramos de circuitos e consequentemente o circuito equivalente. Apesar de ser possível representar uma infinidade de aterramentos, dependendo do comprimento e diâmetro do eletrodo/haste combinado com determinadas resistividade e permissividade elétricas do solo, esse método pode não garantir que todos os elementos RLC sejam positivos. Por isso foi desenvolvido uma nova técnica e testada em aplicações com configurações de aterramento mais complexas (malhas). Essa técnica fornece resultados precisos e garante que todos os elementos RLC serão positivos. Sua validação foi realizada comparando os resultados propostos com os resultados obtidos pelo modelo de linha de transmissão (no caso de eletrodo/haste) e pelo modelo eletromagnético híbrido HEM (no caso das malhas). Essa técnica permite o uso de qualquer modelo capaz de fornecer a impedância harmônica, podendo ser aplicada a configurações genéricas de aterramento, o que a torna muito versátil e atrativa. This work presents a proposal to represent of electrical grounding systems directly in time domain, taking into account the benefits in frequency domain modelling, without employing inverse Laplace or Fourier transforms. The time domain models are easily inserted in conventional electromagnetic transient software, where voltages and currents are better understood. The main contribution of this work is the development of a technique that can represent grounding by discrete and positive circuits elements (R-resistors, C-capacitors and L-inductors). The representation of the grounding is an electric circuit, possible to be implemented physically. Grounding systems is initially modelled in the frequency domain, where its harmonic impedance is obtained and then represented by elements of circuit (RLC) made in series and/or parallel association. Grounding systems constituted by a horizontal electrode or a vertical rod were represented by means of an approximation using the method of the least squares (vector fitting). It reproduces the rational function equivalent to the admittance of the grounding, which branches of circuits are extracted, forming an equivalent circuit. Although it is possible to represent an infinity of groundings, depending on the length and diameter of the electrode / rod combined with certain electrical resistivity and permittivity of the soil, this technique may not guarantee that all RLC elements are positive. However, a new technique was developed and tested in more complex grounding systems (grids). This technique provides accurate results and ensures that all RLC elements will be positive. Its validation was performed comparing the proposed results with the results obtained by the TLM (Transmission Line Model) employed for the horizontal electrodes and vertical rods and by the HEM (Hybrid Electromagnetic Model) employed for grounding grids. This technique allows the use of any model capable of providing harmonic impedance, and can be applied to generic ground configurations, making it very attractive to electromagnetics transient analyses. more...
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- 2017
20. Estudio del envejecimiento de descargadores de sobretensión en la región de máxima tensión de operación continua empleando una fuente de corriente de extra alta impedancia
- Author
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Rodríguez Manrique, Jorge Enrique and Román Campos, Francisco Jose
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Fuente de alta impedancia ,MCOV ,62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering ,Envejecimiento ,Impulso de corriente ,6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology ,Fuente de corriente ,DPS ,Sobretensión ,Descargador ,Tensión de referencia ,Descarga atmosférica - Abstract
El envejecimiento en descargadores de sobretensión es un tema que actualmente se estudia. Este trabajo propone un método para estudiar en envejecimiento en descargadores empleando una Fuente de Corriente de Alta Impedancia. Usando esta fuente es posible ver el proceso de envejecimiento de los descargadores causado por impulsos de corriente tipo rayo. Tanto el método de envejecimiento acelerado que se propone, como los pasos para su implementación son presentados. Los resultados obtenidos son expuestos y analizados en el presente trabajo de investigación. Abstract Surge arresters Ageing is a topic still under study. This paper proposes a method to study surge arrester ageing employing an Extra High Impedance Current Source. Using this source, it is possible to observe the arrester ageing process caused by current impulses. Both, the methodology used to accelerate the ageing process of the arrester and the steps followed for its implementation are presented in this work. The results obtained are presented and analyzed in the present research work. Maestría more...
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- 2017
21. Um simulador para avaliação da influência das características locais das descargas atmosféricas nuvem-solo em sistemas de detecção indireta
- Author
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SHINKAI, Ricardo de Andrade and ROCHA, Brigida Ramati Pereira da
- Subjects
Propagação de ondas eletromagnéticas ,Simulação por computador ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::MEDICAO, CONTROLE, CORRECAO E PROTECAO DE SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA [CNPQ] ,Raio ,Eletricidade atmosférica ,Medição de descargas elétricas ,Modelagem atmosférica ,Métodos de simulação ,Rede de detecção ,Planejamento energético ,Descarga atmosférica - Abstract
O monitoramento do fenômeno das descargas atmosféricas tem sido fundamental para prevenção de incidentes na infraestrutura das empresas que atuam em grandes áreas, como as de energia, telecomunicações e informática. Além disso, fornece dados para o planejamento de sistemas de proteção contra descargas elétricas, evitando assim maiores danos à vida na Terra, e mais recentemente fornecendo informações para sistemas de alertas meteorológicos como os de previsão de tempestades em curto prazo. Portanto, não se trata mais de questão de opção, mas sim de necessidade a instalação e manutenção de sistemas que façam a supervisão destes eventos em escala local, regional e até nacional. Dentre os tipos possíveis, os Sistemas de Detecção Indireta de Descargas Atmosféricas são os que proveem informações mais precisas nas escalas citadas, devido trabalharem com a percepção do impulso eletromagnético gerado pela descarga. Este sinal tem a propriedade de se propagar a médias e longas distâncias em determinadas faixas de frequência, mantendo boa a qualidade da informação do fenômeno que o originou. Porém, a característica fenomenológica dos raios é intrínseca à área monitorada, tornando fundamental o entendimento dessas especificidades para melhor proveito dos sistemas citados. Este trabalho apresenta uma ferramenta computacional para simular a influência das características locais na propagação de ondas eletromagnéticas originadas por descargas atmosféricas nuvem-solo. A metodologia foi utilizada para simular a propagação dessas ondas através do programa MATLAB®, usando como modelo de corrente de retorno no canal de descarga o modelo do tipo de engenharia Linha de Transmissão (TL) para representar o fenômeno elétrico gerado pelo raio. The monitoring of the phenomenon of atmospheric discharges has been fundamental to prevent incidents in the infrastructure of companies that operate in large areas, such as energy, telecommunications and information technology. In addition, it provides data for the planning of lightning protection systems, thus avoiding further damage to life on Earth, and more recently providing information for weather warning systems such as short-term storm forecasting. Therefore, it is no longer a matter of choice, but rather the need to install and maintain systems that supervise these events on a local, regional and even national scale. Among the possible types, the Lightning Location Systems are the ones that provide more accurate information in the mentioned scales, because they work with the perception of the electromagnetic impulse generated by the lightning. This signal has the property of propagating at medium and long distances in certain frequency bands, maintaining good the information quality of the phenomenon that originated it. However, the phenomenological characteristic of the lightning is intrinsic to the monitored area, making fundamental the understanding of these specificities to better benefit the mentioned systems. This work presents a computational tool to simulate the influence of local characteristics on the propagation of electromagnetic waves caused by cloud-to-ground lightning. The methodology was used to simulate the propagation of these waves through the MATLAB® program, using as model of return current in the discharge channel the model of engineering type the Transmission Line (TL) to represent the electric phenomenon generated by thelightning. more...
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- 2017
22. Estudos dos efeitos das descargas atmosféricas nos índices de desempenho da subestação de Vila do Conde e subestação de Marabá
- Author
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SANTOS, Luciano Silva dos, ROCHA, Brigida Ramati Pereira da, and PROTAZIO, João dos Santos
- Subjects
Sistemas de energia elétrica ,Controle de qualidade ,Qualidade de energia elétrica ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::MEDICAO, CONTROLE, CORRECAO E PROTECAO DE SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA [CNPQ] ,Raio ,Eletricidade atmosférica ,Controle de sistemas de energia elétrica ,Subestação Marabá, Pará ,Subestação elétrica ,Descarga atmosférica ,Subestação Vila do Conde, Barcarena, Pará - Abstract
CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Este trabalho tem como objetivo apresentar os efeitos de descargas atmosféricas nos índices de desempenho na subestação de Vila do Conde (SE VDC) e de Marabá (SE MB), onde estão situadas na região norte, no estado do Pará, integrando o Sistema Norte - Nordeste de Transmissão da ELETRONORTE, estando interligadas às Usinas Hidrelétrica de Tucuruí (UHE Tucuruí). Foram estudadas, estabelecendo as relações entre as informações meteorológicas cedidas pelo SIPAM e dados fornecidos pelo centro de operações da Eletronorte no período de 2005 a 2013 de forma a determinar os efeitos nocivos das descargas atmosféricas, as quais são responsáveis pela intensificação de interrupções no fornecimento de energia elétrica. A análise por restrita à área de atuação da Eletronorte SE VDC e SE MB. O estudo desenvolvido evidência os desligamentos por descargas atmosféricas na linha de transmissão VDC/CASTANHAL de 230 KV e no disjuntor de 500 KV VCDJ7-08 e linha de transmissão MB/Imperatriz de 500 KV. Os resultados demonstram que a incidência de um raio pode causar surtos diretos e indiretos em linhas de transmissão e subestações de alta potência. Neste contexto justifica o estudo de formas eficientes de prevenção, sendo uma das finalidades deste trabalho. This paper aims to present the effects of lightning in the performance indices in Vila do Conde substation (SE VDC) and Maraba (SE MB), which are situated in the north, in the state of Pará, integrating the North System - Eletronorte Transmission northeast, being connected to the Tucuruí Hydroelectric Power Plants (HPP Tucuruí). They were studied, establishing relations between the weather information provided by the SIPAM and data provided by central Eletronorte's operations in the period 2005-2013 in order to determine the harmful effects of lightning, which are responsible for the intensification of supply interruptions electricity. The analysis restricted to the area of operation of Eletronorte SE and SE VDC MB. The study developed evidence disconnections by lightning on transmission line VDC / CASTANHAL 230 KV and 500 KV breaker VCDJ7-08 and transmission line MB / Empress of 500 KV. The results demonstrate that a lightning strike may cause direct and indirect surges in transmission lines and high power substations. In this context it justifies the study of efficient forms of prevention, one of the purposes of this work. more...
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- 2016
23. Estimação do local de incidência da descarga atmosférica utilizando o método TOA e tempos artificiais de detecção dos sensores
- Author
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MIRANDA, Bruno Nazareno Prazeres de, ROCHA, Brigida Ramati Pereira da, and MACEDO, Valquiria Gusmão
- Subjects
Propagação de raios ,Sistema de Localização de Tempestades (SLT) ,Eletricidade atmosférica ,Método TOA ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA [CNPQ] ,Detectores ,Descargas elétricas ,Descarga atmosférica - Abstract
CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Ao longo dos anos, os relâmpagos constituíram o ponto central das pesquisas de diversas comunidades científicas e tecnológicas em todo mundo, sem dúvida pela sua natureza agressiva e devastadora, mas principalmente pelos prejuízos causados no setor elétrico, logo é necessário esclarecer, o que é e para que serve um Sistema de Localização de Tempestades (SLT). Este trabalho propõe demonstrar o funcionamento de um algoritmo utilizado em SLT que serve para localizar, em termos geográficos, descargas atmosféricas, utilizando os tempos de chegada dos sinais eletromagnéticos nos elementos sensores. Para elaboração deste trabalho foi utilizado o formato de dados gerados por sensores LPATS IV pertencentes a (REDE DO SIPAM) e estes dados foram gerados de forma artificial para utilização no algoritmo. Esta localização será baseada em uma sequência finitas de regras que utilizará como ferramenta, a interseção de futuras hipérboles, resultantes da diferença dos tempos de chegada em cada sensor. O algoritmo é capaz de identificar o local de incidência da descarga atmosférica utilizando um simples sistema de três sensores. Cada par de sensores define duas hipérboles, em virtude de sua parte positiva e negativa formando duas interseções. Para análise do resultado é considerado o ponto de cruzamento mais próximo ao sensor que identificou a perturbação com menor tempo. Um estudo sobre a eletricidade atmosférica, tipos de raios, emissão de ondas eletromagnéticas durante tempestades, tipos de sensores eletromagnéticos e redes de detecção de raios deram subsídio para o projeto do algoritmo desenvolvido. Over the years, lightning were the central point of researches in various scientific communities around the world, no doubt for its aggressive and devastating nature, but mostly for damage caused in the electricity sector, so it is necessary to clarify what is and what it is for a Lightning Location System (LLS). This work proposes to demonstrate the operation of the algorithm utilized in LLS that is used to locate in geographical terms, lightning, using the arrival times of electromagnetic signals in the sensors. In order to prepare this paper it was used the data format generated by LPATS IV sensors belonging to Amazon Protection System (SIPAM). These data were generated in an artificial way for use in the algorithm tests. The lightning location will be based on a finite sequence rules that use the intersection of hyperbolas, resulting from the difference of arrival times at each sensor. The algorithm is able to identify the lightning location incidence using a system with three sensors. Each pair of sensors defines two hyperbole forming a total of six, because each hyperbole has a bright side and a negative side, so there will be two intersections of three hyperboles. For analysis of the results is considered the nearest crossing point to the sensor that identified the electromagnetic disturbance faster. Studies about atmospheric electricity, lightning types, electromagnetic radiation during storms, types of electromagnetic sensors and lightning detection networks have given the knowledge to develop the algorithm. more...
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- 2016
24. Análise de desempenho de redes de distribuição monofilares com retorno pela terra (mrt) frente a descargas atmosféricas
- Author
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SILVA, Márcio Severino da and LINS, Zanoni Dueire
- Subjects
Engenharia Elétrica ,Proteção de redes ,Rede MRT ,Descarga atmosferica ,Simulação ,AtpDraw - Abstract
Esta dissertação tem como objetivo entender e propor estratégias para a melhoria do desempenho de redes do tipo Monofilar com Retorno pela Terra (MRT) frente a descargas atmosféricas. Para tanto, dedicou-se, primeiramente, a estudar as modelagens, as conceituações necessárias a fim de entender o comportamento que rege as correntes de descargas atmosféricas. Logo, partindo deste ponto, este trabalho se propôs a verificar quais os pontos mais frágeis da rede de distribuição e a implementar sistemas de proteção com novas estratégias, inclusive a utilização do cabo guarda não utilizado nesse tipo de instalação, e posteriormente, avaliar o funcionamento dessas estratégias de proteção por meio de simulações de seus comportamentos ao longo do tempo e a resposta em frequência de um conjunto de vários equipamentos que são partes integrantes da rede MRT. Dois aspectos foram concentrados nesta avaliação: a análise das relações entre estas curvas das grandezas elétricas, confrontando a análise com toda teoria estudada; e a observação do desempenho dinâmico obtido para cada estratégia. Foram feitas comparações entre as diversas possibilidades de solução para entender a necessidade da utilização de Para-raios, cabo guarda e sistemas de aterramento nos sistemas de proteção contra descargas atmosféricas. This thesis aims to understand and to propose strategies to improve the performance of monofilar type networks with the Single Wire Earth Return (SWER) against lightning. To this end, It was dedicated, first, to study the modeling, the necessary concepts to understand the behavior that governs the currents of lightning. Thus, starting from this point, this study proposed to check what the weakest points of the distribution network and implement protection systems with new strategies, including the use of guard cable not used in this type of installation, and subsequently to assess the functioning these protection strategies through simulations of their behavior over time and the response in frequency of a set of multiple devices that are parts of the SWER network. Two aspects were concentrated in this assessment: the analysis of the relations between these curves of the electrical greatness, confronting the analysis in all studied theory; and the observation of the dynamic performance obtained for each strategy. Comparisons were made among the various possibilities of solution to understand the necessity of using lightning rod, guard cable and grounding systems in protection systems against lightning. more...
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- 2015
25. Proposal for an automatic system correlation between failures on electrical distribution lines and atmospheric lightning discharges
- Author
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Henao-Céspedes, V, Cano-Plata, E.A, and Díaz-Cadavid, L.F
- Subjects
failures in distribution lines ,correlación ,correlation ,method of entropy ,toma de decisiones ,fallas en líneas de distribución ,método entrópico ,Lightning ,decision making ,Descarga atmosférica - Abstract
This paper presents a proposal for the development of an automatic system correlation between two variables, one represented by the failures on the electrical distribution lines during a storm process and another one represented by atmospheric discharges (lightning) that happen in this process. Initially, in order to define if the failure is caused directly or indirectly by an electrical impact generated by lightning, a space-time correlation is proposed. With the obtained data a decision matrix is proposed, using an entropy method to assign weights to the failures in order to determine its severity and therefore its priority of attention. On the other hand, taking into account that the time window of observation is perhaps the most relevant parameter in the proposed correlation system, this article shows part of a simulation proposed for its calculation as well as the mathematical bases that were used as a support for it. El presente artículo plantea una propuesta para el desarrollo de un sistema automático de correlación entre dos variables, una representada por las fallas acaecidas en las líneas de distribución eléctrica en un proceso de tormenta y otra representada por las descargas atmosféricas (rayos) presentadas en dicho proceso. Inicialmente, para definir si la falla es causada directa o indirectamente por un impacto eléctrico generado por un rayo, se propone una correlación espacio-temporal. Con los datos obtenidos se propone elaborar una matriz de decisión usando, a su vez, un método de entropía para asignar pesos a las fallas con el fin de determinar su gravedad y por lo tanto su prioridad de atención. Por otro lado, considerando que la ventana de tiempo de observación es quizás el parámetro más relevante en el sistema de correlación propuesto, el artículo muestra parte de una simulación planteada para su cálculo, así como las bases matemáticas utilizadas como soporte de esta simulación. more...
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- 2015
26. O uso de vídeos como recurso pedagógico para o ensino de Física: uma experiência do programa Pibid no Instituto Federal Catarinense – Campus Concórdia
- Author
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Muchenski, Fábio and Beilner, Gregory
- Subjects
Vídeos ,Ensino de Física ,Descarga atmosférica - Abstract
Atualmente existe uma grande dificuldade em manter a atenção dos alunos durante uma aula de Física. O celular e as redes sociais têm exercido forte influência no ritmo dos alunos de maneira geral, e não apenas nos adolescentes. Este trabalho buscou mostrar que o uso de vídeos obtidos da internet pode contribuir no processo de ensino e de aprendizagem de conceitos de Física. Os vídeos foram aplicados em duas turmas dos cursos Técnicos Integrados ao Ensino Médio em Agropecuária e Alimentos do IFC Catarinense – Campus Concórdia. Eles mostraram os problemas causados pelas tempestades no Brasil e, também, as formas de proteção e o que é mito ou verdade no que diz respeito às descargas atmosféricas. A atividade realizada com os vídeos se baseou na aplicação de questões discursivas. As mesmas questões foram entregues antes e depois das exposições dos vídeos. Ao longo da sessão audiovisual, os alunos eram submetidos a discussões sobre os temas relacionados aos conteúdos, principalmente da eletrostática. Um aluno bolsista do PIBID/Física, proveniente do curso de Física-Licenciatura do próprio Campus em que o trabalho foi realizado, acompanhou as turmas durante a exposição dos vídeos. Dentre alguns resultados, a atividade se mostrou proveitosa, pois verificamos que o uso de vídeos pode fazer com que os alunos se concentrem mais durante a aula. more...
