Cepel participará de evento internacional sobre Alta Tensão
O Cepel teve três artigos técnicos aprovados no ISH 2019 Conference (International Symposium on High Voltage Engineering), que acontecerá em Budapeste, Hungria, entre 26 e 30 de agosto. Esta será a 21ª edição do evento que reunirá representantes das principais instituições de ensaios e pesquisas do mundo para apresentações e discussões sobre temas relevantes aos projetos e serviços realizados pelo Cepel, tais como: técnicas de ensaios em Alta Tensão e Alta Corrente, sistemas e materiais isolantes avançados, monitoramento e diagnósticos, tecnologias e aplicações em CCAT.
O Centro será representado no simpósio pelo diretor de Laboratórios e Pesquisa Experimental, Orsino Borges de Oliveira Filho, que apresentará os artigos técnicos e participará também de reunião do Grupo de Trabalho do Cigré Internacional: Cigré WG D1.60 - Traceable measurement techniques for very fast transients.
Garantia da rastreabilidade de Sistemas de Medição
Um dos artigos aprovados, Comparison of Measuring Systems for Puncture Test According to IEC 612111, é resultante de um trabalho realizado no âmbito das atividades do Cigré WG D1.60, envolvendo as instituições finlandesas VTT Technical Research Centre of Finland, Centre for Metrology MIKES (VTT MIKES) e Fortum Oyj (Fortum), a australiana National Measurement Institute (NMI-Australia), além do Cepel. No grupo de autores deste artigo, o Centro é representado por Márcio Thelio Fernandes da Silva, Marcus Vinícius B. Lopes e Orsino Borges Filho.
O trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de métodos e procedimentos de calibração visando à garantia da rastreabilidade de Sistemas de Medição utilizados nos Ensaios de Perfuração em Isoladores – SMIPs. De acordo com os pesquisadores, o trabalho serve diretamente ao Laboratório de Calibração em Alta Tensão (AT) do Cepel, bem como ao laboratório de ensaios em AT, que atendem a demandas de fabricantes nacionais e do exterior por ensaios de perfuração em isoladores.
Os pesquisadores ressaltam "que os divisores de alta tensão para estes ensaios de perfuração em isoladores são especiais, e, em geral, são construídos pelos próprios laboratórios que atuam como referência metrológica em seus países para este tipo de impulso, como é o caso do Cepel no Brasil".
O trabalho resume a experiência adquirida durante comparações interlaboratoriais entre os quatro SMIPs (de acordo com a IEC 61211): Cepel, VTT MIKES, Fortum e NMI-Australia. "Os divisores de tensão foram desenvolvidos independentemente por cada instituição participante, segundo técnicas e conceitos próprios, com o objetivo de atender aos requisitos metrológicos e dielétricos necessários para esta aplicação. No caso do Cepel, adicionalmente, foi desenvolvido um software para aquisição, filtragem digital, análise e quantificação dos parâmetros do impulso de perfuração, que faz parte do seu SMIP", acrescentam os pesquisadores.
A expectativa é, a partir do trabalho desenvolvido, "contribuir, em nível nacional e internacional, para o desenvolvimento de procedimentos que possam garantir a rastreabilidade de SMIPs e, consequentemente, a confiabilidade dos resultados de ensaios de perfuração em isoladores, fundamentais para a caracterização de isoladores de vidro ou porcelana utilizados em sistemas de alta tensão, em termos de qualidade do projeto, dos materiais utilizados e do processo de fabricação", complementam Márcio Thelio, Marcus Vinícius e Orsino.
Desempenho elétrico de cadeias de isoladores de vidro
O artigo Evaluation of the performance of glass insulator string with broken units under artificial pollution, de autoria de Frederico Tassi de S. Silva e Ricardo Wesley S. Garcia, resulta da avaliação, por meio de ensaios realizados na câmara de poluição do Cepel, do desempenho elétrico de cadeias de isoladores de vidro com unidades quebradas submetidas a condições de poluição e umidificação. "Prevenir descontinuidades no fornecimento de energia elétrica é primordial no contexto atual das empresas do setor de energia elétrica. Para assegurar a qualidade e confiabilidade do fornecimento de energia elétrica aos consumidores, um bom desempenho dos isoladores em uma linha de transmissão é essencial", ressaltam Frederico e Ricardo.
