A LEMP Generator-Simulator Circuit

Un circuito generador-simulador de LEMP

Este artículo presenta una propuesta de un circuito generador-simulador de LEMP para pruebas de un detector tipo SDR desarrollado en la caracterización espectral del rayo atmosférico, su diseño e implementación.

1. INTRODUCCIÓN

Si hay un fenómeno natural que siempre afecta a la calidad de la energía distribuida por la red eléctrica, es el pulso electromagnético generado durante la descarga atmosférica del rayo, ampliamente conocido por su acrónimo LEMP (Lightning Electromagnetic Pulse). Por ello, hace dos años, tres grupos de investigación de la Universidad Nacional de Colombia (PAAS - Programa de investigación sobre Adquisición y Análisis de señales, GREDyP - Grupo de Redes de Distribución y electrónica de Potencia y GTT - Grupo de investigación en Telemática y Telecomunicaciones), trabajaron conjuntamente en un estudio de caracterización detallada del LEMP en la zona centro-occidental de Colombia (principal zona cafetera zona cafetera).

Uno de los objetivos de estos grupos consistió en el diseño e implementación de un receptor de radio para la detección de LEMP y su caracterización espectral utilizando la tecnología de Radio Definida por Software (SDR).

2. DISEÑO DE UN DISPOSITIVO PARA LA CARACTERIZACIÓN ESPECTRAL DE LEMP

Soporte teórico: A partir de los conceptos correspondientes, el proceso de rayos generados a través de un canal de descarga de retorno se interpreta como un sistema de transmisión que comprende un generador de RF que tiene una onda de pulso intermitente de banda ancha (equivalente en tiempo y forma al LEMP) conectado a su salida a una antena monopolo lineal delgada que tiene una longitud finita muy inferior a la transmisión máxima λ e igual a la altura media entre el suelo impactado y la nube de tormenta.

La solución propuesta: Si se ha asumido que el rayo es un tipo de sistema de transmisión de RF, se hizo necesario diseñar un receptor de radio para detectar la señal LEMP. Este receptor de radio debía permitir la medición de los parámetros necesarios para suministrar los datos requeridos para el análisis espectral (curva dE/dt) y también debía dar el análisis gráficamente y en términos de intensidad de potencia para cada componente de frecuencia.