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- 2015
27. Medição da impedância e da resistência de aterramento utilizando ondas impulsivas e cabos de pequeno comprimento nos circuitos de tensão e de corrente
- Author
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Alexander Barros Lima, Jose Osvaldo Saldanha Paulino, José Pissolato Filho, Celio Fonseca Barbosa, Ivan Jose da Silva Lopes, and Wallace do Couto Boaventura
- Subjects
Correntes elétricas Aterramento ,Linha de transmissão ,Raio ,Linhas elétricas ,Resistência elétrica ,Impedância de aterramento ,Aterramentos ,Resistência de aterramento ,Engenharia elétrica ,Descarga atmosférica - Abstract
Esta tese apresenta uma técnica usada na medição da impedância e da resistência de aterramento,onde o circuito de corrente constituído por um cabo simples, normalmente bastante longo, ésubstituído por uma Linha Infinita Artificial (LIA). Devido às características construtivas, esteelemento se assemelha a uma linha de transmissão de perdas desprezíveis e de baixa velocidade depropagação. A principal vantagem em se usar esse elemento, reside no fato do seu comprimento serpequeno se comparado ao dos circuitos convencionais que usam o cabo simples. A sua efetividade foiverificada por meio de medições feitas em aterramentos em condições reais de campo. Além disso, aimpedância de aterramento também é determinada com técnicas não convencionais, sendo uma emque o eletrodo do circuito de tensão não está posicionado em um local onde não há elevação depotencial no solo e outra onde o circuito de corrente não é aterrado na sua extremidade distante(linha aberta). No primeiro caso, a técnica torna possível determinar a impedância com um circuitode tensão de comprimento menor do que o convencional. Já no segundo caso, não aterrar aextremidade distante do circuito de corrente é particularmente interessante quando no local demedição não há a disponibilidade da terra, como em áreas urbanas. Neste trabalho são apresentados,também, os resultados de medições feitas em campo para determinar a resistência de aterramento apartir do mesmo arranjo usado na medição da impedância. Uma comparação de resultados foi feitacom os valores obtidos com um terrômetro, ficando clara a boa concordância de resultados e a efetividade da técnica This PhD thesis presents a technique used in grounding impedance and resistance measurementswhere the current circuit consisting of a typically long single wire is replaced by an Artificial InfiniteLine. Due to the constructive characteristics, this element is similar to transmission line withnegligible losses and low speed propagation. The mainattractiveness of this element is that itslength is small compared with those circuits that use single wire. The effectiveness of this elementwas verified by measurements under real field conditions. Furthermore, grounding impedance is alsodetermined with unconventional techniques, one in which the electrode of the voltage circuit is notpositioned in a place where there is no potential rise on the ground and in the another one thecurrent circuit is not grounded at far end (open line). In the first one, the technique makes it possibleto determine de impedance with a voltage circuit shorter than conventional circuit. In the secondone, do not ground the far end of the current circuit is particularly interesting when earth inmeasurement site is not available. The results of measurements performed in the field to determinethe grounding resistances with the same arrangement used to determine the impedance are alsoshown. A comparison of results was made with values obtained with a resistance tester becomingclear a good agreement of results and the effectiveness of the technique. more...
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- 2015
28. Proposal for an automatic system correlation between failures on electrical distribution lines and atmospheric lightning discharges
- Author
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Vladimir Henao Céspedes, Eduardo Antonio Cano Plata, and Luis Fernando Díaz Cadavid
- Subjects
toma de decisiones ,failures in distribution lines ,correlación ,Lightning ,decision making ,Descarga atmosférica ,lcsh:TA1-2040 ,62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering ,correlation ,method of entropy ,fallas en líneas de distribución ,lcsh:Engineering (General). Civil engineering (General) ,método entrópico - Abstract
This paper presents a proposal for the development of an automatic system correlation between two variables, one represented by the failures on the electrical distribution lines during a storm process and another one represented by atmospheric discharges (lightning) that happen in this process. Initially, in order to define if the failure is caused directly or indirectly by an electrical impact generated by lightning, a space-time correlation is proposed. With the obtained data a decision matrix is proposed, using an entropy method to assign weights to the failures in order to determine its severity and therefore its priority of attention. On the other hand, taking into account that the time window of observation is perhaps the most relevant parameter in the proposed correlation system, this article shows part of a simulation proposed for its calculation as well as the mathematical bases that were used as a support for it. El presente artículo plantea una propuesta para el desarrollo de un sistema automático de correlación entre dos variables, una representada por las fallas acaecidas en las líneas de distribución eléctrica en un proceso de tormenta y otra representada por las descargas atmosféricas (rayos) presentadas en dicho proceso. Inicialmente, para definir si la falla es causada directa o indirectamente por un impacto eléctrico generado por un rayo, se propone una correlación espacio-temporal. Con los datos obtenidos se propone elaborar una matriz de decisión usando, a su vez, un método de entropía para asignar pesos a las fallas con el fin de determinar su gravedad y por lo tanto su prioridad de atención. Por otro lado, considerando que la ventana de tiempo de observación es quizás el parámetro más relevante en el sistema de correlación propuesto, el artículo muestra parte de una simulación planteada para su cálculo, así como las bases matemáticas utilizadas como soporte de esta simulación. more...
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- 2015
29. Selección y Espaciamiento de Apartarrayos en Líneas de Distribución de 23 kV de la Zona Centro
- Author
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L. Cisneros-Villalobos, F. Aquino-Roblero, M. Tecpoyotl-Torres, J. Chillopa-Linares, D. Martínez-Martínez, and L. Cisneros-Villalobos
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ATP ,sistema de distribución ,descarga atmosférica ,espaciamiento ,Apartarrayos ,Multidisciplinaria (Ciencias Naturales y Exactas) - Abstract
En este artículo se analiza una red de distribución urbana de 23 kV típica de la zona central de México. El objetivo es determinar la distancia máxima de separación entre apartarrayos de línea que permita reducir las salidas de los circuitos de distribución por descargas atmosféricas directas e indirectas. Con base en las características eléctricas, ambientales, ceráunicas y geográficas de la zona, niveles de cortocircuito y las sobretensiones provocadas por maniobras rutinarias, se selecciona el apartarrayos siempre con el principal objetivo de determinar su espaciamiento adecuado sobre la línea para que éste funcione apropiadamente. La investigación se lleva a cabo con la ayuda del software llamado Alternative Transients Program (ATP) donde se realiza el cálculo de los parámetros de la línea utilizando el modelo de K.C. Lee, las sobretensiones transitorias por onda viajera y por conexión de capacitores también son simuladas. La motivación de este trabajo consiste principalmente en contar con un mayor sustento teórico y técnico (actualmente escueto) para determinar el espaciamiento entre apartarrayos de la red de distribución considerada y así aumentar la calidad del suministro eléctrico de la zona. more...
