Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-02-27T16:50:13Z No. of bitstreams: 1 2017_AmauriGutierrezMartinsBritto.pdf: 6835076 bytes, checksum: 703a759616cacaf543f15db19619735e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-05-23T14:31:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_AmauriGutierrezMartinsBritto.pdf: 6835076 bytes, checksum: 703a759616cacaf543f15db19619735e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-23T14:31:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_AmauriGutierrezMartinsBritto.pdf: 6835076 bytes, checksum: 703a759616cacaf543f15db19619735e (MD5) Previous issue date: 2018-03-23 / Este trabalho descreve o problema de interferências eletromagnéticas entre linhas de transmissão de energia elétrica em alta tensão e tubulações metálicas, decorrentes dos fenômenos de acoplamento indutivo, condutivo e capacitivo, e os principais riscos a que dão causa, em especial os relacionados à segurança de pessoas e das instalações envolvidas. É desenvolvido um conjunto de ferramentas computacionais destinado à predição dos níveis de tensões e correntes induzidas em um circuito vítima, nos casos de aproximações entre LTs aéreas e tubulações subterrâneas, com as seguintes funcionalidades principais: 1) cálculo dos parâmetros do solo estratificado em camadas horizontais; 2) cálculo das forças eletromotrizes induzidas no metal da tubulação por acoplamento magnético; 3) cálculo das impedâncias no domínio de sequências de LTs sujeitas a interferências; e 4) cálculo das tensões de estresse produzidas pela elevação de potencial do solo (acoplamento condutivo) em um evento de falta. Os programas são validados por meio de estudos de casos e comparações com os resultados de softwares difundidos na indústria ou, nos casos possíveis, com medições diretas de potenciais CA. São estudadas as respostas em tensão de toque, passo e estresse nas tubulações interferidas, bem como são avaliados os efeitos da presença da tubulação metálica sobre os parâmetros elétricos da LT e os impactos provocados nos níveis de curto-circuito e desempenho de dispositivos de localização de faltas. É ressaltada a necessidade de se utilizar métodos computacionais precisos e realistas, zelando pela qualidade das informações coletadas em campo, em especial a resistividade elétrica do solo e o levantamento cadastral de interferências com as instalações em estudo, sob pena de se incorrer em graves erros de projeto, tais como: falhas de dimensionamento de sistemas de aterramento, mitigação, equipamentos e funções de proteção e dispositivos de localização de faltas, ocasionando exposição a riscos de eletrocussão de pessoas e danos ao patrimônio. / This work describes the problem of electromagnetic interference between high voltage power lines and metallic pipelines, caused by inductive, conductive and capacitive coupling mechanisms, and the main risks to which people and facilities are exposed. A set of computational tools is developed to predict induced voltage and current levels on a victim circuit, due to interferences between overhead power lines and underground pipelines. The implementation takes into account the 1) calculation of soil stratification parameters for a horizontally layered model; 2) calculation of induced electromotive forces on the pipeline metal, caused by magnetic coupling; 3) calculation of transmission line sequence parameters under interference conditions; and 4) calculation of stress voltages produced by the ground potential rise (conductive coupling) under fault circumstances. The programs are validated through case studies and comparisons with results taken from software used in industry or, when possible, with direct measurements of AC potentials. Touch, step and stress voltages are studied, as well as the effects of the pipeline proximity on the transmission line parameters and the resulting impacts on short-circuit currents and performance of fault locating devices. This work highlights the importance of employing accurate and realistic computational methods, along with gathering consistent field data, especially soil resistivity measurements and records of geographic locations of nearby interfering structures. Not doing so may cause serious design errors, such as inadequate sizing of power grounding and mitigation systems, protection function and equipment, as well as fault location devices, exposing people and installations to risks.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7000_1.pdf: 5797105 bytes, checksum: 869389f30c93b270924cbddf53eda995 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / O desempenho satisfatório das instalações de um sistema elétrico depende essencialmente da operação adequada de seus equipamentos, dos instrumentos responsáveis pela monitoração de sua operação e dos dispositivos de medição, proteção e controle. Esses dispositivos, tradicionalmente eletromecânicos, vêm sendo substituídos por dispositivos eletrônicos mais eficientes, embora sejam susceptíveis aos campos eletromagnéticos inerentes à operação do sistema elétrico. Estudos de campos eletromagnéticos em subestações vêm sendo desenvolvidos com o intuito de assegurar a compatibilidade eletromagnética (EMC) dos equipamentos eletrônicos sensíveis nas plantas sob condições