Implementación de una formulación analítica del LEMP para estimar el desempeño de líneas de distribución frente a rayos

Este artículo presenta la implementación de una formulación analítica para calcular el campo electromagnético producido por rayo (LEMP), asumiendo una forma de onda de la corriente tipo rampa plana y un modelo de línea de transmisión (TL) para la descarga de retorno. Se presenta el desarrollo de las...

Full description

Autores:
Soto, Edison
Pérez, Ernesto
Tipo de recurso:
Article of journal
Fecha de publicación:
2018
Institución:
Instituto Tecnológico Metropolitano
Repositorio:
Repositorio ITM
Idioma:
eng
OAI Identifier:
oai:repositorio.itm.edu.co:20.500.12622/1053
Acceso en línea:
https://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/778
http://hdl.handle.net/20.500.12622/1053
Palabra clave:
Rayos
tensiones inducidas por rayos
líneas de distribución
fórmula analítica
campo electromagnético
tasa de fallas
Lightning
lightning induced voltages
distribution lines
analytical formulas
electromagnetic field
flashover rate
Rights
License
https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.es_ES
id RepoITM2_e746f0aeb26edf89726fb9ac15e8f367
oai_identifier_str oai:repositorio.itm.edu.co:20.500.12622/1053
network_acronym_str RepoITM2
network_name_str Repositorio ITM
repository_id_str
dc.title.spa.fl_str_mv Implementación de una formulación analítica del LEMP para estimar el desempeño de líneas de distribución frente a rayos
dc.title.alternative.none.fl_str_mv Implementation of an analytical formulation for LEMP to assess the lightning performance of a distribution line
title Implementación de una formulación analítica del LEMP para estimar el desempeño de líneas de distribución frente a rayos
spellingShingle Implementación de una formulación analítica del LEMP para estimar el desempeño de líneas de distribución frente a rayos
Rayos
tensiones inducidas por rayos
líneas de distribución
fórmula analítica
campo electromagnético
tasa de fallas
Lightning
lightning induced voltages
distribution lines
analytical formulas
electromagnetic field
flashover rate
title_short Implementación de una formulación analítica del LEMP para estimar el desempeño de líneas de distribución frente a rayos
title_full Implementación de una formulación analítica del LEMP para estimar el desempeño de líneas de distribución frente a rayos
title_fullStr Implementación de una formulación analítica del LEMP para estimar el desempeño de líneas de distribución frente a rayos
title_full_unstemmed Implementación de una formulación analítica del LEMP para estimar el desempeño de líneas de distribución frente a rayos
title_sort Implementación de una formulación analítica del LEMP para estimar el desempeño de líneas de distribución frente a rayos
dc.creator.fl_str_mv Soto, Edison
Pérez, Ernesto
dc.contributor.author.none.fl_str_mv Soto, Edison
Pérez, Ernesto
dc.subject.spa.fl_str_mv Rayos
tensiones inducidas por rayos
líneas de distribución
fórmula analítica
campo electromagnético
tasa de fallas
topic Rayos
tensiones inducidas por rayos
líneas de distribución
fórmula analítica
campo electromagnético
tasa de fallas
Lightning
lightning induced voltages
distribution lines
analytical formulas
electromagnetic field
flashover rate
dc.subject.keywords.eng.fl_str_mv Lightning
lightning induced voltages
distribution lines
analytical formulas
electromagnetic field
flashover rate
description Este artículo presenta la implementación de una formulación analítica para calcular el campo electromagnético producido por rayo (LEMP), asumiendo una forma de onda de la corriente tipo rampa plana y un modelo de línea de transmisión (TL) para la descarga de retorno. Se presenta el desarrollo de las expresiones para los dipolos imágenes necesarios para calcular el campo eléctrico vertical, el campo magnético azimutal y especialmente el campo eléctrico horizontal. Las expresiones para calcular la contribución de los dipolos fuentes se presentaron en una publicación previa de otros autores. La formulación completa se usó para calcular los campos electromagnéticos y las tensiones inducidas por rayo en una línea de distribución aérea típica. Los resultados fueron comparados con las fórmulas tradicionales para calcular el LEMP como la fórmula de Rubinstein y para calcular tensiones inducidas como la fórmula de Rusck mostrando errores menores al 1%. Si una forma de onda más compleja se usa como la fórmula de Heidler, se encuentran errores menores al 5%. Adicionalmente, la fórmula se empleó para calcular la tasa de fallas de una línea de distribución aérea para terrenos con conductividad finita. Se encontraron errores menores al 5% comparados con las obtenidas en el estándar IEEE 1410. De otro lado, el tiempo de cómputo requerido para la evaluación del desempeño ante rayos de líneas de distribución se reduce a la mitad cuando se usa la fórmula analítica.
publishDate 2018
dc.date.issued.none.fl_str_mv 2018-05-14
dc.date.accessioned.none.fl_str_mv 2019-07-18T14:13:18Z
2019-08-22T14:15:34Z
dc.date.available.none.fl_str_mv 2019-07-18T14:13:18Z
2019-08-22T14:15:34Z
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
dc.type.eng.fl_str_mv Research Papers
dc.type.spa.fl_str_mv Artículos de investigación
dc.type.coar.fl_str_mv http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1
dc.type.coarversion.fl_str_mv http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.type.coar.none.fl_str_mv http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
format http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
dc.identifier.none.fl_str_mv https://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/778
10.22430/22565337.778
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/20.500.12622/1053
url https://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/778
http://hdl.handle.net/20.500.12622/1053
identifier_str_mv 10.22430/22565337.778
dc.language.iso.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv https://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/778/910
https://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/778/979
https://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/778/1199
https://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/778/1247
dc.relation.ispartofjournal.none.fl_str_mv TecnoLógicas
dc.rights.spa.fl_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.es_ES
dc.rights.coar.fl_str_mv http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.es_ES
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.format.mimetype.none.fl_str_mv application/pdf
text/html
text/xml
dc.publisher.spa.fl_str_mv Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM)
dc.source.none.fl_str_mv 2256-5337
0123-7799
dc.source.eng.fl_str_mv TecnoLógicas; Vol 21 No 42 (2018); 51-62
dc.source.spa.fl_str_mv TecnoLógicas; Vol. 21 Núm. 42 (2018); 51-62
institution Instituto Tecnológico Metropolitano
bitstream.url.fl_str_mv https://dspace-itm.metabuscador.org/bitstreams/b4dbf34c-bdea-43b9-a57b-79ac94155ce5/download
https://dspace-itm.metabuscador.org/bitstreams/86ac94ee-02ee-472a-8a1f-a08d73ae64a6/download
https://dspace-itm.metabuscador.org/bitstreams/73d0c912-04cc-4f59-8fd6-2641304ef464/download
bitstream.checksum.fl_str_mv f0b0b4f908571fd6c8fb7b56e3e53f84
8693db42d4cf3a5b41af4ad348502e49
75bf0b23dfd46a7883790e358ac9ec2e
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositorio Instituto Tecnológico Metropolitano de Medellín
repository.mail.fl_str_mv bdigital@metabiblioteca.com
_version_ 1837096900852973568
spelling Soto, EdisonPérez, Ernesto2019-07-18T14:13:18Z2019-08-22T14:15:34Z2019-07-18T14:13:18Z2019-08-22T14:15:34Z2018-05-14https://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/77810.22430/22565337.778http://hdl.handle.net/20.500.12622/1053Este artículo presenta la implementación de una formulación analítica para calcular el campo electromagnético producido por rayo (LEMP), asumiendo una forma de onda de la corriente tipo rampa plana y un modelo de línea de transmisión (TL) para la descarga de retorno. Se presenta el desarrollo de las expresiones para los dipolos imágenes necesarios para calcular el campo eléctrico vertical, el campo magnético azimutal y especialmente el campo eléctrico horizontal. Las expresiones para calcular la contribución de los dipolos fuentes se presentaron en una publicación previa de otros autores. La formulación completa se usó para calcular los campos electromagnéticos y las tensiones inducidas por rayo en una línea de distribución aérea típica. Los resultados fueron comparados con las fórmulas tradicionales para calcular el LEMP como la fórmula de Rubinstein y para calcular tensiones inducidas como la fórmula de Rusck mostrando errores menores al 1%. Si una forma de onda más compleja se usa como la fórmula de Heidler, se encuentran errores menores al 5%. Adicionalmente, la fórmula se empleó para calcular la tasa de fallas de una línea de distribución aérea para terrenos con conductividad finita. Se encontraron errores menores al 5% comparados con las obtenidas en el estándar IEEE 1410. De otro lado, el tiempo de cómputo requerido para la evaluación del desempeño ante rayos de líneas de distribución se reduce a la mitad cuando se usa la fórmula analítica.This paper presents the implementation of an analytical formulation to calculate the lightning electromagnetic pulse (LEMP) assuming a current wave-shape linearly rising with flat top and a transmission Line (TL) return-stroke model. It also describes the development of the expressions for the image dipoles required to calculate the vertical electric field, the azimuthal magnetic field and, specially, the horizontal electric field. The expressions to calculate the contribution of source dipoles were detailed in a previous publication by other authors. The complete formulation is used to calculate electromagnetic fields and lightning-induced voltages on a typical overhead distribution line. The results were compared with traditional formulas to calculate the LEMP (such as Rubinstein’s) and to calculate induced voltages (such as Rusck’s) showing errors below 1%. If a more complex wave shape was used (such as Heidler’s), errors below 5% were found. Additionally, the formula was employed to calculate the flashover rate of a distribution line above a ground with infinite and finite conductivity. Errors less than 5% were found compared to the results obtained in the IEEE 1410 Standard. On the other hand, the computation time required to the assessment of an overhead line indirect lightning performance is reduced by half when the analytical formula is used.application/pdftext/htmltext/xmlengInstituto Tecnológico Metropolitano (ITM)https://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/778/910https://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/778/979https://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/778/1199https://revistas.itm.edu.co/index.php/tecnologicas/article/view/778/1247TecnoLógicashttps://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.es_EShttp://purl.org/coar/access_right/c_abf22256-53370123-7799TecnoLógicas; Vol 21 No 42 (2018); 51-62TecnoLógicas; Vol. 21 Núm. 42 (2018); 51-62Rayostensiones inducidas por rayoslíneas de distribuciónfórmula analíticacampo electromagnéticotasa de fallasLightninglightning induced voltagesdistribution linesanalytical formulaselectromagnetic fieldflashover rateImplementación de una formulación analítica del LEMP para estimar el desempeño de líneas de distribución frente a rayosImplementation of an analytical formulation for LEMP to assess the lightning performance of a distribution lineinfo:eu-repo/semantics/articleResearch PapersArtículos de investigaciónhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85PublicationORIGINAL778-Manuscrito-1554-1-10-20180622.pdf778-Manuscrito-1554-1-10-20180622.pdfapplication/pdf1000740https://dspace-itm.metabuscador.org/bitstreams/b4dbf34c-bdea-43b9-a57b-79ac94155ce5/downloadf0b0b4f908571fd6c8fb7b56e3e53f84MD51trueAnonymousREADTHUMBNAIL778-Manuscrito-1554-1-10-20180622.pdf.jpg778-Manuscrito-1554-1-10-20180622.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5585https://dspace-itm.metabuscador.org/bitstreams/86ac94ee-02ee-472a-8a1f-a08d73ae64a6/download8693db42d4cf3a5b41af4ad348502e49MD52falseAnonymousREADTEXT778-Manuscrito-1554-1-10-20180622.pdf.txt778-Manuscrito-1554-1-10-20180622.pdf.txtExtracted texttext/plain29617https://dspace-itm.metabuscador.org/bitstreams/73d0c912-04cc-4f59-8fd6-2641304ef464/download75bf0b23dfd46a7883790e358ac9ec2eMD53falseAnonymousREAD20.500.12622/1053oai:dspace-itm.metabuscador.org:20.500.12622/10532025-06-24 09:26:24.898open.accesshttps://dspace-itm.metabuscador.orgRepositorio Instituto Tecnológico Metropolitano de Medellínbdigital@metabiblioteca.com