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- 2015
30. Proposal for an automatic system correlation between failures on electrical distribution lines and atmospheric lightning discharges
- Author
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Henao Céspedes, Vladimir, Cano Plata, Eduardo Antonio, Díaz Cadavid, Luis Fernando, Henao Céspedes, Vladimir, Cano Plata, Eduardo Antonio, and Díaz Cadavid, Luis Fernando
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This paper presents a proposal for the development of an automatic system correlation between two variables, one represented by the failures on the electrical distribution lines during a storm process and another one represented by atmospheric discharges (lightning) that happen in this process. Initially, in order to define if the failure is caused directly or indirectly by an electrical impact generated by lightning, a space-time correlation is proposed. With the obtained data a decision matrix is proposed, using an entropy method to assign weights to the failures in order to determine its severity and therefore its priority of attention. On the other hand, taking into account that the time window of observation is perhaps the most relevant parameter in the proposed correlation system, this article shows part of a simulation proposed for its calculation as well as the mathematical bases that were used as a support for it., El presente artículo plantea una propuesta para el desarrollo de un sistema automático de correlación entre dos variables, una representada por las fallas acaecidas en las líneas de distribución eléctrica en un proceso de tormenta y otra representada por las descargas atmosféricas (rayos) presentadas en dicho proceso. Inicialmente, para definir si la falla es causada directa o indirectamente por un impacto eléctrico generado por un rayo, se propone una correlación espacio-temporal. Con los datos obtenidos se propone elaborar una matriz de decisión usando, a su vez, un método de entropía para asignar pesos a las fallas con el fin de determinar su gravedad y por lo tanto su prioridad de atención. Por otro lado, considerando que la ventana de tiempo de observación es quizás el parámetro más relevante en el sistema de correlación propuesto, el artículo muestra parte de una simulación planteada para su cálculo, así como las bases matemáticas utilizadas como soporte de esta simulación. more...
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- 2015
31. High frequency input impedance modeling of low-voltage residential installations - influence on lightning overvoltage simulations results
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Welson Bassi
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Multidisciplinary ,business.industry ,Research ,Electrical engineering ,Power distribution lines ,Input impedance ,Power distribution ,Lightning ,Overvoltage ,Low-voltage ,Power system transients ,Surge protection ,Range (statistics) ,Environmental science ,RLC circuit ,Lightning overvoltage ,DESCARGA ATMOSFÉRICA ,Telecommunications ,business ,Low voltage ,Voltage - Abstract
The overvoltage level of a system is strongly dependent on the connected loads and with more precise models, better and more reliable simulation results are obtained. This paper presents the input impedance characteristics, measured over a wide range of frequencies, of various actual low-voltage residential installations. The measured frequency responses were fitted by effective RLC models and a general model was also developed. The range of frequencies considered in the study, nearly d.c. up to 5 MHz, allows the use of these models for lightning or switching studies. It is also presented overvoltage simulations, using different residential installations models presented in the paper, of a distribution network subjected to lightning surges on the medium voltage circuit. more...
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- 2014
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32. Análise de sensores de descargas atmosféricas: protótipo de um detector de raios com estimativa de densidade de raios para região amazônica utilizando PSoC
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LEAL, Adônis Ferreira Raiol and ROCHA, Brigida Ramati Pereira da
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CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DOS FLUIDOS, FISICA DE PLASMAS E DESCARGAS ELETRICAS::FISICA DE PLASMAS E DESCARGAS ELETRICAS [CNPQ] ,Contador de descargas atmosféricas ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS INSTRUMENTACAO::INSTRUMENTACAO ELETRONICA [CNPQ] ,Eletricidade atmosférica ,Detectores ,Métodos de simulação ,Densidade de raios ,Descargas elétricas ,Descarga atmosférica ,Protótipo - Abstract
CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Este trabalho propõe o projeto de um protótipo de um sensor de descargas atmosféricas, que irá; contabilizar o número de descargas detectadas, calcular a densidade de raios para a área de atuação do sensor e estimar o pico da variação do campo elétrico para o instante de ocorrência da descarga. Um estudo sobre a eletricidade atmosférica, tipos de raios, emissão de ondas eletromagnéticas durante tempestades, tipos de sensores eletromagnéticos e redes de detecção de raios deram subsídio para o projeto do protótipo desenvolvido. O protótipo é constituído por duas antenas, uma antena Loop e uma antena Flat plate, e por circuitos eletrônicos, os quais são implementados em sua maioria no dispositivo PSoC (Programmable System-on-Chip), que trabalha com sinais analógicos e digitais e ainda conta com uma CPU para realizar o processamento destes sinais. A validação dos dados obtidos e a estimativa da área de abrangência do sensor, foram baseados em dados da rede STARNET (Sferics Timing And Ranging NETwork). O protótipo foi idealizado para ser de baixo custo, ter uma interface simples e poder ser instalado na região amazônica. This work proposes the design of a prototype for detect lightning, which will, count the number of lightning detected, calculate the density of lightning to the area of operation of the sensor and to estimate the peak of the variation of the electric field for the instant occurrence of discharge. A study of atmospheric electricity, types of lightning, emission of electromagnetic waves during the occurrence of the lightning , types of electromagnetic sensors and lightning detection networks gave subsidy to the design of the prototype . The prototype consists of two antennas, one loop antenna and a flat plate antenna , and electronic circuits , these electronic circuits are implemented mostly in PSoC device ( Programmable System -on - Chip ) , which is a relatively new technology that works with analog and digital signals and also has a CPU to perform the processing of these signals . The validation of the data obtained and estimated coverage area of the sensor, were based on data from STARNET network (sferics Timing And Ranging NETwork). The prototype was designed to be low cost, have a simple and straightforward interface and can be installed in the Amazon region. more...
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- 2014
33. Estudio de tensiones inducidas en líneas de transmisión usando modelos de escala reducida sobre dos terrenos de diferente resistividad
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Peralta Piernagorda, César Oswaldo and Amórtegui Gil, Francisco Javier
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Reduced scale model ,Induced voltages ,62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering ,Tensiones inducidas ,Lightning ,Descarga atmosférica ,Modelo a escala reducida - Abstract
En este proyecto se evaluó la magnitud de las tensiones inducidas en los sistemas de transmisión de energía eléctrica usando modelos a escala reducida debido a descargas atmosféricas a tierra: Se construyeron entre otros el canal de descarga del rayo a escala, línea aérea a escala y un generador de impulsos tipo rayo; se realizaron pruebas en planos de tierra metálicos y reales, se midieron las tensiones inducidas en la línea a escala por efecto de la corriente en el canal de rayo construido. Puesto que se usa un modelo a escala reducida es necesario generar señales de impulso eléctricos con valores de tensión de algunos kilovoltios y con frentes de onda rápidos, frentes de onda entre 5 ns y 50 ns. Igualmente se requiere de un sistema de medición adecuado para medir señales de este tipo. Abstract. In this project, is evaluated the magnitude of induced voltages on power systems using reduced scale models due to lightning discharges on earth. Among others, were built scale lightning discharge channel, scale overhead line and a current impulse generator; Tests on earth planes real and metallic were made. Also, it was measured induced voltage on scale overhead line due to current on discharge channel. Since a scale model is used it is necessary to generate electrical pulse signals with voltages of some kilovolts and fast wave fronts, wave fronts from 5 ns and 50 ns. Also requires a suitable measuring system for measuring signals of this type. Maestría more...
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- 2014
34. Caracterización espectral del pulso electromagnético radiado por el rayo atmosférico (LEMP) mediante un Detector-Receptor de RF tipo SDR (Software-Defined Radio)
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Díaz Cadavid, Luis Fernando, Younes Velosa, Camilo (Thesis advisor), and Cano Plata, Eduardo Antonio (Thesis advisor)
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LEMP ,Caracterización espectral ,Software-Defined Radio (SDR) ,Lightning Electromagnetic Pulse (LEMP) ,62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering ,Radio definida por software (SDR) ,0 Generalidades / Computer science, information and general works ,Lightning ,Spectral characterization ,Descarga atmosférica - Abstract
El presente trabajo tiene como objetivo principal la caracterización espectral del impulso electromagnético generado por el rayo atmosférico (LEMP) y su correspondencia con la zona específica del eje cafetero colombiano. En su desarrollo se presentan tres (3) aportes significativos a la investigación en este campo: Primero, un modelado matemático del canal vertical de descarga del rayo como una Estación emisora multibanda de RF; segundo, el diseño e implementación de dos (2) equipos simuladores hardware para generación de un pulso tipo LEMP; y tercero, el diseño e implementación de un Detector-Receptor de LEMP elaborado con tecnología SDR (Software-Defined Radio) lo cual lo convierte en pionero. Además el trabajo incluye algoritmos en software (programas), que combinando técnicas FFT, STFT y Wavelets, permiten realizar el procesado de la señal registrada para obtener su caracterización espectral. Se presentan también los resultados y análisis del funcionamiento de los equipos diseñados, así como de los registros obtenidos del LEMP (mediciones) Abstract : This work has as main purpose the spectral characterization of the Lightning Electro-Magnetic Pulse (LEMP) and their correspondence to the specific zone called “Eje Cafetero Colombiano” (central-western of Colombia). This thesis will present three (3) significant contributions to research in this field: First, a mathematical modeling of the lightning vertical discharge channel as an RF transmission system; second, the design and implementation of two (2) HW generator-simulators of LEMP; and third, the design andimplementation of a lightning detector-receiver developed with Software-Defined Radio (SDR) technology, making it a pioneer. Further this work includes software algorithms (programs), which perform digital processing of the recorded signal to obtain their spectral characterization. The operation of the designed equipment, is evaluated. The results of the spectral characterization of the recorded signals (LEMP measurements) as well as their analysis are also presented Doctorado more...
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- 2014
35. Modelagem de sistemas de detecção de descargas atmosféricas na Amazônia
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DENTEL, Laure Madeleine and ROCHA, Brigida Ramati Pereira da
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Modelagem atmosférica ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA [CNPQ] ,Política energética ,Rede de detecção ,Planejamento energético ,Amazônia brasileira ,Descarga atmosférica - Abstract
As descargas atmosféricas representam um dos maiores fatores de riscos para o setor elétrico, especialmente na Amazônia, uma região do mundo identificada com altas densidades de ocorrências e picos de corrente de raios. Nesse contexto, a rede STARNET (Sferics Timing And Ranging NETwork), único sistema de detecção de descargas elétricas atmosféricas, terrestre, gratuito, e contínuo, cobrindo toda a região Amazônica, foi escolhido para a geração de padrões de descargas atmosféricas necessários a otimização dos sistemas de proteção das linhas de transmissão por meio de sistema de monitoramento de descargas atmosféricas. Contudo, o funcionamento intermitente, observado nos diagramas operacionais das várias estações da rede STARNET, afeta o desempenho global do sistema, em especial a eficiência de detecção. Por isso, foi desenvolvido um modelo de uniformização dos dados de descargas atmosféricas em função da configuração da rede (número e localização dos sensores em operação), no objetivo final de editar mapas de índice ceráunico e densidades de raios confiáveis. Existem regiões da Amazônia que sempre apresentam anomalias positivas de densidade de raios como as regiões de Belém e Manaus, bem como o estado do Tocantins que afeitam as linhas de transmissão. Depois, a incidência de raios nas linhas de transmissão na Amazônia foi estimada a partir da distribuição de pico de correntes registrada pela RDR-SIPAM e da densidade de raios corrigida da rede STARNET. A avaliação do desempenho da rede STARNET tendo como referencia à rede de detecção de raios do Sistema de Proteção da Amazônia (RDR-SIPAM) mostrou também uma forte dependência da eficiência de detecção da rede STARNET em função do pico de corrente das descargas atmosféricas. Lightning is one of the greater risk factors for the Electricity Sector, especially in the Amazon, a region of the world identified with high lightning densities and peak currents. In this context, the Sferics Timing And Ranging NETwork (STARNET), which is presently the only free and continuous lightning detection system covering the whole Amazon Region was chosen to generate lightning parameter products required for the optimization of protection for transmission lines systems through continuous lightning monitoring. However, the intermittent activity observed in the Operating Diagrams of the various STARNET stations, impacted the system performances in special its detection efficiency. As a consequence, a model of standardization of lightning data was developed as a function of the network configuration (number and location of sensors in operation), with the final objective of editing reliable keraunic parameter as well as lightning densities maps. We found that there are Amazon regions which always have positive lightning density anomalies like the regions of Belém and Manaus, and the state of Tocantins. Next, the lightning incidence on transmission lines in amazon region was estimate from the peak current distribution of the Lightning Detection Network of the Amazon Protection System (SIPAM-LDN) and the standardized stroke density from the STARNET network. A comparative performance evaluation of STARNET with reference to the SIPAM-LDN also showed a strong dependence of the lightning detection efficiency of STARNET network on the peak current of lightning events. more...
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- 2013
36. Análise bidimensional dos efeitos das descargas atmosféricas em cabos OPGW utilizando o método ADI-FDTD
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GOMES, Kellen Diane de Carvalho and DMITRIEV, Victor Alexandrovich
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Técnica CPML ,ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::TEORIA ELETROMAGNETICA, MICROONDAS, PROPAGACAO DE ONDAS, ANTENAS [CNPQ] ,Método FDTD ,Cabo OPGW ,Descarga atmosférica - Abstract
Neste trabalho é analisado o comportamento da densidade de corrente em cabos OPGW quando submetidos a descargas atmosféricas. Para esta análise, foram aplicados dois modelos de corrente, uma vez que a descarga atmosférica tem duas componentes principais que causam mais danos aos cabos em geral: a componente impulsiva e a componente contínua. O método numérico utilizado para as simulações computacionais é o método ADI-FDTD (Diferenças Finitas no Domínio do Tempo de Direções Alternadas Implícitas), o qual é truncado pela técnica CPML (Convolutional Perfectly Matched Layers). Com base no comportamento da corrente no cabo, é feita uma avaliação para determinar qual das duas componentes de descarga atmosférica pode causar mais danos aos cabos OPGW. In this work it is analyzed the behavior of the electrical current density in OPGW cables when they are subjected to lightning. For this analysis, two models of current were applied, since lightning has two main components that usually cause more damages in the cable: the impulsive component and the direct-current component. The numerical method used for computer simulations is the method ADI-FDTD (Finite Difference Time Domain of Alternating Directions Implicit), which is truncated by CPML technique (Convolutional Perfectly Matched Layers). Based on the behavior of current in the cable, it is done an evaluation to determine which lightning component can cause more damages to the OPGW cable. more...
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- 2013
37. Estudo da absorção de energia de para-raios de ZnO instalados em linhas de transmissão de 138 kV
- Author
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Rodrigo de Oliveira Pedrosa, Ivan Jose da Silva Lopes, Antonio Emilio Angueth de Araujo, Jose Osvaldo Saldanha Paulino, and Wallace do Couto Boaventura
- Subjects
ATP ,Transitório eletromagnético ,Para-raios de linha ,Linha de transmissão ,Raio ,ZnO ,Para-raios ,Coordenação de isolamento ,Engenharia elétrica ,Descarga atmosférica ,MatLab - Abstract
A instalação de para-raios de ZnO ao longo das linhas de transmissão tem sido uma solução para melhorar o seu desempenho frente a descargas atmosféricas. Nas linhas na faixa de tensão de operação abaixo de 230 kV, esta técnica tem se mostrado bastante eficiente. Entretanto, existem poucos trabalhos conclusivos a respeito da capacidade de absorção de energia dos para-raios instalados. Sendo a descarga atmosférica um fenômeno estatístico, os para-raios de linha são submetidos a diferentes tipos de descargas e, consequentemente, a diferentes montantes de energia que podem estressá-los em demasia. Este trabalho tem por objetivo avaliar a influência que os parâmetros da descarga atmosférica e a modelagem da linha de transmissão têm no cálculo da absorção de energia dos para-raios, e também avaliar, de forma estatística, a energia absorvida pelos para-raios quando da incidência de descargas sobre uma linha de transmissão de 138 kV. Foram consideradas as condições de instalação de para-raios isoladamente na estrutura atingida ou ao longo de todo o sistema. Adicionalmente, avaliou-se a influência da impedância de aterramento da torre atingida, no montante de energia a que os para-raios são submetidos e a sobretensão gerada nas torres das linhas não protegidas por para-raios. Os resultados mostram a importância de se modelar corretamente os componentes de uma linha de transmissão nos programas de cálculos de transitórios eletromagnéticos, considerando torres adjacentes no sistema a ser simulado a fim de se evitar resultados imprecisos. Além disso, o estudo mostra que para-raios Classe 2 instalados nas linhas de transmissão de 138 kV são submetidos a níveis bem inferiores à sua capacidade de energia, sugerindo assim a possibilidade do uso de para-raios Classe 1 nestas linhas, o que levaria a um custo bastante reduzido no projeto de proteção. Zinc Oxide (ZnO) line arresters are usually installed along overhead transmission lines to improve their lightning performance, particularly in areas with very high soil resistivity and intense lightning activity. For lines rated below 230 kV, this technique has proven to be very effective. However, there are few conclusive studies on the energy absorption capability of the ZnO arresters. Due to the probabilistic nature of lightning parameters, the arresters are subjected to different amounts of energy which may excessively stress them. The present study initially investigates the influence of lightning current parameters and the transmission line modeling on the evaluation of the energy absorption capability of the arresters. The energy absorbed by the surge arresters when lightning strokes a 138 kV transmission line is calculated. A statistical analysis of the energy levels is performed using an interactive routine developed using ATP and MATLAB. Two different scenarios are considered: arresters installed in all phases of the tower stricken by lightning, and arresters installed in all phases of every line tower. The results show the importance of using a correct model to study the ZnO surge arresters energy capability. Furthermore, the study shows that Class 2 arresters, generally installed along 138 kV transmission lines, are subjected to energy levels well below their capacity, suggesting that there is a possibility of using Class 1 arresters instead, which would lead to a reduced cost of the line protection project. more...
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- 2013
38. Instalación de ensayo multidisciplinar para generar impulsos de corriente tipo rayo
- Author
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Garnacho Vecino, Fernando, Khamlichi, Abderrahim, and Trasmonte, Ignacio
- Subjects
Protección de aeronaves ,Impulso de corriente ,Pararrayos ,onda 4/10, 8/ 20, 10/350 ,Sobretensión ,Descarga atmosférica - Abstract
En este artículo se presentan distintos generadores de impulsos de alta corriente desarrollados por el LCOE para ensayar aparatos y materiales expuestos a descargas directas de rayos. Los generadores que se presentan corresponden a las ondas 4/10, 8/20, 10/350 y ondas tipo A, B, C y D especificadas en la normativa del sector aeronáutico. more...
