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dc.creatorLondero, Rodolfo Pilar
dc.date.accessioned2022-05-30T18:44:40Z
dc.date.available2022-05-30T18:44:40Z
dc.date.issued2022-01-27
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/24588
dc.description.abstractElectric arcs are phenomena that occur when the ionization of the air is sufficient to allow the flow of electric current, which can occur due to the separation of energized contacts, such as during the opening of switching devices, or due to a short circuit between two or more conductors separated by a certain distance, which can be caused by poor contact, insulation failure or human error during maintenance of energized equipment. Therefore, the electric arc is one of the most dangerous risks involving activities related to electricity, as it is capable of releasing enormous amounts of energy, almost instantaneously, without any reaction time for anyone nearby. From this, efforts are dedicated to the study of the incident energy (IE) generated by the electric arc, which, in addition to severely damaging the equipment, is responsible for causing burns, putting the lives of workers at risk. However, most studies in the literature are carried out through practical experiments, which have high costs and require long preparation periods. Thus, this dissertation presents a methodology of numerical simulations of electric arcs, using finite element/volume methods, aiming at the study of the EI produced by them. For this, a review is carried out on the main characteristics of electric arcs, the mathematical modeling using the Magnetohydrodynamics Theory and the IE calculation methodology of the IEEE Std 1584/2018 guide, which is widely disseminated and applied for this type of study. From this, the simulation steps are described in detail using the ANSYS Fluent® and ANSYS Electronics Desktop® software, the preparation of the geometries and the EI calculation method based on the simulation data. Finally, different cases are simulated, the results obtained are compared with the results of the IEEE Std 1584/2018 guide which, although they do not present the same final results, allowed to ratify the simulations and corroborate the main characteristics of IE. Therefore, the proposed methodology proved to be satisfactory and opens possibilities for several studies through the variation of several parameters, contributing with agility and cost reduction in the accomplishment of this type of study.eng
dc.description.sponsorshipCPFL Energiapor
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpor
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGSpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectArco elétricopor
dc.subjectEnergia incidentepor
dc.subjectMegnetohidrodinâmicapor
dc.subjectMetodologiapor
dc.subjectMHDpor
dc.subjectSimulações numéricaspor
dc.subjectElectric arceng
dc.subjectEnergy incidenteng
dc.subjectMegnetohydrodynamicseng
dc.subjectNumerical simulationseng
dc.titleMetodologia para simulações de arcos elétricos aplicada ao estudo de energia incidente em sistemas elétricos de potênciapor
dc.title.alternativeMethodology for electric arc simulations applied to the study of incident energy in electric power systemseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoArcos elétricos são fenômenos que ocorrem quando a ionização do ar é suficiente para permitir que haja passagem de corrente elétrica, a qual pode ocorrer devido à separação de contatos energizados como durante a abertura de dispositivos de manobra, ou decorrente de um curto-circuito entre dois ou mais condutores separados por uma determinada distância, que pode ser provocado por mal contato, falha de isolamento ou falha humana durante manutenção de equipamentos energizados. Logo, o arco elétrico é um dos riscos mais perigosos envolvendo atividades relacionadas à eletricidade, pois é capaz de liberar enormes quantidades de energia, praticamente de forma instantânea, sem que haja qualquer tempo de reação para quem estiver próximo. A partir disso, esforços são dedicados ao estudo da energia incidente (EI) gerada pelo arco elétrico, a qual, além de prejudicar os equipamentos severamente, é responsável por ocasionar queimaduras, colocando em risco a vida dos trabalhadores. No entanto, a maioria dos estudos presentes na literatura são realizados através de experimentos práticos, os quais possuem elevados custos e demandam longos períodos de preparação. Nesse sentido, esta dissertação apresenta uma metodologia de simulações numéricas de arcos elétricos, empregando métodos de elementos/volumes finitos, visando o estudo da EI produzida pelos mesmos. Para isso, é realizada uma revisão acerca das principais características dos arcos elétricos, a modelagem matemática empregando a Teoria Magnetohidrodinâmica e a metodologia de cálculo de EI do guia IEEE Std 1584/2018, a qual é amplamente difundida e aplicada para esse tipo de estudo. A partir disso, são descritas, em detalhes, as etapas da simulação empregando os softwares ANSYS Fluent® e ANSYS Electronics Desktop®, a preparação das geometrias e o método de cálculo de EI a partir dos dados de simulação. Por fim, são simulados diferentes casos cujos resultados obtidos são comparados com os resultados do guia IEEE Std 1584/2018 que, embora não apresentem resultados finais iguais, permitiram ratificar as simulações e corroborar as principais características de EI. Logo, a metodologia proposta mostrouse satisfatória e abre possibilidades para vários estudos através da variação de diversos parâmetros, contribuindo com agilidade e redução de custos na realização desse tipo de estudo.por
dc.contributor.advisor1Marchesan, Tiago Bandeira
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2318413245910780por
dc.contributor.referee1Silva, Marcelo Freitas da
dc.contributor.referee2Kessler, Martin Poulsen
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2592042411197344por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Elétricapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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