HIFREQ - Análisis de Campos Electromagnéticos

Aspectos Técnicos

HIFREQ calcula el potencial escalar, y los campos eléctrico y magnético causados por una red de conductores energizada, así como la distribución de corriente en los conductores. HIFREQ fue diseñado para solucionar problemas exactamente, sin ignorar las características del suelo, los conductores en el suelo, o estructuras metálicas no energizadas en aire o suelo. Con HIFREQ usted puede:

• Estudiar los transitorios (tales como caidas de rayos y cualquier problema concebible de sobretensión) y las perturbaciones de alta frecuencia en las redes del sistema de energía, estructuras y sistemas de puesta a tierra en frecuencias que van desde algunos hertzios a los centenares de megahertzios.

• Calcular las distribuciones de corriente y potenciales en todos los conductores, los valores de EMF en aire y suelo y los voltajes a lo largo de trayectorias bien definidas causadas por los conductores del sistema de energía, enterrados o no.

• Calcular interferencia electromágnetica en tuberías, líneas de comunicación, etc., en un solo paso. ¡Los efectos inductivos, capacitivos y conductivos se consideran simultáneamente!
• Analizar los problemas de protección catódica y optimizar las capacidades y las localizaciones del rectificador en las estructuras protegidas que pueden extenderse hasta centenares de kilómetros.
• Utilizar FFTSES, una herramienta completamente integrada y automatizada de transformada rápida de Fourier, para visualizar campos electromagnéticos en el dominio de tiempo.
• Estudar interferencia de la re-radiación o calcular las distribuciones de corriente en configuraciones de antena monopolar o de cuarto de onda entre otras, con excitaciones en frecuencias que alcanzan centenares de megahertzios.
• Calcular la inducción entre circuitos arbitrarios para altas y bajas frecuencias durante condiciones de sobretensión. ¡Determine las impedancias mutuas y propias así como capacitancias de estos circuitos sin importar su localizaron sobre o bajo tierra!

HIFREQ le da las siguientes características flexibles y de gran alcance:

• Elija hacer que el software calcule la distribución de corriente en los conductores automáticamente basados en conjunto de valores de corrientes o de fuente de voltajes, o especifique las corrientes en los conductores explícitamente.
• Investigue los efectos de diversos fenómenos individualmente: usted puede elegir, por ejemplo, no hacer caso a los efectos de inducción, o de corriente de pérdida en los extremos de los conductores.
• Modele estructuras de suelo con capas horizontales.
• Seleccione una combinación de cuatro métodos de energización de la red: inyección de corriente, fuentes de voltaje, energización de GPR y campo eléctrico externamente aplicado.
• Modele parámetros globales tales como un resistor, un inductor o un condensador dentro de un conductor.
• Soporta conductores pelados y revestidos.

MAS DETALLES

Energización de Voltaje

Se encuentra disponible una nueva forma de energización, llamada VOLTAJE . Un conductor conectado con un VOLTAJE de energización representa un modelo simple para un generador de voltaje AC: el voltaje aumenta a lo largo de este conductor en una cantidad especificada por el usuario. Conectando un extremo de este generador con la tierra, el otro extremo se puede guardar en el potencial deseado.

Impedancias globales (lumped)

El VOLTAJE de energización determina solamente el voltaje en la línea. Para definir la corriente, uno debe especificar la carga en esa línea. Esto generalmente se hacía especificando un segmento del conductor con valores específicos de resistividad y de permeabilidad seleccionados para dar la impedancia interna requerida. Es posible ahora de hacerlo simplemente poniendo en serie una resistencia, una inductancia y una capacitancia a cualquier conductor dado. El programa calcula entonces la impedancia de la carga en la frecuencia de energización.

Energización GPR

Se ha mejorado la energización GPR. Puede utlizarse para forzar un valor determinado para el potencial escalar en la superficie de un conductor. La corriente que circula en el conductor no se calcula y se debe proveer con otra energización. Esto representa menos trabajo comparado con la combinación VOLTAJE/carga pero es menos físico y puede conducir a los resultados inesperados si no es usado correctamente.

Por supuesto, el uso de energizaciones de VOLTAJE y de GPR y de impedancias globales no se limita a la aplicación de la línea de transmisión discutida arriba. Son posibles muchas otras. ¡De hecho, es posible utilizar estas características en HIFREQ para hacer cálculos convencionales de teoría de circuitos!

Recubrimientos

En versiones anteriores de HIFREQ, la única forma de aislamiento del conductor disponible era un aislamiento "matemático" en el sentido que no se permitía que ninguna corriente se escapara del conductor. Esto es esencialmente correcto para el cómputo de campos magnéticos pero da resultados incorrectos al tratar el campo eléctrico y el potencial escalar. Esta restricción fue eliminada gracias a la introducción de recubrimientos más realistas con pérdidas . Es posible ahora especificar que un conductor esté cubierto con una capa de un material dieléctrico de grosor, resistencia, constante dieléctrica, y permeabilidad definidos por el usuario.

Campo-Aplicado

La respuesta de una red de conductores a la presencia de un campo eléctrico uniforme externamente aplicado puede ser muy interesante, en particular la simulación de los efectos de las descargas de rayos distantes o de disturbios geomagnéticos. HIFREQ puede ahora realizar tal cálculo. El valor del campo eléctrico aplicado constante en el aire, dado por el usuario, se utiliza para calcular el campo eléctrico aplicado en todas partes y la distribución de corriente en la red. Se puede calcular los campos dispersados causados por esta circulación de la corriente.