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- 2011
39. Simulación de descargas atmosféricas usando Geant4
- Author
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Abril López, Claudia
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53 Física / Physics ,Electrónes ,Ionizaciones y colisiones elásticas ,GEANT4 ,Descarga atmosférica - Abstract
Utilizando GEANT4 se simula el inicio de una descarga atmosférica. Son obtenidas avalanchas autosostenidas de electrones, a partir de electrones semilla que son acelerados por un campo eléctrico exterior, interactuando con los átomos que componen la atmósfera a través de ionizaciones y colisiones elásticas. Se asume que los electrones semilla, con energías iniciales de ∼ 1 keV, son generados por rayos cósmicos. Son tomados campos eléctricos exteriores del orden de los centenares de kV/cm. Las avalanchas de electrones, emisiones γ y emisiones X son caracterizadas. Se exploran las condiciones mínimas necesarias para la transición avalanchastreamer en la formación de un canal de plasma, evaluando principalmente la distribución de electrones, densidad de carga y el campo eléctrico generados a lo largo de la evolución de la avalancha. La presencia de electrones de altas energías en la avalancha (∼ MeV) dan lugar a algunos procesos: Bremsstrahlung que genera emisiones de radiación γ, ionización de capas interiores atómicas que genera emisiones de radiación X, y fotoionización de átomos producto de la interacción de los fotones emitidos en los dos procesos anteriores con la atmósfera. Maestría more...
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- 2011
40. Desarrollo de una antena capacitiva y aplicación a la detección de campos eléctricos ambientales y descargas atmosféricas
- Author
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Merchán Manzano, Hernando Efraín, Pesántez Palacios, Gabriel Napoléon, Merchán Manzano, Hernando Efraín, and Pesántez Palacios, Gabriel Napoléon
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- 2013
41. Análise do monitoramento de descargas atmosféricas na área de concessão da companhia força e luz do oeste em Guarapuava, Estado do Paraná - DOI: 10.4025/actascitechnol.v29i1.96
- Author
-
Andrade, Aparecido Ribeiro de, Maciel, Maurício, and Nery, Jonas Teixeira
- Subjects
sistema elétrico ,energia elétrica ,descarga atmosférica ,CFLO - Abstract
Aiming to analyze the monitoring of the atmospheric discharges incidence, the concession area of Companhia Força e Luz do Oeste (CFLO) – Western Power and Light Company, located in the district of Guarapuava, state of Paraná, was chosen for a study developed in 2003, from January to December. After the air masses dynamics description, it was possible to identify the occurrence of atmospheric discharges and to compare them to the energy interruptions. To that end, atmospheric discharges density maps were created within the CFLO concession area for a later analysis of their influence in the electric energy supply. The monitoring of the atmospheric discharges and the comparison between this phenomenon and the occurrence of interruptions in the electric energy supply enabled this study. Results showed that such events are directly related, and that the rural area of the region under study underwent a major interference. Objetivando uma análise do monitoramento da incidência de descargas atmosféricas, a região de concessão da Companhia Força e Luz do Oeste (CFLO), localizada no município de Guarapuava, Estado do Paraná, foi selecionada para um estudo realizado no período de janeiro a dezembro de 2003. Após a descrição da dinâmica da entrada de massas de ar, foi possível identificar a ocorrência de descargas atmosféricas e compará-las com as interrupções de energia. Para tanto, foram criados mapas de densidade de descargas atmosféricas dentro da área de concessão da CFLO para posterior análise de sua influência no fornecimento de energia elétrica. O monitoramento das descargas atmosféricas e a comparação da incidência desse fenômeno com a ocorrência de interrupções no fornecimento de energia elétrica possibilitaram concluir que tais eventos estão diretamente relacionados, e que a área rural da região em estudo sofre uma interferência maior. more...
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- 2007
42. Efectos y protección de equipos electrónicos ante un impulso electromagnético
- Author
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Merchán Manzano, Hernando Efraín, Ordoñez Cárdenas, Diego Mauricio, Pesántez Aviles, Juan Carlos, Merchán Manzano, Hernando Efraín, Ordoñez Cárdenas, Diego Mauricio, and Pesántez Aviles, Juan Carlos more...
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- 2007
43. Analysis of Changes in Lightning and Precipitation Generated by a Convective System in Southeastern Brazil
- Author
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Eliton Lima de Figueiredo, Carina Klug Padilha Reinke, Roseli Gueths Gomes, and Luciana Cardoso Neta
- Subjects
Meteorology ,Geography, Planning and Development ,Geology ,Storm ,Development ,Lightning ,Physics::Geophysics ,Tempestade ,Convecção profunda ,Descarga atmosférica ,Precipitação ,Deep convection ,Geography ,Precipitation ,Economic Geology ,Physics::Atmospheric and Oceanic Physics ,General Environmental Science - Abstract
This work analyzes changes, in space and time, of lightning and surface precipitation generated by a convective system occurred in Southeastern Brazil on October 2007. Satellite imagery from the GOES-10 infrared were used to identify and track the system, cloud-to-ground lightning data from RINDAT network and surface precipitation from automatic stations were also used. After its formation, this system evolved as a linear system, then turned into a quasi circular system to, after a new transition, get into the dissipation process. Each transition phase presented unique features in the evolution of lightning and precipitation. Most cloud-to-ground lightning were negative, tending to be grouped as a cluster, while the positive occurred in a more scattered way. Neste trabalho são analisadas as variações, no espaço e no tempo, das descargas atmosféricas e da precipitação em superfície provocadas por um sistema convectivo ocorrido na região sudeste do Brasil em outubro de 2007. Foram utilizadas imagens do satélite GOES-10 no canal infravermelho para identificar e rastrear o sistema, dados de descargas atmosféricas detectadas pela RINDAT e de precipitação em superfície de estações automáticas também foram utilizados. Logo após sua formação, este sistema evoluiu como um sistema linear, depois se transformou em um sistema quase circular para, após nova transição, entrar em processo de dissipação. Cada uma das fases de transição apresentou características únicas na evolução das descargas atmosféricas e da precipitação em superfície. A maioria das descargas atmosféricas foi negativa, com tendência a se posicionarem de maneira agrupada, enquanto que as positivas ocorreram de maneira mais espalhada. more...
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- 2014
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