Expresiones Exactas para los Campos Electromagnéticos de Rayos: Aplicación al Modelo de Acoplamiento Campo de Rayo-Línea de Transmisión
Autores: Cooray, Vernon; Cooray, Gerald; Rubinstein, Marcos; Rachidi, Farhad
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Expresiones Exactas para los Campos Electromagnéticos de Rayos: Aplicación al Modelo de Acoplamiento Campo de Rayo-Línea de Transmisión
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Campo eléctrico
Rayo
Líneas aéreas
Golpe de retorno
Propagación
Expresión analítica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
Se deriva en este artículo una expresión analítica exacta para el campo eléctrico del retorno de descarga excitado por una fuente de corriente en escalón que se propaga. Esta expresión podría utilizarse de manera ventajosa para evaluar las perturbaciones causadas por rayos en líneas aéreas. Existen tres procedimientos equivalentes para evaluar las tensiones inducidas por rayos en líneas de energía, a saber, el modelo de Agrawal-Price-Gurbaxani, el modelo de Taylor-Satterwhite-Harrison y el modelo de Rachidi. En el caso de un canal de retorno de descarga vertical, el modelo de acoplamiento desarrollado por Rusck se vuelve idéntico a estos tres modelos de acoplamiento. Debido a su simplicidad, el modelo de Rusck es frecuentemente utilizado por ingenieros para estudiar los efectos de los rayos en líneas de distribución y transmisión de energía. Con el fin de reducir el tiempo involucrado en el cálculo del campo electromagnético, el modelo de Rusck se incorpora con una expresión analítica para los campos electromagnéticos del retorno de descarga excitado por un pulso de corriente en escalón que se propaga. Nuestro trabajo de investigación muestra que la expresión de Rusck puede utilizarse para calcular los valores máximos de las tensiones inducidas por rayos con una precisión de aproximadamente el 10%. Sin embargo, el uso de esta expresión analítica para calcular las derivadas temporales de las tensiones inducidas por rayos puede resultar en errores de hasta el 50%. La expresión derivada en este artículo puede utilizarse para corregir esta inexactitud. También proporcionamos una expresión exacta para el campo eléctrico en un punto dado en el espacio cuando la corriente que se propaga es una función impulso. Esta expresión puede combinarse con la integral de convolución para obtener el campo eléctrico correspondiente a formas de onda similares a las corrientes de retorno de descarga medidas.
Descripción
Se deriva en este artículo una expresión analítica exacta para el campo eléctrico del retorno de descarga excitado por una fuente de corriente en escalón que se propaga. Esta expresión podría utilizarse de manera ventajosa para evaluar las perturbaciones causadas por rayos en líneas aéreas. Existen tres procedimientos equivalentes para evaluar las tensiones inducidas por rayos en líneas de energía, a saber, el modelo de Agrawal-Price-Gurbaxani, el modelo de Taylor-Satterwhite-Harrison y el modelo de Rachidi. En el caso de un canal de retorno de descarga vertical, el modelo de acoplamiento desarrollado por Rusck se vuelve idéntico a estos tres modelos de acoplamiento. Debido a su simplicidad, el modelo de Rusck es frecuentemente utilizado por ingenieros para estudiar los efectos de los rayos en líneas de distribución y transmisión de energía. Con el fin de reducir el tiempo involucrado en el cálculo del campo electromagnético, el modelo de Rusck se incorpora con una expresión analítica para los campos electromagnéticos del retorno de descarga excitado por un pulso de corriente en escalón que se propaga. Nuestro trabajo de investigación muestra que la expresión de Rusck puede utilizarse para calcular los valores máximos de las tensiones inducidas por rayos con una precisión de aproximadamente el 10%. Sin embargo, el uso de esta expresión analítica para calcular las derivadas temporales de las tensiones inducidas por rayos puede resultar en errores de hasta el 50%. La expresión derivada en este artículo puede utilizarse para corregir esta inexactitud. También proporcionamos una expresión exacta para el campo eléctrico en un punto dado en el espacio cuando la corriente que se propaga es una función impulso. Esta expresión puede combinarse con la integral de convolución para obtener el campo eléctrico correspondiente a formas de onda similares a las corrientes de retorno de descarga medidas.