Grupo de Medidas de Campo Eletromagnético Ambiental

GRUPO DE MEDIDAS DE CAMPO ELETROMAGNÉTICO AMBIENTAL ( GMCEA)

Pesquisa Em Atividade

Contato:

gmceaufsm@gmail.com

Material Adicional

Laboratório de Medidas, Calibração e Simulação

O laboratório de medidas de campo elétrico e magnético de baixa frequência é formado por dois sistemas, um de medidas e outro de calibração. No primeiro a instrumentação é composta de um conjunto NARDA EFA-300 e sondas tipo ponteira Hall enquanto que no segundo, a simulação de campos magnéticos é feita por bobinas de Helmholz e o campo elétrico por um capacitor. Atualmente se desenvolve a construção um sistema baseado em uma câmara TEM (Câmara Transversal Eletromagnética), visando produzir campos mais homogêneos afim qualificar o laboratório de calibração.

Instrumentação de Medidas de Campo

A instrumentação para medida dos campos no Laboratório é baseada em um conjunto ELF EFA-300, do fabricante NARDA, que utiliza uma sonda triaxial para medida do campo magnético de 100cm³ e uma unidade de medida de campo elétrico EFA-300 que permite medidas triaxiais também isotrópicas.

Figura 1: Sondas NARDA EFC-300 (a) para medidas ambientais de campo elétrico, (b) e magnético (c), ambas com características triaxiais e isotrópicas.

Laboratório de Calibração

O laboratório de calibração das sondas para a medida de campo magnético e de campo elétrico ambientais, segue as normas IEEE, e consta de um aparato experimental baseado em um par de bobinas de Helmholtz, capazes de produzir um campo magnético aproximadamente homogêneo, cuja intensidade é diretamente proporcional à corrente elétrica que circula nas bobinas e cuja direção e sentido são definidos pelo sentido da corrente e posição espacial das bobinas. O experimento foi montado para a calibração de sondas utilizadas no estudo do campo magnético ambiental produzido por linhas de alta tensão, portanto a calibração será realizada para campos da ordem de µT.

Figura 2: Esquema da montagem experimental do capacitor de placas planas e magnético utilizando bobinas de Helmholz de forma quadrada.

Câmara TEM

Uma câmara de teste TEM é uma guia de ondas eletromagnéticas do tipo transversal (transversal electromagnetic waveguide), que permite a geração de campos eletromagnéticos controlados com notável valor de uniformidade. Em virtude de características como estas, a câmara TEM encontra aplicabilidade em uma série de procedimentos, como na calibração de sondas de campo elétrico e magnético, testes de compatibilidade eletromagnética.

Figura 3: Câmara Transversal Eletromagnética (TEM)

Figura 4: Circuito elétrico de montagem do aparato Câmara Transversal Eletromagnética (TEM)

Laboratório de Simulação

A simulação de campos magnéticos e elétricos está baseada no uso do software NARDA modelo EFC-400LF que permite a análise dos campos produzidos por sistemas de alta tensão incluindo módulos para:

Linhas de Transmissão
Cabos
Subestações
Blindagem

A simulação gráfica 3D de campos medidos de forma matricial, é tratada por vários softwares de análise gráfica como o ORIGIN 8.1 Os resultados da simulação são disponibilizados em gráficos como intensidade de campo ou valores de densidades de fluxo de potência. Eles também podem ser apresentados como porcentagens dos valores padrão (ICNIRP) permitindo a apresentação de linhas em 3D. Os traços de campos também podem ser feitos em qualquer corte transversal e são disponibilizados como áreas 2D e linhas de contornos.

Figura 5: Simulação 3D do perfil superficial Campo Magnético simulado com o software EFC-400 no vão entre as torres 125 e 126.

A simulação gráfica 2D e 3D de campos medidos de forma matricial, é tratada matematicamente por métodos de ajuste, utilizando softwares de análise gráfica: