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Avaliação da resposta de aterramentos elétricos frente a descargas atmosféricas considerando os efeitos de ionização e dependência com a frequência dos parâmetros do solo com base na aplicação do método FDTD

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Luiza de Oliveira Trindade
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 Minas Gerais
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Engenharia elétrica
Raio
Ionização
Diferenças finitas
Link de acesso: https://hdl.handle.net/1843/81295
Resumo: This work aims to evaluate the response of electrical grounding systems to lightning, with an emphasis on soil ionization effects and the frequency dependence of soil parameters, based on results obtained from systematic computational simulations using the FDTD (Finite-Difference Time Domain) method. For this purpose, adjustments to the method were studied to represent both effects, singly. The results indicate the impact of both effects, especially in the reduction of low-frequency grounding resistance values ​and in the impulsive grounding impedance. The analyses indicate that ionization and frequency dependence influence the impulsive grounding impedance differently. The grounding resistance at low frequency decreases as the electrode length increases, while the impulse impedance reduces until it reaches the value corresponding to the effective electrode length. Frequency dependence exerts greater influence in more resistive soils and longer electrodes. To ensure the reliability of both studies, the results incorporating the effect of soil ionization were compared with Weck's formulation. Additionally, the results obtained through FDTD, which consider the frequency dependence of soil parameters, were compared with the HEM (Hybrid Electromagnetic) electromagnetic model.
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Frequency dependence exerts greater influence in more resistive soils and longer electrodes. To ensure the reliability of both studies, the results incorporating the effect of soil ionization were compared with Weck's formulation. Additionally, the results obtained through FDTD, which consider the frequency dependence of soil parameters, were compared with the HEM (Hybrid Electromagnetic) electromagnetic model.porUniversidade Federal de Minas Geraishttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessFDTDMétodo das diferenças finitas no tempoIonização do soloDependência com a frequência dos parâmetros do soloDescargas atmosféricasEngenharia elétricaRaioIonizaçãoDiferenças finitasAvaliação da resposta de aterramentos elétricos frente a descargas atmosféricas considerando os efeitos de ionização e dependência com a frequência dos parâmetros do solo com base na aplicação do método FDTDinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisLuiza de Oliveira Trindadereponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGhttp://lattes.cnpq.br/4479073662995773Fernando Henrique Silveirahttp://lattes.cnpq.br/8184042170674060Silvério Visacro FilhoJavier Gustavo Herrera MurciaEsse trabalho tem como objetivo avaliar a resposta de aterramentos elétricos frente a descargas atmosféricas com ênfase nos efeitos de ionização do solo e dependência com a frequência dos parâmetros do solo com base em resultados obtidos pela realização de simulações computacionais sistemáticas utilizando o método FDTD (Finite-Difference Time Domain). Para isso, foram estudados ajustes no método para representar os dois efeitos separadamente. Os resultados indicam o impacto de ambos os efeitos, especialmente na redução dos valores de resistência de aterramento em baixa frequência e na impedância impulsiva de aterramento. As análises indicam que a ionização e a dependência com a frequência influenciam de forma distinta a impedância impulsiva de aterramento. A resistência de aterramento em baixa frequência diminui à medida que o comprimento do eletrodo aumenta, enquanto a impedância impulsiva reduz-se até atingir o valor correspondente ao comprimento efetivo do eletrodo. A dependência com a frequência exerce maior influência em solos mais resistivos e eletrodos mais longos. Para garantir a confiabilidade em ambos os estudos, os resultados da inclusão do efeito de ionização do solo foram comparados com a formulação de Weck. Além disso, os resultados obtidos através do FDTD que consideram a dependência com a frequência dos parâmetros do solo foram comparados com o modelo eletromagnético HEM (Hybrid Electromagnetic).BrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICAPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFMGCC-LICENSElicense_rdfapplication/octet-stream1037https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/6aa8b159-8ac2-4d4a-bb76-29a52b2a8b68/downloadd434b2e45b27c6ef831461f4412a9d4eMD51falseAnonymousREADLICENSElicense.txttext/plain2118https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/9d602819-b69e-4b21-8c92-fb965c88b87d/downloadcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD52falseAnonymousREADORIGINALDissertação_LuizaTrindade.pdfapplication/pdf5231840https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/93d0d08d-52f5-4ab1-9db8-05faa2e712ba/download408a6e7d097bdd39e49cf627bcb795ffMD53trueAnonymousREAD1843/812952025-09-08 20:52:12.413http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/pt/Acesso Abertoopen.accessoai:repositorio.ufmg.br:1843/81295https://repositorio.ufmg.br/Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oairepositorio@ufmg.bropendoar:2025-09-08T23:52:12Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)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