Desenvolvimento de técnica de detecção otimizada de sinais do arco elétrico para monitoramento de disjuntores de alta tensão.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: SOUSA, Herbet Filipe dos Santos.
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Brasil
Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
UFCG
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/27085
Resumo: Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma técnica de detecção dos sinais do arco elétrico para o monitoramento de disjuntores de alta tensão, com redução efetiva das taxas de amostragem dos sinais em alta frequência. Com esta finalidade, a técnica de detecção de envoltória foi aplicada e avaliada. Outrossim, com o objetivo de apresentar o desenvolvimento da técnica em si, foram realizadas simulações do circuito detector no domínio do tempo e da frequência. Para avaliar se a técnica proposta é capaz de estimar os parâmetros avaliativos de disjuntores, emissões eletromagnéticas transitórias, provenientes do processo de abertura de um disjuntor de 15 kV, foram adquiridas no Laboratório de Alta Tensão da UFCG. A análise de sensibilidade da extração dos parâmetros duração de arco elétrico e energia do sinal, a partir da envoltória do sinal de arco, foi feita. Para tanto, as envoltórias dos sinais de arco medidos foram obtidas por meio de simulação da detecção de envoltória. A técnica de detecção de envoltória desenvolvida apresentou acurácia no cálculo do parâmetro duração do arco elétrico, registrando erros inferiores a 2%, em relação ao sinal original. O parâmetro energia do sinal de arco foi possível de ser detectado com a aplicação da técnica, no entanto, foi observado que uma calibração do sistema deve ser feita para que seja atingido o melhor desempenho. Ademais, foram apresentados os procedimentos de dimensionamento e avaliação do circuito detector de envoltória, voltado para aplicação dos sinais de arco analisados neste trabalho. Os resultados obtidos neste trabalho evidenciaram a potencialidade da técnica de detecção de envoltória para a redução das taxas de amostragem dos sinais de arco. Portanto, comprova-se que o circuito detector de envoltória pode ser aplicado como entrada de um dispositivo de monitoramento de disjuntores em serviço, demandando um sistema de aquisição, transmissão e processamento de sinais menos complexo e mais acessível.
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Para avaliar se a técnica proposta é capaz de estimar os parâmetros avaliativos de disjuntores, emissões eletromagnéticas transitórias, provenientes do processo de abertura de um disjuntor de 15 kV, foram adquiridas no Laboratório de Alta Tensão da UFCG. A análise de sensibilidade da extração dos parâmetros duração de arco elétrico e energia do sinal, a partir da envoltória do sinal de arco, foi feita. Para tanto, as envoltórias dos sinais de arco medidos foram obtidas por meio de simulação da detecção de envoltória. A técnica de detecção de envoltória desenvolvida apresentou acurácia no cálculo do parâmetro duração do arco elétrico, registrando erros inferiores a 2%, em relação ao sinal original. O parâmetro energia do sinal de arco foi possível de ser detectado com a aplicação da técnica, no entanto, foi observado que uma calibração do sistema deve ser feita para que seja atingido o melhor desempenho. Ademais, foram apresentados os procedimentos de dimensionamento e avaliação do circuito detector de envoltória, voltado para aplicação dos sinais de arco analisados neste trabalho. Os resultados obtidos neste trabalho evidenciaram a potencialidade da técnica de detecção de envoltória para a redução das taxas de amostragem dos sinais de arco. Portanto, comprova-se que o circuito detector de envoltória pode ser aplicado como entrada de um dispositivo de monitoramento de disjuntores em serviço, demandando um sistema de aquisição, transmissão e processamento de sinais menos complexo e mais acessível.In this work the development of a technique to detect electric arc signals for the monitoring of high voltage circuit breakers is presented, with effective reduction of the sampling efforts of the high frequency signals. For this purpose, the envelope detection technique was applied and evaluated. In addition, with the objective of presenting the development of the technique itself, simulations of the detector circuit were carried out in the time and frequency domain. In order to evaluate if the proposed technique is capable of estimating the evaluative parameters of circuit breakers, transient electromagnetic emissions from the process of opening a 15 kV circuit breaker were acquired at the UFCG High Voltage Laboratory. The sensitivity analysis of the extraction of the parameters of electric arc duration and energy of the signal, from the envelope of the arc signal, was made. For this, envelopes of the measured arc signals were obtained by simulation. The developed envelope detection technique showed accuracy in the calculation of the electric arc duration parameter, with errors lower than 2% in relation to the original signal. The energy parameter of the arc signal could be detected with the application of the technique; however, it was observed that a calibration of the system must be made to achieve the best performance. In addition, the project and evaluation procedures of the envelope detector circuit were presented, focused on the application of the arc signals analyzed in this work. The results obtained in this work evidenced the potential of the envelope detection technique to reduce the sampling efforts of the arc signals. Therefore, it is proven that envelope detector circuitry can be applied as input to a circuit-breaker monitoring device in service, requiring a less complex and more affordable signal acquisition, transmission and processing system.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGCOSTA, Edson Guedes da.COSTA, E. G.E. C. Guedes.Da Costa, E. G.http://lattes.cnpq.br/3930289115658143FERREIRA, Tarso Vilela.FERREIRA, T. V.FERREIRA, TARSO V.FERREIRA, TARSO.http://lattes.cnpq.br/9395719025602516FREIRE, Raimundo Carlos Silvério.FREIRE, R. C. S.FREIRE, R.Freire, Raimundo C. S.http://lattes.cnpq.br/4016576596215504ALBERT, Bruno Barbosa.ALBERT, B. B.BRUNO BARBOSA ALBERT.ALBERT, BRUNO BARBOSA.http://lattes.cnpq.br/4530607277273584SOUSA, Herbet Filipe dos Santos.2018-08-242022-09-12T17:50:24Z2022-09-122022-09-12T17:50:24Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/27085SOUSA, Herbet Filipe dos Santos. Desenvolvimento de técnica de detecção otimizada de sinais do arco elétrico para monitoramento de disjuntores de alta tensão. 2018. 87 fl. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2018.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2025-07-24T12:02:07Zoai:dspace.sti.ufcg.edu.br:riufcg/27085Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512025-07-24T12:02:07Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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