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HIFREQ
Analyse des champs électromagnétiques
HIFREQ est utilisé afin d'analyser les réseaux de conducteurs porteurs de courant, qu'ils soient enterrés ou en surface. Il calcule le champ électromagnétique dans l’air et le sol et donne les potentiels et les distributions de courant dans les conducteurs et le sol. Mais l'atout majeur de HIFREQ est d'être capable de résoudre autant des problèmes d'effets transitoires que des problèmes à l'équilibre et ce, dans une gamme de fréquences allant de quelques Hz à des centaines de MHz.
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Modéliser presque n'importe quoi au-dessus ou au-dessous du sol,
y compris les personnes!
Détails techniques
HIFREQ calcule les champs électromagnétiques, les potentiels scalaires et les distributions de courant causés par un réseau de conducteurs sous tension. Il a été conçu pour donner des résultats très précis qui tiennent compte des caractéristiques du sol, des conducteurs qui y sont enfouis et des structures métalliques non-soumises à une alimentation électrique. HIFREQ vous offre les possibilités suivantes avec puissance et flexibilité:
- Étude des effets transitoires (tels que la foudre, pic de tension d'allumage, etc.) et des perturbations hautes fréquences sur les réseaux de puissance, les systèmes et les structures de mise à la terre.
- Calcul du champ électromagnétique dans l’air et le sol et des distributions de courant et de potentiel dans les conducteurs et le sol.
- Calcul des interférences électromagnétiques subies par les pipelines, les canalisations, les lignes de communication, (etc.). Prise en compte des effets résistifs, inductifs et capacitifs simultanément.
- Analyse de problèmes de protection cathodique et optimisation des capacités rectificatrices et de leur localisation sur des structures protégées pouvant s'étendre jusqu'à une centaine de km.
- Possibilité d'utilisation conjointe avec le module optionnel FFTSES, outil intrégré et automatisé de transformée de Fourier permettant de visualiser les champs électromagnétiques dans le domaine temporel.
- Étude de l'interférence des radiations secondaires et calcul des distributions de courants dans les antennes de type monopôle, quart-d'onde, etc., pour des fréquences pouvant atteindre des centaines de MHz.
- Calcul de l'induction entre des circuits arbitraires à basse et à haute fréquence et pendant des pics de perturbations transitoires. Détermination des impédances propres et mutuelles de ces circuits, peu importe qu'ils soient sous terre ou en surface.
Avec HIFREQ, vous pouvez aussi:
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calculer automatiquement la distribution de courant à l’intérieur des conducteurs en se basant sur un ensemble pré-enregistré de valeurs pour le courant imposé ou la source de tension. Cependant, si vous le préférez, vous pouvez aussi spécifier explicitement les courants.
sélectionner une combinaison de quatre méthodes pour l’alimentation du réseau : injection de courant, source de voltage, mise sous tension GPR (pour lequel un voltage est fixé à une valeur spécifique) et application extérieure de champ électrique.
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modéliser des conducteurs nus ou isolés.
- analyser l'induction causée par les lignes de transmission et la protection des structures métalliques enterrées ou non.
- Si le courant flottant à l’extérieur et dans la station est connu, HIFREQ peut déterminer le courant flottant dans le réseau de mise à la terre, dans les conducteurs neutres et dans les structures non-alimentées.
Détails supplémentaires
Alimentation en voltage
Une nouvelle méthode d'alimentation électrique, appelée VOLTAGE, est maintenant disponible. Un conducteur connecté à une source d'alimentation VOLTAGE représente un modèle simple de générateur de tension AC: le voltage monte le long du conducteur d'une quantité définie par l'utilisateur. En reliant une extrémité de ce générateur au sol, l'autre extrémité peut être gardée au potentiel désiré.
Impédances regroupées
L'alimentation électrique VOLTAGE détermine uniquement le voltage sur la ligne. Pour définir le courant, il faut d'abord préciser la charge sur cette même ligne. Ceci était habituellement fait en définissant un segment conducteur avec une résistivité et une perméabilité sélectionnées de manière à ce que l'impédance interne reste la même. Il est maintenant possible de faire cette opération en attachant simplement ensemble une résistance, une inductance et une capacité. Le programme calcule ensuite la charge résultante pour une fréquence identique à celle de l'alimentation.
Alimentation GPR
La fonction d'alimentation GPR a été améliorée. Elle peut être utilisée pour forcer le potentiel scalaire à la surface d'un conducteur (GPR) à demeurer à une valeur définie par l'utilisateur. Le courant circulant dans le conducteur est indéterminé et doit être fourni par une autre fonction d'alimentation (typiquement LEAD). Note: cette façon de faire constitue un raccourci par rapport à la combinaison VOLTAGE /LOAD mais a l'inconvénient d'être moins intuitive physiquement et peut donc mener à des résultats surprenants si elle utillisée incorrectement.
Isolation
Dans les versions précédentes de HIFREQ, la seule forme d'isolation disponible pour les conducteurs était une isolation idéale: aucun courant de fuite n'était permis. Cette suppposition est essentiellement correcte pour le calcul du champ magnétique mais peut s'avérer trompeuse dans le cas du champ électrique et du potentiel. Cette limitation est maintenant du passé grâce à l'introduction d'une isolation réaliste représentée par une couche de matériau diélectrique. Il suffit à l'utilisateur de préciser l'épaisseur de la couche ainsi que sa résitivité, permitivité et perméabilité.
Champ externe
La réponse d'un réseau de conducteurs à la présence d'un champ électrique externe uniforme peut être très intéressante, particulièrement pour simuler les effets de frappes lointaines de la foudre ou de perturbations géomagnétiques. HIFREQ peut maintenant effectuer ce genre de calculs. La valeur du champ électrique externe dans l'air, définie par l'utilisateur, sert à calculer le champ partout ailleurs ainsi que la distribution de courant dans le réseau qui en résulte. Les champs électriques secondaires causés par ces courants peuvent à leur tour être obtenus.
Note: L'utilisation des fonctions VOLTAGE, GPR et impédences regroupées (LUMPED IMPEDENCE) n'est pas seulement limitée au cas des lignes à transmission; plusieurs autres applications sont possibles, notamment pour les calculs conventionnels de la théorie des circuits.
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