Modelagem do fenômeno de ionização do ar mediante impulsos através do método dos elementos finitos/Modeling of the air ionization phenomenon using impulses through the finite element method/Modelado del fenómeno de ionización del aire mediante impulsos a través del método de los elementos finitos

Erick Silva de Sá, Tarso Vilela Ferreira, Arthur Francisco Andrade, Gustavo Paiva Lopes, Gabriel Henrique de Faria, Gabriel Vidal Negreiros Bezerra

Resumen


Neste trabalho é proposta a modelagem dos fenômenos de ionização e desionização do ar, com ênfase em ondas padronizadas e não padronizadas causadas por descargas atmosféricas, em uma perspectiva macroscópica, utilizando software (licencia Nº 1037910), baseado no método dos elementos finitos. O objetivo principal objetivo da técnica de modelagem proposta é permitir simulações do processo disruptivo do ar, frente a ondas impulsivas, em escala macroscópica, o que é inovador dado que a a maioria dos modelos com este intuito está baseado em fenômenos microscópicos, na escala dos portadores de carga. Como estudo de caso, é empregada uma chave seccionadora classe 15 kV. A partir dessa análise, pretende-se identificar via simulação os valores mais prováveis de tensão que possam ocasionar a ruptura do meio dielétrico nesse equipamento, permitindo-se assim prever esses valores e realizar estudos, ainda na fase de projetos, nesse equipamento para que aumente a sua confiabilidade.

This paper proposes the modeling of ionization and air deionization phenomena, with emphasis on standardized and non-standardized atmospheric discharges, in a macroscopic perspective, using software (licencia Nº1037910), based on the finite element method. The main objective of the proposed modeling technique is to allow
simulations of air gaps breakdown due to impulsive waves, on a macroscopic scale, which is innovative since most of the models for this purpose are based on microscopic phenomena, on the electric charge carrier scale. As a case study, a class 15 kV disconnecting switch is used. From this analysis, it is intended to identify via simulation the most probable voltage values that can cause the rupture of the dielectric medium in this equipment, allowing to predict these values and to carry out studies, still in the phase of projects, in that equipment so that it increases reliability.

En este trabajo se propone el modelado de los fenómenos de ionización y desionización del aire, con énfasis en ondas estandarizadas y no estandarizadas de descargas atmosféricas, en una perspectiva macroscópica, utilizando
software (licencia Nº 1037910),basado en el método de los elementos finitos. El principal objetivo de la técnica de modelado propuesta es permitir simulaciones de ruptura de entrehierros debidos a ondas impulsivas, en una escala macroscópica, que es innovadora ya que la mayoría de los modelos para este propósito se basan en fenómenos microscópicos, en la escala del portador de carga eléctrica. Como estudio de caso, se emplea una llave seccionadora clase 15 kV. A partir de este análisis, se pretende identificar vía simulación los más probables valores de tensión que puedan ocasionar la ruptura del medio dieléctrico en ese equipo, permitiendo así prever esos valores y realizar estudios, aún en la fase de proyectos, en ese equipo para que aumente su fiabilidad.


Palabras clave


Ionização e desionização do ar; descargas atmosféricas padronizadas e não padronizadas; método dos elementos finitos; Ionización y desionización del aire; descargas atmosféricas estandarizadas y no estandarizadas; método de los elementos finitos.

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