Desarrollo de una herramienta computacional para el estudio del comportamiento de los electrodos de puesta a tierra frente a altas frecuencias aplicado a descargas atmosféricas

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Título : Desarrollo de una herramienta computacional para el estudio del comportamiento de los electrodos de puesta a tierra frente a altas frecuencias aplicado a descargas atmosféricas
Autor : Velasco Navas, Byron Gyovanni
Director de Tesis: Bucheli Ávila, Juan Alberto
Resumen traducido: The present work consists of the study of the grounding behavior against high frequencies applied to atmospheric discharges. Therefore, a theoretical investigation of the important aspects of the grounding system, ground, electrodes and the hybrid model formed by the combination of circuit theory and electromagnetic field is carried out. In addition, the M and C type languages are used through the Matlab computational tool to develop the hybrid model and be able to determine the impedance of the electrodes of the mesh to ground as a function of frequency. In the second instance, the model is validated with the base soil parameters (𝜇𝑟 = 1, ε𝑟 = 9, ρ = 1000 [Ωm]) and the square mesh (r = 7 [mm], h = 0.5[m], n = 10 [m]) of 10, 20, 30, 60 and 120 square meters defined by Messrs. Grcev and Heimbach. Therefore, several simulations are carried out altering the mentioned soil parameters and the diameter of the electrode conductor to observe that the magnitude of the impedance of the mesh represents changes less than 30 ohms when the relative permittivity or the diameter of the conductor is manipulated. When the soil resistivity value is altered between 100 and 1500 [Ωm], the impedance does not exceed 100 [Ω]; However, if ferromagnetic materials are present, the magnitude of the impedance changes drastically, which can deteriorate the mesh. Therefore, these considerations must be taken into account to observe the performance of the ground connection.
Resumen : El presente trabajo consiste en el estudio del comportamiento de puesta a tierra frente a altas frecuencias aplicado a descargas atmosféricas. Por lo que se realiza una investigación teórica de los aspectos importantes del sistema de puesta a tierra, terreno, electrodos y del modelo híbrido formado por la combinación de la teoría de circuitos y campo electromagnético. Además, se emplea la herramienta computacional Matlab© para desarrollar el modelo híbrido y determinar la impedancia de los electrodos de la malla a tierra en función de la frecuencia. En segunda instancia, se valida el modelo con los parámetros base del suelo (𝜇𝑟 = 1, 𝜀𝑟 = 9, 𝜌 = 1000 [Ω𝑚]) y la malla cuadrada (𝑟 = 7 [𝑚𝑚], h = 0.5[𝑚], 𝑛 = 10 [𝑚]) de 10, 20, 30, 60 y 120 metros cuadrados definidos por los Señores Grcev y Heimbach. Por consiguiente, se realizan varias simulaciones alterando los parámetros del suelo mencionados y el calibre del conductor del electrodo con el propósito de observar variaciones en la impedancia de la malla. Cuando se altera el valor de resistividad del suelo entre 100 a 1500 [Ωm] la impedancia no supera los 100 [Ω]; Sin embargo, si presenta materiales ferromagnéticos la magnitud de la impedancia cambia drásticamente, el cual puede deteriorar a la malla. Por lo tanto, se debe toman en cuentas estas consideraciones para observar el rendimiento de la conexión de puesta a tierra.
Palabras clave : INGENIERÍA ELÉCTRICA
ANÁLISIS DE SISTEMAS
HERRAMIENTAS (PROGRAMAS PARA COMPUTADOR)
EVALUACIÓN DE TECNOLOGÍA
ELECTRODOS
DESCARGA ATMOSFÉRICA
Fecha de publicación : mar-2022
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/22331
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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