Modelo electromagnético para el estudio de fenómenos transitorios asociados a descargas atmosféricas sobre líneas de transmisión

Resumen

Este trabajo tiene como propósito presentar un modelo conformado por una metodología basada en la Electromagnética computacional y el Análisis vectorial, desarrollado con la finalidad de aportar soluciones al problema del estudio de los transitorios electromagnéticos debidos a descargas atmosféricas o rayos sobre líneas de transmisión. La metodología consiste en la aplicación en conjunto del modelo electromagnético de las ecuaciones de Maxwell-Heaviside para describir la propagación de onda electromagnética generada por el rayo, el método de diferencia finita en el dominio del tiempo (FDTD) con condiciones de fronteras absorbentes de Liao (ABC-Liao) para obtener las magnitudes de los campos eléctricos y magnéticos irradiados; como también el acople del campo electromagnético con la línea por medio del modelo del conductor delgado (TWM) para así obtener las magnitudes de las subidas de tensión y corriente que se generan. En este sentido se implementa un código computacional en MATLAB basado en dicha metodología para simular ciertos casos relacionados
con impactos directos e indirectos de rayos sobre torres y líneas de transmisión. Además, se estimó a través de comparaciones hechas con el modelo hibrido electromagnético (HEM) que la herramienta computacional creada es un recurso adecuado para el análisis de transitorios en sistemas de transmisión de energía eléctrica.

Palabras Clave: Descargas atmosféricas, Ecuaciones de Maxwell-Heaviside, FDTD, ABC-Liao, Thin-Wire Model, Líneas de transmisión.