transitórias, como manobras, ou diante de falhas ocorridas nos sistemas automatizados, que requerem uma investigação específica para o problema observado. Essas soluções costumam ter um custo elevado e são restritivas, muitas vezes, ao problema e à instalação analisada. Este trabalho busca avaliar os acoplamentos eletromagnéticos em subestações sob condição normal de operação por meio da medição dos campos elétricos e magnéticos. A partir deste procedimento é feito um mapeamento da distribuição dos campos elétricos e magnéticos na instalação, em função de seu arranjo físico, por meio do qual é possível verificar como o arranjo influencia o ambiente eletromagnético da subestação. Finalmente, é verificado como os sistemas digitais interagem com esse ambiente, visando minimizar a ocorrência de distúrbios. Esta metodologia de análise, aplicada às instalações do sistema elétrico, pode resultar na redução dos custos de implantação da EMC em subestações, e na conseqüente melhoria dos indicadores de desempenho do sistema

Orientador: Luiz Carlos Kretly / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T12:48:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_HumbertoXavierde_D.pdf: 7050651 bytes, checksum: 1d22c38822d1b7ff3ee74974b2d874b9 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho apresenta a análise detalhada, simulações numéricas completas e os procedimentos para o projeto e a implementação de uma câmara GTEM -GigaHertz Transverse Electromagnetic- para análise de pré-conformidade em circuitos e sistemas eletrônicos. O sistema construído é capaz de realizar testes de EMC - Electromagnetic Compatibility, tanto de interferência - EMI quanto de susceptibilidade - EMS, na faixa de freqüência de 500 MHz - 18 GHz. O projeto apresenta uma inovação ao introduzir estruturas metamateriais na câmara tornando-a mais flexível na determinação da freqüência e níveis de RF e Microondas de teste. Os detalhes do projeto, simulações, a tecnologia de fabricação e medidas de validação da GTEM são descritos neste trabalho / Abstract: In this work it is shown a detailed analysis, complete numerical simulations and the guidelines for the design and fabrication of a GTEM - GigaHertz Transverse Electromagnetic chamber, for pre-compliance tests of integrated circuits and electronic boards. With the built structure electromagnetic tests - EMC, including electromagnetic interference - EMI and immunity becomes feasible, on 500 MHz - 18 GHz frequency range. Besides that, an innovative concept is shown with the use of metamaterial technology applied to the GTEM chamber in order to make it more flexible in terms of frequency range. The design, simulation and fabrication strategy are clearly described along throughout this work / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador : Sergio Santos Muhlen / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:15:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zevzikovas_Marcos_M.pdf: 2277931 bytes, checksum: d647f35ad6f338ef8fa869b5cad0b316 (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado

Neste trabalho são investigados os métodos e os dispositivos utilizados na supressão de interferência eletromagnética nos equipamentos aeronáuticos. Primordialmente, são tratados os métodos comumente empregados na indústria aeronáutica. São apresentados e analisados resultados das implementações experimentais realizadas por meio de simulação de circuitos eletrônicos. A principal contribuição desta tese de mestrado profissionalizante é a proposição de um método de escolha de dispositivos de supressão de interferência eletromagnética. Além disso, a possibilidade de servir como um guia de escolha de solução para supressão de interferência eletromagnética.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:15:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338177.pdf: 3426328 bytes, checksum: b4df44b3b293360aca3ecfaa6076f040 (MD5) Previous issue date: 2015 / Altos níveis de tensão e corrente podem ser induzidos em dutos metálicos devido as linhas de transmissão (LTs) em áreas onde estas estruturas compartilham o mesmo corredor. Esta interferência eletromagnética tem sido um importante assunto de pesquisa nas últimas décadas. Neste trabalho, os diferentes acoplamentos entre LTs e dutos enterrados (acoplamento indutivo e condutivo) são estudados, implementados e validados. A zona de interferência e a influência da estrutura do solo também são abordadas em ambos acoplamentos. Ao final, um estudo de caso é apresentado para validação do modelo completo, onde a interferência indutiva e a interferência condutiva são calculadas.<br> / Abstract : Significant voltage and current levels can be induced in metallic pipelines due to power lines in areas where this structures share the same corridor. This electromagnetic interference has been an important research subject over the last decades. In this work, the different couplings between power lines and buried pipelines (inductive and conductive coupling) ares tudied, implemented and evaluated. The interference zone and the influence of the soil structure are also addressed for both couplings. Finally, a study case is presented to evaluate the complete model, where the inductive and conductive interference are calculated.

Orientador: José Alfredo Covolan Ulson / Banca: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: José Carlos de Melo Vieira Junior / Resumo: O presente trabalho possui como foco principal a apresentação de proposições técnicas para a avaliação da suscetibilidade eletromagnética de cabos metálicos isolados, blindados ou não, para atender aos sistemas de supervisão, proteção, comunicação e controle de subestações de alta tensão frente às interferências eletromagnéticas provocadas pelas descargas atmosféricas, manobras de chaveamento, campo magnético na frequência de 60Hz e do efeito corona. Para a realização destas proposições foram analisados e estudados diversos cabos usados em uma subestação de 440kV. A diretriz metodológica adotada nesta pesquisa incorporou simulações de modelo computacional, ensaios laboratoriais recomendados pelas normas e publicações técnicas correlatas com a finalidade de identificar os efeitos provocados pelas interferências eletromagnéticas nesses cabos. Os resultados obtidos conduziram a uma análise da interferência eletromagnética nos diversos cabos avaliados fornecendo, assim, um valor de imunidade de cada cabo estudado. Constatou-se que os cabos sem blindagem devem ser usados com reservas e podem ser instalados em sistemas poucos sujeitos a interferências eletromagnéticas ou promover uma blindagem adicional. Os cabos blindados, menos suscetível a interferências eletromagnéticas, podem ser instalados em pátios de subestações, entretanto devem-se tomar os devidos cuidados com o aterramento da blindagem. Desta forma, a pesquisa realizada contribuiu para o desenvolvimento de um procedimento técnico para o uso adequado de cabos em questão visando minimizar os efeitos provocados pelas interferências eletromagnéticas nos sistemas de supervisão, proteção, comunicação e controle presentes em subestações de alta tensão. / Abstract: The main focus of this work is the presentation of technical propositions to assessing the electromagnetic susceptibility of isolated metallic cable, shielded or not, in order to comply with the supervision, protection, communication and control systems of high voltage substations in the presence of electromagnetic interferences caused by lightning discharge, switching maneuver, electromagnetic field at 60Hz and corona effect. Several cables used in 440 kV substation were analyzed and studied for accomplishing these propositions. The methodological guideline adopted in this research has included simulations of computational models, laboratorial tests recommended by standards and technical publications correlated in order to identifying the effects provoked by electromagnetic interferences to these cables. The obtained results led to an analysis of the electromagnetic interference in the several cables assessed, thus providing a value of immunity for each cable studied. It was verified that cable without shielding must be employed with restrictions and can be installed in systems which are little subject to electromagnetic interference or to promote an additional shielding. The shielding cables less susceptible to the electromagnetic interference can be installed in substation courtyard; however, it is important to pay special attention to the grounding of the shielding. Thus, this research contributed to the development of a technical proceeding for employing the mentioned cables suitably, aiming at minimizing the effects provoked by the electromagnetic interferences in the supervision, protection, communication and control systems which are present at the high voltage substations. / Mestre

Orientador: Hugo E. Hernandez Figueroa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T23:26:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sartori_EduardoJose_D.pdf: 11903812 bytes, checksum: 6e06f001155d33b841c61ae93464c897 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Metamateriais são estruturas ou arranjos geométricos feitos a partir de materiais comuns, dielétricos, condutores, magnéticos ou por combinação destes. Os metamateriais caracterizam-se principalmente por apresentarem propriedades especiais de permissividade ( e) e permeabilidade ( µ) não encontradas nos materiais em estado natural, cujo principal efeito é o índice negativo de refração (n < 0). Essas características permitem seu emprego em diversos tipos de aplicações em eletromagnetismo e óptica, tais como filtros passa-faixa e rejeita-faixa, espelhos dielétricos, super lentes etc. Normalmente, o equacionamento envolvido no cálculo de parâmetros dos metamateriais são complexos e, na maioria das vezes, necessitam de apoio computacional. Por este motivo, o presente trabalho traz um estudo experimental sobre dois tipos de comportamento metamaterial, o de permissividade quase-zero e negativa, analisando seu desempenho sob vários aspectos geométricos e de características dos materiais envolvidos, além de propor uma metodologia de desenvolvimento, a qual possibilita um rápido dimensionamento de diversos tipos de grades metamateriais, baseada em cálculos simples ou consulta direta a tabelas e curvas de projeto. / Abstract: Metamaterials are structures or geometric arrangements made from common materials, dielectrics, conductors, magnetic or a combination of these. Metamaterials are characterized mainly because of their special characteristics of permittivity ( e) and permeability ( µ), not found in the materials at natural state, whose main effect is the negative index of refraction (n <0). These characteristics allow its use in several types of applications in electromagnetism and optics, such as band-pass and band-stop filters, dielectric mirrors, super lenses etc.. Typically, the equations involved in the calculation of parameters of metamaterials are complex and, in most cases, require high capability computational methods. For this reason, this work presents an experimental study on two types of metamaterial behavior, near-zero and negative permittivity, examining its performance in several geometric aspects and characteristics of the materials involved, and propose a development methodology, which allows a fast scaling of various types of metamaterials grids, based on simple calculations or direct consultation tables and curves design. / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Pissolato Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:34:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gastaldi_EduardoFava_M.pdf: 4417349 bytes, checksum: 0f4f8cbf594a5bed6b2dfa63deedb1b9 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O problema de caracterizar redes de transmissão vem de longa data. Mesmo assim, a crescente complexidade dos equipamentos e das próprias redes tem dificultado a modelagem e a previsão de surtos nas mesmas. Este trabalho vem propor uma metodologia para solucionar problemas de compatibilidade eletromagnética em redes telefônicas provocados por descargas atmosféricas. Na literatura, diversos métodos foram desenvolvidos com o intuito de modelar surtos em redes. Dentre estes, podese citar aqueles aplicados no domínio da freqüência ou do tempo, com imperfeições inerentes à complexidade dos cabos modelados ou mesmo modelos que representam a influência da condutividade finita do solo. O modelo adotado nesta tese calcula os valores das tensões e correntes terminais de redes aéreas e enterradas. Estas redes podem possuir cabos não paralelos. Os condutores são sujeitos a uma perturbação externa modelada através de uma onda plana ou mesmo fontes localizadas na rede. Trabalha-se no domínio da freqüência, utilizando-se o modo quasi-TEM acoplado a uma aproximação topológica. Para tanto, é necessário um cálculo de parâmetros elétricos para cabos blindados que é apresentado de duas diferentes maneiras (diferentes referências físicas). Deste modo, pode-se caracterizar cabos telefônicos complexos. Um estudo de casos é feito para validar o método através de camparações entre simulações computacionais com cálculos analíticos, com um resultado de tese e com resultados experimentais obtidos em laboratório e em campo. As medições em campo foram obtidas no Centro Internacional de Pesquisas e Testes de Raios em Cachoeira Paulista (SP). Tensões e correntes induzidas por descargas atmosféricas em uma rede experimental de telecomunicações, que foram medidas no Centro, foram comparadas com simulações computacionais. Os resultados obtidos nas diversas simulações estão em conformidade com aqueles da literatura, ou ainda com os medidos experimentalmente / Abstract: Model transmission network problems are as old as the networks themselves. However, the complexity of the equipment and the networks has been increasing substantially. This thesis shows a method able to simulate electromagnetic interference on telecommunications networks. Several methods have been published by others including different solutions, e.g., frequency and time-domain calculation, specific models including cable imperfections and soil finite conductivity. Here, the method can characterize aerial or buried networks with non-parallel cables. The networks can be placed on an electromagnetic interference environment (plane-wave) or, instead of that, the noise could be included by located sources in the network. The simulation is performed on the frequency domain using the quasi- TEM approximation. An electromagnetic topological approximation is also used. The per-unit-length parameters calculation of shielded cables are needed and, for this reason, explained by a traditional and a new method. A parameters measurement method is also shown. Several computer simulations are compared with known results in order to validate the method including analytic calculation, a thesis result and experimental data. Some experimental results were obtained at the International Center for Lightning Research and Testing at Cachoeira Paulista (Brazil). At the Center, an experimental telecommunications network provides the environment to measure lightning induction. The results obtained by numeric simulation are very similar to those from literature or measurements / Mestrado / Engenharia Eletrica e de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Pissolato Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-31T17:20:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caixeta_GeraldoPeres_D.pdf: 2409891 bytes, checksum: a8425bfafab58cad646fe61ee714acfa (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Este trabalho apresenta o estudo da proteção contra descargas atmosféricas através da simulação computacional do transitório de corrente e do campo eletromagnético resultante. Foi necessário o desenvolvimento de uma nova expressão analítica de cálculo do campo eletromagnético (em coordenadas Cartesianas) devido à generalidade das possíveis configurações de uma estrutura. O processo de simulação é composto de quatro fases seqüenciais, as quais foram incluídas em um mesmo programa de computador, escrito em linguagem Fortran. Na primeira fase, a corrente de retomo de uma descarga atmosférica foi modelada como uma linha de transmissão disposta na vertical, ligando a fonte (nuvem) à terra (ou à uma estrutura de proteção). Na segunda fase, a estrutura de proteção foi modelada como sendo constituída de cabos interconectados em geometrias quaisquer, conectada ao canal do raio e á malha de aterramento. Na terceira fase, a malha de aterramento foi modelada também como sendo constituída de cabos interconectados. Na última fase, foi aplicada a expressão de cálculo do campo eletromagnético resultante do transitório de corrente de todo o processo mencionado. Na simulação da expressão de cálculo do campo, cada segmento dos cabos (ou linhas) foi considerado como um pequeno dipolo e o método das imagens foi adotado. A técnica TLM (Transmission Line Modelling) mostrou ser a melhor opção na simulação do transitório de corrente, uma vez que para cada cabo (considerado como urna linha de transmissão), foi possível adotar essa técnica em apenas uma dimensão. Este artificio não é possível em outras técnicas numéricas, como em diferenças finitas, em elementos finitos ou no método dos momentos, sendo nestes casos, necessária a discretização de todo o espaço, além de incorrer em problemas de condições de contorno. Na simulação do campo eletromagnético, foi adotada a técnica de diferenças finitas na nova expressão desenvolvida. Uma grande vantagem de se poder trabalhar com a expressão analítica, é o fato de não se ter que discretizar todo o espaço em volta do sistema simulado, podendo obter resultados de campos em pontos específicos do sistema de coordenadas Cartesianas / Abstract: This work presents the study of protection against lightning through current transitory coniputational simulation and electromagnetic field results. The development of a new ana1ytical expression of calculation for the electromagnetic field was necessary (in Cartesian coordinates) due to the generality of the possible configurations of a structure. The process of simulation is composed of four phases, which were included in the same computer program, written in the Fortran language. In the first phase, the lightning return current Was modeled as a transmission line arranged in the vertical axis, connecting the source (cloud) to the earth (or to a protection structure). In the second phase, the protection structure was modeled as cables interconnected in any geometry, connected to the lightning channel and then to the ground mesh. In the third phase, the ground mesh Was also modeled as interconnected cables. In the last phase, the electromagnetic field calcuIation expression of the transitory of current of the whole process mentioned Was applied. In the simulation of the expression of the field calculation each segment ofthe cables (or lines) was considered as small dipoles and the image method was adopted. Transmission Line Modeling TLM showed to be the best option in the current transitory simulation, once for each cable (considered as a transmission tine), which pennitted the adoption of that technique in one dimension. This artífice canoot be used in other numeric techniques, for example in the tinite differences method. In tinite elements, or the Moment method, the discretization of alI the space is necessary, although problems of contour conditions occur. In the simulation of the electromagnetic field, the tinite differences were adopted with a new developed expression. The advantage of this solution is to work with the analytical expressions and the fact oí not having to completely discretize the space around the simulated system / Doutorado / Engenharia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica