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Outra Agência Esta dissertação de mestrado apresenta os resultados obtidos a partir da análise do vasto banco de dados estruturado de ensaios de corrente impulsiva aplicada a quinze amostras de solo dispostas em cuba cilíndrica coaxial, representando cenário de campo elétrico com característica não uniforme. Cada amostra foi testada em três diferentes umidades (natural, 5% de umidade e 10% de umidade) e os ensaios foram realizados para dois tempos de frente de onda (frente rápida, referente a sinais impulsivos com características de descargas subsequentes e frente lenta, referente a primeira descarga). Apesar do tema ionização ter sido já amplamente investigado, a construção de banco de dados tão extenso para a análise da dinâmica da evolução efeito, contemplando os efeitos da resistividade, umidade e tempo de frente de onda é pioneira. Ao todo foram mais de 7.300 ensaios validados com registro das ondas de tensão e corrente impulsivas obtidos a partir de gerador de impulso de 600kV. Foi elaborada rotina computacional para processar o banco de dados e realizar as análises propostas. Observou-se que variáveis como umidade, tempo de frente de onda e resistividade não influenciam de forma relevante a evolução do processo de ionização, sendo a intensidade do campo elétrico o parâmetro determinante para a ocorrência do fenômeno. Para o cômputo do efeito de ionização do solo foi proposta uma curva relacionando a densidade linear de corrente dispersa para o solo com o aumento do raio equivalente do eletrodo. Tal curva foi obtida a partir da relação entre diminuição da impedância de transitória de amostras de solo e a intensidade de campo elétrico na superfície do eletrodo. Atribuindo-se um grau de conservadorismo a esta curva (do tipo da redução de 10% da densidade linear de corrente, correspondendo a acréscimo de mesma ordem na intensidade do campo elétrico), é possível quantificar com aproximação razoável o efeito de ionização de solos genéricos no entorno de condutores cilíndricos. This thesis presents the results obtained from the analysis of a large database of impulsive current tests applied to fifteen soil samples arranged in a coaxial cylindrical vat, representing an electric field scenario with a non-uniform characteristic. Each sample was tested at three different moistures (natural, 5% moisture and 10% moisture) and the tests were performed for two wavefront times (fast front, referring to impulsive currents with characteristics of subsequent return strokes and slow front, concerning with the first strokes). Although soil ionization has already been widely investigated, the construction of such an extensive database for the analysis of the dynamics of the effect evolution, contemplating the effects of resistivity, moisture and wavefront time, is pioneer. Altogether, more than 7,300 tests were validated with recording of impulse voltage and current waves obtained from a 600kV impulse generator. A computational routine was created to process the database and carry out the proposed analyses. It was observed that variables such as moisture, wavefront time and resistivity don't significantly influence the evolution of the ionization process, with the intensity of the electric field being the determining parameter for the occurrence of the phenomenon. For the considering the soil ionization effect, the work suggested using a curve relating the linear density of current dispersed from the electrode to the soil with an increased equivalent radius of the electrode. This curve was obtained considering the decrease of the transient impedance of samples as a function the electric field strength at the electrode surface. Attributing a conservativeness degree to this curve (e.g., decreasing the linear current density in about 10%, corresponding to an increase of the same order of the electric field intensity), allows using it for taking the ionization effect of generic soils around cylindrical conductors into account.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-25T17:58:53Z No. of bitstreams: 1 GABRIEL VIDAL NEGREIROS BEZERRA – DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2017.pdf: 5032226 bytes, checksum: 900940f480110db5450f19583af7d19d (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-25T17:58:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GABRIEL VIDAL NEGREIROS BEZERRA – DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2017.pdf: 5032226 bytes, checksum: 900940f480110db5450f19583af7d19d (MD5) Previous issue date: 2017-03-30 CNPq Neste trabalho é realizada uma avaliação da resposta impulsiva de aterramento com haste concretada, considerando o efeito da ionização do solo. Para isso, o aterramento foi representado e simulado utilizando uma ferramenta computacional de simulação em três dimensões por meio do método dos elementos finitos. A representação computacional, bem como a validação da mesma, foi feita tomando-se como base dados experimentais apresentados na literatura. O fenômeno da ionização do solo foi implementado ponto a ponto, utilizando o equacionamento do modelo dinâmico de ionização do solo, possibilitando que aterramentos com diferentes formatos geométricos sejam avaliados. Avaliou-se a impedância transitória de uma haste concretada padronizada para solos com diferentes resistividades. Além disso, procedeu-se com uma análise da resposta impulsiva da haste concretada para diferentes parâmetros geométricos, a saber: raio do concreto envolvente, comprimento vertical da haste concretada, comprimento vertical do concreto envolvente e profundidade da haste concretada em relação ao nível do solo. Por fim, propõem-se limites práticos e sugestões de dimensões para a haste concretada, de forma que a reposta impulsiva seja otimizada. In this research, was performed an impulsive response evaluation of concrete encased groundings, considering de soil ionization effect. In order to achive this, the grouding was represented and simulated in three dimensions using a finite element method software. The computational representation and validation were performed using experimental data presented in the literature. The soil ionization effect was implemented in a point form, allowing evaluate groudings with different geometric formats. It was studied the transient impedance of a standard concrete encased rod placed in soils with different resistivity values. Furthermore, was performed a transient response analysis for different geometric parameters of the concrete encased rod, namely: the concrete radius, the vertical length of the concrete encased rod, the vertical length of the concrete encased rod, the surrounding concrete and the depth of the concrete encased rod in relation to the soil surface. Finally, practical limits and suggested dimensions for the concrete encased rod are proposed, in order to optimize the impulse response.

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2019-03-27T17:08:55Z No. of bitstreams: 1 MALONE SOARES DE CASTRO - DISSERTAÇÃO PPGEE 2012..pdf: 2064350 bytes, checksum: bf2a2c1d757b4516b477d71a83ba44ef (MD5) Made available in DSpace on 2019-03-27T17:08:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MALONE SOARES DE CASTRO - DISSERTAÇÃO PPGEE 2012..pdf: 2064350 bytes, checksum: bf2a2c1d757b4516b477d71a83ba44ef (MD5) Previous issue date: 2012-07-27 O aterramento é um elemento essencial para a segurança de pessoas e instalações elétricas, sendo de grande importância a avaliação da operação de sua malha. Para a avaliação de uma malha de aterramento é necessário se conhecer suas características elétricas tanto na frequência industrial como na condição de surto. As características elétricas são obtidas a partir da injeção de sinais de corrente na malha e seus efeitos são medidos, ou sinais de tensão são adquiridos, em diversos pontos do aterramento. A análise dos sinais é de fundamental importância para a avaliação adequada das condições operacionais do aterramento. Neste trabalho é apresentado um sistema de aquisição de dados (sinais) para avaliação de sistemas de aterramento submetido a impulsos de corrente elétrica (surto), utilizando uma rede de transmissão sem fio. O sistema é portátil e capaz de realizar a comunicação de dados, via rádio com padrão ZigBee, permitindo a transferência dos sinais de tensão adquiridos em diversos pontos do aterramento. O sistema de aquisição de dados utiliza um microcontrolador dsPIC modelo 30F3011 sendo formado por uma unidade central (UAC) e unidades remotas (UAn). A UAC controla o sistema e adquire os dados dos sinais de tensão e corrente, aplicados por meio de um gerador de impulsos de corrente, enquanto as UAn adquirem os dados do sinal de tensão propagado no aterramento. O início da operação do sistema de aquisição ocorre de forma controlada permitindo que as unidades monitorem os sinais de tensão no sensor e com isso identifiquem o início do impulso. Para tanto, são registrados os dados de 64 μs antes e 448 μs após o impulso ter sido detectado. Após sua transmissão da UAC para o microcomputador, os dados são analisados e exibidos na forma de sinais de impedância transitória e de distribuição dos potenciais propagados no solo. O sistema desenvolvido foi validado por testes em bancada, utilizando um sinal simulado de 8/20 μs e por meio de ensaios com um gerador de impulsos, com tensão de carregamento dos seus capacitores em 11 kV. O sistema pode ser usado para identificar diferenças entre a especificação do projeto de sistema de aterramento e sua execução, avaliar o estado de degradação do aterramento e emitir um diagnóstico de sua malha, além de ser útil em projetos de sistemas de monitoramento, que permitam a inserção da malha de terra em sistemas de redes inteligentes (Smart Grids). Grounding is an essential element for the safety of persons and electrical installations, being of great importance evaluate the operation of its mesh. To evaluate a ground grid is necessary to determine its electrical characteristics both in industrial frequency and in the surge conditions. The electrical characteristics are obtained from the injection of electrical current in the mesh and its effects are measured, or voltage signals are acquired at different points of the ground. The analysis of the signals is fundamental for the adequate evaluation of the operation conditions of grounding. This paper presents a data acquisition system (signs) for assessment of grounding systems subjected to impulses of electrical current (surge), using a network of wireless transmission. The system is portable and capable to perform data communication via radio standard ZigBee, allowing transfer of data voltage signals acquired at different points of ground. The data acquisition system uses a model dsPIC 30F3011 microcontroller being formed by a central unit (UAC) and remote units (UAN). UAC controls the system and acquires data of current and voltage signals, applied by means of a current impulse generator, while the UAN must acquire data from voltage signal propagated on the ground. The operation beginning of acquisition system occurs in a controlled manner. Each unit monitors the voltage signals at the sensor and thus identifies the beginning of the impulse. For this purpose, data are recorded 64 μs before and 448 μs after the impulse has been detected. After the transmission from the UAC to the microcomputer, the data is analyzed and displayed in the form of transient impedance signal and potential distribution propagated in the soil. The system has been validated by testing using a simulated signal of 8/20 μs and by test with an impulse generator with its capacitor charging voltage of 10 kV. The system can be used to identify differences between the project specification of grounding system and its implementation, evaluate the degradation of the grounding and provide a diagnosis of the mesh, besides being useful in projects for monitoring systems that allow the insertion of ground mesh systems in intelligent networks.