Estudio de potencial eléctrico alrededor de un electrodo de puesta a tierra en un suelo de varias capas mediante el método de elementos finitos

Morales Alvarez, David Patricio

2018-09-17T21:33:01Z

Morales Alvarez, D. P. (2018). Estudio de potencial eléctrico alrededor de un electrodo de puesta a tierra en un suelo de varias capas mediante el método de elementos finitos. 96 hojas. Quito : EPN.
T-IE/4752/CD 9146

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In this work, the influence of a multilayer soil on the behavior of a grounding system under fault conditions is analyzed, with three different shapes of electrodes taken from IEEE Std. 142: vertical and horizontal rods and circular electrode. The approach is on four key parameters: surface potential, step voltage, grounding resistance and voltage in a nearby electrode, obtained by means of the simulation software FEMM, which based on finite element method solves the Laplace equation that governs the electrostatic problem. The errors that representing a multilayer soil with uniform or two-layer models are shown. These errors lead to an oversized or undersized design, depending on the soil type. However, in some cases, these models have an acceptable accuracy.

El presente trabajo analiza la influencia que tiene un suelo de varias capas en el comportamiento de un sistema de puesta a tierra bajo condiciones de descarga con tres tipos de electrodos tomados del IEEE Std. 142: una varilla vertical, una horizontal y un electrodo circular. Se enfoca en cuatro parámetros clave: potencial en la superficie, voltaje de paso, resistencia de puesta a tierra y voltaje en un electrodo cercano, todos ellos obtenidos mediante el software de simulación FEMM que usa el método de elementos finitos para la solución de la ecuación de Laplace, que gobierna el problema electrostático.Se demuestra que la utilización de modelos simplificados de una y dos capas introduce importantes errores que llevan a un diseño sobredimensionado o subdimensionado, dependiendo del tipo de suelo, pero que otros casos tiene una exactitud aceptable.

Valencia Arcos, Fausto Ramiro, director

INSTALACIONES ELÉCTRICAS; ALTO VOLTAJE; TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA;