Aplicação do modelo do líder bidirecional em análises de sensibilidade de parâmetros associados ao estudo da atratividade do solo e de estruturas aterradas

Página do item simplificado
dc.contributor.advisorGuimarães Neto, Miguel de Brito
dc.contributor.advisor-coAlípio, Rafael Silva
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/6715701375569983
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4733912088994272
dc.contributor.authorCosta, Kamila Cristina
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6689836124342664
dc.contributor.refereeGuimarães Neto, Miguel de Brito
dc.contributor.refereeAlípio, Rafael Silva
dc.contributor.refereeConti, Alberto Resende de
dc.contributor.refereeSchroeder, Marco Aurelio de Oliveira
dc.date.accessioned2025-05-28T15:40:51Z
dc.date.available2025-05-28T15:40:51Z
dc.date.issued2021-12-27
dc.description.abstractEste trabalho aplica uma metodologia fisicamente consistente para avaliar a atratividade do solo plano e de estruturas aterradas, a partir da estimativa do raio de atração em função da carga transferida pela descarga de retorno, bem como em função da amplitude da corrente associada à descarga atmosférica. Essa metodologia é baseada em um modelo eletrostático de cargas em nuvens de tempestade, utilizado para determinar as condições de iniciação de um líder bipolar vertical que se desenvolve bidirecionalmente, a partir da região do máximo campo elétrico no interior da nuvem. O líder é considerado um condutor elétrico perfeito, cujo potencial é igual ao potencial ambiente médio, associado às cargas da nuvem, ao longo de seu comprimento. O método de simulação de cargas é aplicado para calcular a distribuição de cargas do líder e as cargas induzidas na estrutura aterrada, quando existente, pela solução numérica da equação de Poisson. A partir desse método, também é possível estimar o potencial devido a essas cargas em qualquer ponto da região em análise. O raio de atração para o solo plano é computado quando o campo elétrico entre a extremidade do líder e o solo é igual a 500 kV/m. No caso da estrutura aterrada, o raio de atração é computado quando o líder ascendente é iniciado a partir do topo da estrutura, ou seja, quando o gradiente médio de potencial ao longo da zona de streamers emanados da estrutura é igual a 500 kV/m. Essa metodologia é estendida para análises de sensibilidade de parâmetros associados ao fenômeno – tais como o raio do canal de descarga, a altura da estrutura etc. – de forma a avaliar seu efeito na estimativa do raio de atração, uma vez que, devido à complexidade do processo de incidência de um raio, há muitas considerações acerca desses parâmetros nos estudos de atratividade relatados na literatura. Ademais, os resultados obtidos são comparados com modelos propostos por diferentes autores, a fim de avaliar quais considerações na metodologia deste estudo implicariam valores de raio de atração similares aos obtidos por outros modelos.
dc.description.abstractotherThis work applies a physically consistent method to assess the attractiveness of flat ground and grounded structures, from the estimation of the lightning striking distance as a function of the return stroke charge, as well as a function of the prospective return stroke peak current. This method is based on an axisymmetric electrostatic model of charges in thunderstorm clouds used to initiate a vertical bipolar leader that develops bidirectionally from the region of maximum electrical field inside the cloud. The leader is assumed as a perfect conductor whose potential is equal to the average cloud potential, due to the cloud charges, over its length. The charge simulation method is applied to calculate the leader charge distribution and the induced charges on the grounded structure by the numerical solution of the Poisson equation. From this method, it is also possible to estimate the potential due to these charges at any point in the region under analysis. The striking distance to flat ground is computed when the average potential gradient between the leader tip and the ground is equal to 500 kV/m. In the case of the grounded structure, the striking distance is computed when the upward leader is incepted from the top of the structure, i.e., when the average potential gradient along the streamer zone emanating from the structure is equal to 500 kV/m. This methodology is extended to sensitivity analysis of parameters associated to the phenomenon – such as the leader radius, the height of the structure etc. – in order to evaluate their effect on striking distance estimation, since, due to the complexity of the lightning attachment process, there are many assumptions regarding these parameters in the attractiveness studies reported in literature. Furthermore, the obtained results are compared to the models proposed by different authors, to assess which considerations in the methodology of this work would imply striking distance values similar to those obtained from other models.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/1591
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG / UFSJ
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.subjectAterramento elétrico
dc.subjectLinhas elétricas subterrâneas
dc.subjectDescargas atmosféricas
dc.titleAplicação do modelo do líder bidirecional em análises de sensibilidade de parâmetros associados ao estudo da atratividade do solo e de estruturas aterradas
dc.typeDissertação

Arquivos

Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Imagem de Miniatura
Nome:
Aplicação do modelo do líder bidirecional em análises de sensibilidade de parâmetros associados ao estudo da atratividade do solo e de estruturas aterradas.pdf
Tamanho:
4.89 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Baixar
Licença do Pacote
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
license.txt
Tamanho:
1.39 KB
Formato:
Item-specific license agreed to upon submission
Descrição:
Baixar

Coleções

Mestrado em Engenharia Elétrica