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Medições de Descarga Parcial Online em Cabos de Energia Subterrâneos

por Rugged Monitoring: 28-02-2020

tradução: Power On Tecnologia


Estrutura Básica do Cabo de Energia

O que é Cabo de Energia?

Um cabo de energia consiste em diferentes camadas de isolamento entre o condutor de alta tensão e a bainha metálica que serve de aterramento do cabo de energia. O objetivo dessas telas de isolamento é controlar o estresse do campo elétrico devido à alta tensão aplicada no condutor. Qualquer defeito nessas camadas diminuirá a rigidez dielétrica dessas camadas e pode resultar em falha de isolamento do cabo de energia. Devido à redução da rigidez dielétrica, podem ocorrer descargas parciais na isolação que podem continuar antes da ruptura real da isolação.

Por que existem Descargas Parciais em cabos de energia?

Uma descarga parcial é uma descarga elétrica localizada que apenas conecta parcialmente a isolação entre os condutores e que pode ou não ocorrer adjacente a um condutor

Considere abaixo a seção transversal do cabo de alimentação. Na ausência de qualquer defeito, sua representação elétrica é equivalente a um capacitor ideal entre o condutor de alta tensão e a bainha metálica.


Representação Elétrica do Isolamento do Cabo de Energia na Ausência de Defeito

No entanto, na presença de um defeito, por exemplo, uma cavidade no isolamento, a representação elétrica equivalente do cabo de energia será alterada. Devido à capacitância em série da cavidade, a capacitância geral e, portanto, a rigidez dielétrica do isolamento do cabo de alimentação diminuirá.


Representação Elétrica do Isolamento do Cabo de Energia na Presença de Defeito

Devido à diminuição da rigidez dielétrica, quando a tensão induzida na cavidade ultrapassa sua rigidez dielétrica, ela colapsa resultando na liberação de diferentes formas de energia. Esta liberação de energia é equivalente ao fenômeno de Descarga Parcial. Uma das energias é a liberação de Pulsos de Alta Frequência que percorrem o comprimento dos cabos de energia tanto no condutor quanto na bainha metálica. Ambos os campos no condutor e na bainha metálica são iguais em magnitude e opostos em polaridade. Os pulsos de alta frequência podem ser detectados usando transformadores de corrente de alta frequência que podem ser fixados ao redor da bainha metálica do cabo, principalmente nas extremidades/terminações dos cabos de energia.


Motivo real por trás do fenômeno de descarga parcial

Diretrizes para realizar a Medição de Descarga Parcial Online?

A medição de Descarga Parcial Online refere-se ao procedimento que é usado para realizar o monitoramento de descarga parcial em cabos de energia enquanto o cabo está energizado em condições normais de operação. Para fins de teste, uma desenergização temporária pode ser necessária quando o acesso seguro ao revestimento metálico do cabo de alimentação não estiver disponível. Abaixo estão algumas diretrizes gerais para realizar testes de descarga parcial online.

1. Instalação de sensores de transformador de corrente de alta frequência

O Transformador de Corrente de Alta Frequência (HFCT) é um grampo em sensores indutivos que podem ser fixados em torno da bainha metálica do cabo de alimentação que é conectado ao terra da subestação. Ao instalar os sensores HFCT, a polaridade desses sensores deve estar apontando para a direção da terra. Isso ajudará mais tarde a analisar os sinais de descarga parcial e sua direção. Um pulso positivo viajando na direção da polaridade do Transformador de Corrente de Alta Frequência dará saída como pulso positivo e vice-versa.

É muito importante que o sensor do Transformador de Corrente de Alta Frequência seja fixado ao redor da bainha metálica que está saindo do cabo de alimentação, passando pelo HFCT e depois conectado à terra. É muito importante para a medição de descarga parcial online, pois erros acontecem. Tais erros devem ser evitados.

A medição simultânea dos sensores é feita com auxílio de 3x HFCT em cada terra do cabo, ajuda a identificar a fonte de descarga parcial, se o PD está vindo de fora do cabo de alimentação ou de uma das fases dos cabos de alimentação.

Um sensor de tensão de aterramento transitório pode ser conectado dentro ou fora do comutador revestido de metal isolado a ar de média tensão para detectar defeitos de terminação local. A aplicação do HFCT junto com o TEV pode ajudar a identificar PD interno versus local nas terminações.


=> Você sabia que o Hsens-H (Sensor HFCT) da Rugged Monitoring e Hsens-T (sensor TEV) são equipados com proteção contra sobretensão transitória dentro dos sensores para minimizar transitórios que podem danificar os eletrônicos conectados a eles?

Exemplo de Aplicação de Hsens-H (uma fase é mostrada) e Hsens-T

2. Resolvendo o desafio de alto ruído durante a medição de descarga parcial online

É muito sabido que as medições de descarga parcial online são um desafio em comparação com as medições de descarga parcial offline devido à presença de grande ruído. Ruído pode estar presente na fonte de alimentação que está ligando o equipamento. Pode ser ruído do sistema do cabo de alimentação ou pode ser proveniente do ambiente. O ruído pode variar de local para local.

Um equipamento de medição de DP deve ser equipado com diferentes conjuntos de filtros, pois dois locais diferentes nunca são os mesmos. Existem diferentes técnicas disponíveis em sistemas comerciais que podem ajudar a eliminar ou minimizar o ruído no local.


=> Você sabia que o Monitor de Descarga Parcial HPM601 da Rugged Monitoring está equipado com filtros passa-banda em tempo real? Esses filtros são configuráveis por software com diferentes opções de larguras de banda e frequências de corte. Além dos filtros Band-Pass, o Monitor HPM601 é equipado com filtros Wavelet e de Média Móvel que são executados em tempo real nos dados adquiridos. Essa coleção de várias opções de filtros torna a experiência no local muito fácil.

3. Selecione o monitor de descarga parcial certo para analisar vários sinais

Ao fazer medições de descarga parcial online, pode haver vários sinais; múltiplas fontes PD ou múltiplos sinais de ruído. A maioria desses sinais de ruído pode ser eliminada se um monitor PD estiver equipado com recursos de redução de ruído de string, como o Monitor PD HPM601 da Rugged Monitoring.

Os Gráficos de Descarga Parcial Resolvida por Fase, também conhecidos como gráficos PRPD, são uma das melhores ferramentas para identificar o tipo de defeito. Diferentes tipos de defeitos têm diferentes padrões de PRPD. Portanto, o conhecimento desses padrões ajudará a analisar melhor a atividade de DP.


Um Exemplo de Gráfico PRPD de Descarga Corona

Um Exemplo de Gráfico PRPD de Descarga Superficial

Um Exemplo de Gráfico PRPD de Descarga Interna

=> Você sabia que o HPM601 transfere dados gravados usando seu gigabit ethernet com velocidade de transferência de 10.000 formas de onda em modo de alta resolução ou 100.000 valores de pico de formas de onda em modo de baixa resolução? Isso permite que o usuário visualize gráficos PRPD de boa qualidade e ajude na identificação do tipo de defeito.

4. Certifique-se de realizar a medição de descarga parcial durante o teste de imersão

É um procedimento comum realizar um teste de imersão de 24 ou 48 horas em uma nova instalação de cabo de alimentação ou um cabo com terminação ou junta nova/substituída. Durante 24 horas, o cabo é energizado, mas não carregado.

Na maioria desses testes de absorção por empresas de instalação de cabos ou proprietários de cabos, falta um elemento importante, que é a medição de DP durante as 24 horas iniciais ou 48 horas de teste de absorção. A maioria desses testes de imersão em cabos de energia são realizados sem medição de DP. Recomenda-se realizar o teste de descarga parcial durante o teste de imersão completo para garantir que o cabo de alimentação e seus acessórios estejam livres de descarga parcial.


Monitor Robusto de Descarga Parcial HPM601

 => Você sabia que o Monitor PD HPM601 da Rugged Monitoring está equipado com até 1 TB de unidade SSD industrial? Isso permite que o usuário do sistema deixe o monitor no local sem laptop. O monitor continuará gravando dados por 24 ou 48 horas continuamente e manterá o registro de dados em sua memória interna. Esses dados gravados podem ser baixados para o laptop mais tarde. Isso garantirá o registro de qualquer atividade de DP que possa estar presente durante o teste de imersão.

Saiba mais sobre nossos Monitores e Sensores de Descargas Parciais:


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