Dependência da frequência dos parâmetros do solo: efeito no comportamento impulsivo de aterramentos elétricos

• Autor(a) principal: Rafael Silva Alipio
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9AKHKJ
• topic: Engenharia Elétrica; Engenharia elétrica; Correntes elétricas Aterramento

Esta tese é dedicada ao estudo da dependência da frequência dos parâmetros elétricos do solo e à análise do impacto desse fenômeno na resposta de aterramentos frente a transitórios, notadamente aqueles associados à incidência de descargas atmosféricas. Propõe-se uma nova metodologia de medição, aplicável em condições de campo, para determinação da dependência da frequência da resistividade e da permissividade do solo na faixa de 100 Hz até 4 MHz, espectro de interesse na análise de transitórios associados às descargas atmosféricas. Essa metodologia é validada e demonstra-se experimentalmente a relevância do efeito da dependência da frequência no comportamento impulsivo de aterramentos elétricos. A partir daaplicação sistemática da metodologia de medição a mais de 60 solos em condições naturais, caracteriza-se de forma geral a dependência da frequência dos parâmetros elétricos do solo. Mostra-se que a resistividade diminui com o aumento da frequência e que tal diminuição é mais pronunciada para solos de maior resistividade em baixa frequência. Também, mostra-se que a permissividade diminui com o aumento da frequência e possui, na maior parte do espectro, valores mais elevados do que aqueles usualmente adotados na literatura. Com base nos resultados experimentais e nas tendências observadas, são desenvolvidas fórmulas para estimativa aproximada da dependência da frequência dos parâmetros do solo, em função da resistividade em baixa frequência. Utilizando-se essas fórmulas, analisa-se o efeito dadependência da frequência dos parâmetros do solo no comportamento transitório de aterramentos elétricos por meio de simulações computacionais. Mostra-se que o fenômeno da dependência da frequência dos parâmetros do solo é responsável pela redução dos níveis de elevação de potencial no aterramento, da impedância impulsiva e do coeficiente de impulso e, também, que tais reduções são mais significativas para solos de maior resistividade e para correntes de descargas subsequentes. Ainda, propõe-se um modelo físico original para caracterização da dependência da frequência dos parâmetros do solo, baseado nas relações de Kramers-Kronig e nas Equações de Maxwell.