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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40474| Título: | Avaliação do risco de arco elétrico série em corrente contínua em usina fotovoltaica: aplicação no Campus UTFPR - Medianeira |
| Título(s) alternativo(s): | Assessment of series dc arc flash risk in photovoltaic power plants: application at the UTFPR - Medianeira Campus |
| Autor(es): | Serafini, Gabriela Nunes |
| Orientador(es): | Ferruzzi, Yuri |
| Palavras-chave: | Energia solar Células solares Relés de proteção Solar energy Solar cells Protective relays |
| Data do documento: | 27-Nov-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Medianeira |
| Citação: | SERAFINI, Gabriela Nunes. Avaliação do risco de arco elétrico série em corrente contínua em usina fotovoltaica: aplicação no Campus UTFPR - Medianeira. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2025. |
| Resumo: | O crescimento dos sistemas fotovoltaicos (FV) introduziu novos desafios de segurança, destacando-se o arco elétrico série em corrente continua (CC) como um risco severo e principal causa de incêndios, dada a dificuldade da sua auto extinção. Este trabalho teve como objetivo central validar os cálculos de segurança elétrica da usina fotovoltaica (UFV) da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), campus Medianeira. Utilizando uma metodologia de estudo de caso, o sistema foi modelado no software ETAPdemo para simular correntes de curto-circuito (I_cc) e de arco (I_arc), e determinar e energia incidente térmica. Os resultados validaram a teoria de Ralph Lee, demonstrando que a corrente de arco é aproximadamente metade da corrente de curto-circuito. Concluiu-se que, para a distância de trabalho padrão de 60,96cm a 63,5cm (24-25 polegadas), a energia incidente (0,419cal/cm²) está abaixo do limiar da Categoria de Risco 1 (HRC 1), não exigindo vestimentas resistentes ao arco (AR). O estudo também simulou cenários de maior proximidade de 15,24cm a 2,54 cm (1 a 6 polegadas) para definir os Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) necessários para cada categoria de risco. Finalmente, o trabalho reforça a importância de Dispositivos de Detecção de Falha de Arco (AFDD) e tecnologias de Rapid Shutdown (MLPE) para a mitigação eficaz da fonte de extinção do arco. |
| Abstract: | The growth of photovoltaic (PV) systems has introduced new safety challenges, highlighting the series direct current (DC) arc fault as a severe risk and a main cause of fires, given the difficulty of its self-extinction. This work's main objective was to validate the electrical safety calculations of the photovoltaic (PV) plant at the Federal University of Technology - Paraná (UTFPR), Medianeira campus. Using a case study methodology, the system was modeled in ETAPdemo software to simulate short-circuit currents (I_cc) and arc currents (I_arc), and to determine and thermal incident energy. The results validated Ralph Lee's theory, demonstrating that the arc current is approximately half the short-circuit current: It was concluded that, for the standard working distance of 60,96cm to 63,5cm (24-25 inches), the incident energy (0.419 cal/cm²) is below the threshold for Hazard Risk Category 1 (HRC 1), not requiring arcrated (AR) apparel. The study also simulated closer proximity scenarios 15,24cm to 2,54cm (1 to 6 inches) to define the Personal Protective Equipment (PPE) required for each risk category. Finally, the work reinforces the importance of Arc Fault Detection Devices (AFDD) and Rapid Shutdown technologies (MLPE) for the effective mitigation of the arc source. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40474 |
| Aparece nas coleções: | MD - Engenharia Elétrica |
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