Estudo de indução de tensão de campos eletromagnéticos de LT em oleodutos industriais usando um simulador didático

• Pereira de Moura, Ailson ^[2] ; Freitas de Moura, Adriano Aron ^[1] ; Talles Queiroz Lemos, Herick ^[1]
  1. [1] Universidade Federal Rural do Semi-Árido

     Universidade Federal Rural do Semi-Árido

     Brasil

     
  2. [2] FUniversidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE, Brasil
• Localización: Revista de enseñanza de la física, ISSN-e 2250-6101, ISSN 0326-7091, Vol. 32, Nº. 1 ((January-June)), 2020, págs. 175-187
• Idioma: portugués
• Títulos paralelos:
  • Study of the voltage induction of the electromagnetic fields of a TL in industrial pipelines using a didactic simulator
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• Resumen
  • English

    Large structures used in the oil and gas industry, such as pipelines, when they are near high voltage transmission lines (TL) in steady-state undergo electromagnetic induction because of the interactions of the electromagnetic fields of the charged lines and consequently induced currents can cause damage human beings in contact with these pipelines. This work makes a study of the voltages and currents induced in an industrial pipeline by a TL through the development of a didactic simulator made using the MATLAB GUIDE, which facilitates the user’s learning through the display of three-dimensional graphics. The results of the TL-industrial pipeline system, got from real data from industrial companies, calculated in the simulations were compared with standardized values of IEC TS 60479-1:2005. According to these results, the voltage and current because of the capacitive coupling between a metallic pipeline and a TL is high and a current greater than the limits allowed for the safety of people is obtained. Regarding the inductive coupling between the system composed by the TL and the pipeline, this coupling induces danger-ous currents to the safety of people in contact with the pipeline. The mitigation carried out on the currents induced in the pipelines is possible through grounding resistances. Therefore, the study of voltages and currents induced in industrial pipelines by electric and magnetic fields of a TL, which involves equations and concepts difficult to assimilate, due to its theoretical character, becomes easy to learn through the use of the didactic simulator developed.

  • português

    Estruturas de grande porte usadas na indústria de petróleo e gás, como oleodutos, quando estão nas proximidades de linhas de transmissão (LT) de alta tensão em regime permanente sofrem indução eletromagnética pelas interações dos campos eletromagnéticos das linhas carregadas e consequentemente correntes induzidas podem causar danos a seres humanos em contato com esses oleodutos. Este trabalho faz um estudo das tensões e correntes induzidas em um oleoduto industrial por uma LT através do desenvolvimento de um simulador didático feito usando a GUIDE do MATLAB, que facilita a aprendizagem do usuário por meio da exibição de gráficos tridimensionais. Os resultados do sistema LT-oleoduto industrial, obtido a partir de dados reais de companhias industriais, calculados nas simulações foram comparados com valores normatizados da IEC TS 60479-1:2005. De acordo com esses resultados, a tensão e a corrente devido ao acoplamento capacitivo entre um oleoduto metálico e uma LT é alto e obtémse uma corrente superior aos limites admitidos para a segurança de pessoas. Em relação ao acoplamento indutivo entre o sistema compostos pela LT e oleoduto, este acoplamento induz correntes perigosas à segurança de pessoas em contato com o oleoduto. A mitigação efetuada nas correntes induzidas nos oleodutos é possível através de resistências de aterramento. Portanto, o estudo de tensões e correntes induzidas em oleodutos industriais por campos elétricos e magnéticos de uma LT, que envolve equações e conceitos de difícil assimilação, devido ao seu caráter teórico, tornase de fácil aprendizagem através do uso do simulador didático desenvolvido.