Análise eletrodinâmica em estruturas de aterramento usando o método FDTD

Abstract

Resumo: O objetivo deste trabalho é realizar a simulação de transientes em estruturas de aterramento industrial. As grandezas avaliadas nas simulações são as distribuições dos campos elétricos em pontos diversos das estruturas. Com estes valores de campo, são obtidos os valores de potencial no domínio do tempo. Inicialmente são avaliados potenciais no domínio do tempo para eletrodos verticais excitados por uma forma de onda padrão do tipo dupla exponencial para validação, comparando com os resultados experimentais apresentados na literatura. Posteriormente são analisados eletrodos horizontais. Uma vez obtidos os potenciais, são determinadas as impedâncias de terra destes eletrodos para diversas características de solo. Como última parte do trabalho, é obtido o perfil do campo elétrico na interface ar-solo de uma malha de aterramento real em valores específicos de freqüência. A ferramenta utilizada é o método FDTD (Diferenças Finitas no Domínio do Tempo).

Abstract: The purpose of this work is to carry through transient simulation in industrial grounding structures. The parameters evaluated in the simulations are the electric fields distributions in various places of the structures. With these values, time domain potential are gotten. In the beginning, time domain potential are evaluated for vertical electrodes excited by a standard double exponetial wave form to validate by comparing the results with the experimental tests presented in the literature. Later, horizontal electrodes are analyzed. Having the potentials, the grounding impedances of these electrodes, for various soils characteristics, are determined. Finally, the electric field profile in the ground-air interface of a real ground grid is gotten in specific values of frequency . The analysis is with the FDTD (Finite Differences - Time Domain) method.