Modelo matemático e computacional para avaliação do aquecimento interno de barramentos em painéis elétricos

Abstract

Esta pesquisa apresenta o desenvolvimento de um protótipo de arranjo de barramentos para painéis elétricos, em uma parceria entre a Universidade e a Indústria local. O objetivo principal é modelar matematicamente a elevação de temperatura em barramentos de cobre, utilizando uma abordagem de modelagem do tipo caixa cinza. A pesquisa considera variáveis como geometria, material, condições ambientais e o efeito da pintura dos barramentos. A metodologia envolveu ensaios experimentais e simulações com diferentes configurações de ventilação e disposição dos barramentos. Os resultados demonstraram que os modelos propostos, utilizando técnicas de Machine Learning e Redes Neurais Artificiais, alcançaram alta precisão, com erros inferiores a 4% na estimativa de temperatura em barramentos e conexões. Embora os métodos tradicionais de ensaio físico ofereçam boa precisão, o modelo desenvolvido proporciona essa precisão com um investimento significativamente menor. Em comparação com métodos generalistas, o modelo supera de forma significativa, oferecendo um mapeamento real das regiões internas de aquecimento dos painéis, o que é fundamental para evitar problemas futuros devido à falta de uma análise precisa. Além disso, a análise revelou que a pintura dos barramentos pode reduzir a elevação de temperatura em até 36%. A contribuição científica desta pesquisa reside na simplificação e precisão das validações térmicas em painéis elétricos, oferecendo uma ferramenta eficaz para o design e manutenção de sistemas de distribuição elétrica. A parceria com a indústria local foi fundamental para validar o modelo em condições reais, reforçando a aplicabilidade prática dos resultados. As conclusões ressaltam a importância da pintura e ventilação adequada para otimizar o desempenho térmico dos painéis, garantindo conformidade com as normas técnicas e eficiência operacional.