Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T08:28:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_AthosPovoa_M.pdf: 9594597 bytes, checksum: c99eaf2e0c3c48d6e04df60e99d62937 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho apresenta uma metodologia para a obtenção dos parâmetros sustentados do arco elétrico, especificamente a corrente de condução e a corrente de deslocamento. Os resultados apresentados são provenientes da análise de 410 ensaios realizados em ambiente não confinado de um trecho experimental de linha de transmissão aérea de 500 kV , composta por três torres e dois vãos. Foram analisados diversos níveis de corrente entre 15 Aef e 10 kAef. O método apresentado é baseado na obtenção de um novo elemento para a caracterização do arco elétrico, a capacitância. Verifica-se que existe um atraso da forma de onda da tensão entre os terminais do arco em relação à forma de onda da corrente do arco elétrico próximo ao cruzamento das curvas pelo zero. Este comportamento indica uma resposta a um circuito que não pode ser considerado puramente resistivo, mas sim composto por uma resistência e uma capacitância. Desta forma a contribuição da presente pesquisa consiste na identificação da capacitância do arco elétrico. Os resultados obtidos mostram que a utilização da metodologia desenvolvida é eficaz para a obtenção dos parâmetros sustentados do arco elétrico e que tais parâmetros possuem uma relação de proporcionalidade em relação aos níveis de corrente do arco elétrico / Abstract: This work presents a methodology to obtain the stationary parameters of the electric arc, specifically the conductive current and the displacement current. The results presented are from analysis by 410 assays performed at field tests of a test section of 500 kV transmission line. The section is formed by three transmission towers, one anchor tower positioned between two suspension towers. This work presents the analysis of tests with current levels between 15 Arms and 10 kArms. The presented method is based on obtaining a new element to characterize the arc, the capacitance. It is verified that there is a delay of the waveform of the voltage across the arc terminals relative to the waveform of the current arc near zero crossing. This behavior indicates that the arc can not be considered purely resistive, but instead it has a behavior of a parallel resistance and a capacitance impedance. Therefore the contribution of this research is to identify the capacitance of the electric arc. The results show that the use of the developed methodology is effective for obtaining the stationary parameters of the electric arc and that these parameters have a relationship of proportionality in relation to the arc current range.winz / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T11:02:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_GilmarioBarbosa_D.pdf: 14752419 bytes, checksum: b5450debd9ddfb2a4a50a26c4b326901 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O comprimento do arco elétrico é um parâmetro importante para a modelagem matem ática do arco elétrico. O perfil da variação do comprimento do arco atualmente é estimado pela análise da tensão medida entre os terminais do arco e da corrente do arco. Porém esses resultados não são conclusivos, pois não apresentam uma medição (escala métrica) do eixo-médio tridimensional do arco elétrico. Por outro lado, as imagens da evolução do arco podem fornecer informação suficiente à reconstrução do seu eixo tridimensional e à estimativa do comprimento do arco a cada instante, determinando uma curva de variação do comprimento. A principal contribuição deste trabalho, portanto, reside na obtenção da estimativa do comprimento do arco e, por conseguinte, do alongamento de arcos elétricos baseada na aplicação do modelo snake-3D na reconstrução tridimensional dos eixos longitudinais de arcos elétricos gerados artificialmente. Foram realizados diferentes experimentos para avaliar a proposta de aplicação da snake-3D. Inicialmente, algumas características geométricas dos arcos foram reproduzidas em curvas paramétricas cujas projeções, sobre seções de planos, formaram as sequências de pares de imagens e determinaram os conjuntos de casos experimentais. Em seguida os resultados obtidos através da aplicação da snake-3D foram analisados comparativamente a outros métodos de reconstrução 3D frente aos valores verdadeiros dos comprimentos das curvas. Também foram realizados experimentos com um objeto concreto, nesse caso, um neon flexível manipulado defronte a um par de câmeras reais. As matrizes de calibração foram determinadas por meio de procedimento específico, o comprimento verdadeiro do objeto foi estimado por meio de medição direta e comparado aos resultados obtidos através da aplicação da snake-3D e outro método de reconstrução 3D. Em seguida a snake-3D foi aplicada a imagens de arcos elétricos reais cuja evolução foi capturada utilizando câmeras reais. Nesses casos as estimativas dos comprimentos por meio de snake-3D foram contrapostas aos estudos baseados na análise dos sinais de tensão e de corrente medidos nas extremidades do arco em evolução. Os comprimentos obtidos com a abordagem proposta foram semelhantes aos obtidos através de medidas elétricas, o que valida o uso da metodologia desenvolvida para este tipo de aplicação / Abstract: The electrical arc length is an important parameter for the arc mathematical modeling. Nowadays the profile of the arc length variation is estimated by the analysis of the voltage measured at the extremities of the arc and the current of the arc. But these results are