Diseño de relajadores de campo eléctrico usando optimización por enjambre de partículas y el método de elementos finitos

En este artículo se presenta una metodología para el diseño de electrodos relajadores de campo eléctrico, la cual se basa en un proceso de optimización desarrollado mediante la técnica metaheurística de optimización por enjambre de partículas. La función objetivo del proceso de optimización incluye el modelo electro-estático del equipo de alta tensión, el cual es resuelto mediante el método de elementos finitos. La metodología propuesta fue implementada por medio de las herramientas computacionales COMSOL Multiphysics y MATLAB, y validada a través del diseño de los electrodos relajadores de campo eléctrico de un divisor de tensión resistivo para medición de ondas de impulso de tipo rayo.

Abstract

In this paper, a methodology for design of electrical field relaxing electrodes is shown. This design methodology is based in an optimization process carried out by particle swarm optimization technique. The objective function of the optimization process, include the electro statics model of the high voltage equipment that is solved by the finite element method. The proposed methodology was implemented using the computational tools Matlab and Comsol. This methodology was validated by designing the electric fields relaxing electrodes in a high voltage resistive divider, which used in measurement of lightning impulse waves.