De acordo com os pesquisadores, a presença de unidades quebradas reduz a suportabilidade elétrica da cadeia de isoladores, embora a característica de suportabilidade mecânica permaneça. Eles afirmam que isoladores de vidro são mais propensos a sofrer esse tipo de problema, especialmente por motivo de vandalismo, devido ao efeito espetacular de sua quebra. Isto os difere dos isoladores de porcelana, por exemplo, que podem sofrer rachaduras e quebras de algumas partes e, ainda assim, manter alguma parte isolante.
Ensaios realizados em diferentes laboratórios indicam que cadeias de isoladores de vidro com unidades quebradas, em condições normais de operação a seco, ainda mantêm vinte por cento de sua capacidade de isolamento elétrico, contudo há muito pouca informação disponível na literatura sobre seu desempenho quando sujeitos à poluição e umidificação.
Foram analisadas configurações com diferentes números de unidades quebradas localizadas em diferentes posições ao longo da cadeia, considerando três níveis de poluição. Os resultados mostraram que a posição das unidades quebradas influencia na suportabilidade da cadeia, independentemente do nível de poluição presente.
Ensaios de poluição para determinação da tensão suportável demandam muito tempo de laboratório e, por isso, são caros. Procedimento alternativo que reduz o tempo e o custo do ensaio, proposto pelo Cigré para ensaios com isoladores poluídos naturalmente, foi utilizado neste estudo, com objetivo de avaliar sua aplicação, apresentando resultados satisfatórios.
Medição e o monitoramento de Transformadores de Instrumentos
Capacitive Voltage Transformer Diagnostic by Partial Discharges on Field, de autoria de Hélio Amorim, André Tomaz, Thiago Baptista e Caio Cunha, tem como objetivo principal apresentar detalhes pertinentes à medição e ao monitoramento de Transformadores de Instrumentos (TIs). O artigo trata, em especial, do Transformador de Potencial Capacitivo (TPC), combinando a medição em campo e a validação em laboratório, em condições controladas, o que permite vislumbrar o desenvolvimento de uma técnica de monitoramento em tempo real destes equipamentos.
Segundo os pesquisadores, em média, a vida útil dos TIs é de 30 anos. Tradicionalmente, a forma mais utilizada para avaliar o sistema de isolamento destes equipamentos é por meio da medição da Capacitância e do fator de perdas, o que exige o desligamento do equipamento e um transformador de ensaio. A crescente complexidade na operação do sistema elétrico, tem motivado a busca por metodologias de avaliação que permitam sua realização com o equipamento em operação normal no sistema.
"A medição de descargas parciais (DPs) pode proporcionar valiosa informação a respeito das condições do sistema de isolamento de equipamentos de alta tensão. As DPs são sintomas e causas de deterioração dielétrica e podem contribuir para uma possível falha futura do equipamento", assinalam os pesquisadores.
Os resultados, obtidos em um ambiente totalmente controlado de laboratório, confirmam a avaliação realizada em campo, por meio de transformadores de corrente de Alta Frequência (HFCT - High Frequency Current Transformer ) conectados a um sistema de medição desenvolvido pelo Cepel - IMA-DP. Esta metodologia tem contribuído para a retirada de operação de equipamentos sob suspeita, os quais, muito provavelmente, iriam apresentar defeitos em um curto prazo.
"É importante ressaltar que se trata de um mecanismo simples, rápido, eficiente e de baixíssimo custo para a avaliação de equipamentos energizados de alta tensão no campo. A técnica mostra-se mais efetiva do que as demais existentes, à medida que detecta anomalias com maior sensibilidade do que a tradicional técnica de termografia, amplamente utilizada pelas empresas. Para tal procedimento, utilizam-se somente o HFCT, o sistema de medição de descargas parciais e o osciloscópio para captura de sinais no tempo", destacam.
De acordo com os pesquisadores, um resultado importante do trabalho foi o de reduzir os custos do sistema de monitoramento de DPs para viabilizar a sua implantação em várias empresas do setor elétrico, monitorando um número maior de equipamentos. "Isto certamente irá melhorar a capacidade de diagnóstico de equipamentos elétricos, aumentando a confiabilidade e a disponibilidade do fornecimento de energia elétrica", concluem.
1 Comparison of Measuring Systems for Puncture Test According to IEC 61211, Jari Hällström, Jussi Havunen, Wei Yan, Yi Li, Márcio Thelio Fernandes da Silva, Marcus Vinícius B. Lopes, Orsino Borges Filho, Mika Laiho.