not conclusive because they do not present a metrical measurement of the three-dimensional medial-axis of the arc. On the other hand, the images of the spatial evolution of the arc can provide enough resources for recovering the 3D longitudinal axis for estimation of the arc length as well as for obtaining the curve of length variation along the time. The main contribution of this work therefore lies in the estimation of the arc length, and consequently the elongation of electric arcs based on the application of the model (3D-snake) for the three-dimensional reconstruction of the longitudinal axes of artificially generated electrical arcs. Different experiments were conducted to evaluate the proposed application of the 3D-snake. Initially, some geometrical characteristics of the arcs were reproduced in parametric curves whose projections formed sequences of image pairs and determined the sets of test cases. Then the results obtained by applying the 3D-snake were analyzed in comparison to other 3D reconstruction methods against the true values of the lengths of curves. Also experiments were performed with a concrete object, in this case, a flexible neon manipulated in front of a pair of real cameras. The calibration matrices were determined by specific procedure, the length of the real object was estimated by direct measurement and compared to results obtained by applying the 3D-snake and other 3D reconstruction method. Next the 3D-snake was applied to real images of arcs whose evolutions were captured using real cameras. In these cases the estimation of measurement through 3D-snake were opposed to results based on arc current and arc voltage measured at arc terminals. The lengths obtained with the proposed model were similar to those obtained through electrical measurements, which validates the use of the method developed for this type of application / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T16:31:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Talaisys_JonasLemos_M.pdf: 12385917 bytes, checksum: 5619a3284121ab56d2a0a337ef2456b4 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho apresenta resultados do estudo do conteúdo harmônico e da variação do comprimento de arcos elétricos longos, com comprimento inicial superior a 4 m. Os resultados decorreram da análise de uma grande quantidade de dados obtidos de 647 ensaios realizados em ambiente não confinado em um trecho experimental de linha de transmissão aérea de 500 kV. Diversos níveis de corrente de arco foram abrangidos, desde 15 Aef até 10.000 Aef. O conteúdo harmônico da tensão e da corrente dos arcos foi analisado através da Trans-formada de Fourier Discreta em Tempo Reduzido. Mediante um tratamento estatístico, este conteúdo harmônico possibilitou a consolidação da assinatura harmônica dos arcos estudados. Uma contribuição importante da pesquisa consiste na verificação de que o conteúdo harmônico do arco pode ser utilizado para identificar o momento a partir do qual o arco elétrico se encontra com suas características elétricas estabilizadas. A partir deste instante os parâmetros elétricos do arco podem ser utilizados para obtenção de um modelo matemático. Utilizando-se do conteúdo harmônico e de registros visuais, a variação de comprimento foi obtida para 69 arcos. Esta análise inicial permite que se tenha uma noção da velocidade de alongamento destes arcos em relação ao seu nível de corrente. Permitiu também a obtenção de um gradiente de tensão mais preciso dos arcos, considerando-se tanto o alongamento quanto a estabilidade destes. Por fim, este trabalho tem por objetivo apresentar resultados que forneçam características e informações relevantes à obtenção de um modelo matemático de arco elétrico secundário adequado para o estudo da Manobra de Abertura e Religamento Monopolar. O conteúdo harmônico é identificado como uma ferramenta eficaz para caracterização da estabilidade destes arcos e o alongamento é um dos principais fatores relacionados com a extinção e duração do arco secundário / Abstract: This document presents results related to harmonic content and length variation of long electrical arcs in air, with initial length of 4 m. The results are based in the analysis of a data-base containing 647 experiments in non-confined environment of an experimental aerial 500 kV transmission line. The current range analyzed lies between 15 Arms and 10,000 Arms. The harmonic contents of voltage and current of electrical arcs were analyzed by the Short Time Discrete Fourier Transform. Using a statistic treatment this harmonic content allowed to consolidate the harmonic signature of the arcs in study. Furthermore, in the present work it was proposed that the harmonic content of an electrical arc defines the moment when the electric arc has its electrical characteristics stabilized. This instant is crucial to obtain the correct arc electrical parameters that will used to represent the arc. Using the harmonic content and visual data, the variation in length was obtained for 69 arcs. This initial analysis lead to arc elongation velocity regarding the current level and permit-ted to obtaining a more precise arc voltage gradient, considering both elongation as its stability. Finally, this work aims to supply relevant characteristics and information to obtaining a secondary arc model useful to the Single-Phase Autoreclosing Maneuver study. The harmonic content is an efficient way to characterize these arcs and the arc elongation is one of the main factors related to the duration and self-extinction of the secondary arc / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica