Simulación de Mallas de Puesta a Tierra Utilizando el Método de los Elementos Finitos en Tres Dimensiones

• Autores: Patricia Otero, Samantha Peñafiel, David Vallejo, Nelson Granda, Juan Ramírez
• Localización: Revista Técnica "energía", ISSN-e 2602-8492, ISSN 1390-5074, Vol. 17, Nº. 2, 2021 (Ejemplar dedicado a: Revista Técnica "energía", Edición No. 17, ISSUE II), págs. 113-123
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Simulation of Grounding Grids Using the Three Dimensional Finite Element Method
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• Resumen
  • español

    Este artículo presenta la simulación de sistemas de puesta a tierra utilizando el método de elementos finitos FEM. La simulación se realiza con diferentes escenarios geométricos, resistividad del material, valores de corriente y lugares por donde se inyecta la corriente a la malla de puesta a tierra. El método de FEM se utiliza en tres dimensiones utilizando ANSYS como software de simulación.

    Para validar el modelo de simulación se utiliza un prototipo a escala real de una malla de puesta a tierra en un tanque electrolítico. Tanto la simulación como el modelo real están sujetos a las mismas condiciones.

    Luego se simulan 16 casos de estudio para comparar los perfiles de voltaje simulados. Todos estos resultados permiten analizar y discutir las cualidades de la configuración geométrica de la malla en diferentes escenarios. El objetivo de este proyecto es generar conocimiento aplicable para el diseño de un sistema de puesta a tierra y evaluar resultados como voltaje de paso, voltaje de contacto y GPR o aumento de potencial máximo.

  • English

    This paper presents the simulation of grounding systems using the finite element method FEM. The simulation is carried out with different geometric scenarios, material resistivity, current values, and places through which the current will enter the grounding grid. The FEM method is used in three dimensions using ANSYS as the simulation software.

    To validate the simulation, a real scale prototype of an earthing mesh in an electrolytic tank is used. Both the simulation and the real model are subjected to the same conditions.

    Then 16 study cases are simulated to compare the voltage profiles simulated. All these results allow to analyze and discuss the qualities of the geometric configuration of the grid in different scenarios. The objective of this project is to generate applicable knowledge for the design of a grounding system and to evaluate results such as step voltage, touch voltage, and GPR or maximum potential rise.