O teste de isolamento elétrico é um procedimento essencial para garantir a longevidade e a segurança de equipamentos elétricos de alta tensão.
Neste artigo, exploraremos por que esse teste é realizado e como o fator de dissipação (tan δ) é utilizado para avaliar a qualidade do isolamento.
Por que o isolamento é testado?
Todos os equipamentos elétricos possuem uma expectativa de vida útil quando submetidos à alta tensão. Desde o primeiro dia de operação, esses equipamentos são expostos a diversos fatores que podem afetar seu desempenho:
- Esforços térmicos e mecânicos
- Ingresso de partículas externas
- Variações de temperatura e umidade
Esses elementos contribuem para o aumento da temperatura de funcionamento do equipamento quando energizado. O aquecimento resultante acelera reações químicas no isolamento elétrico, levando à degradação de suas características dielétricas.
Este processo de degradação possui uma característica de avalanche:
- As mudanças nas propriedades do isolamento aumentam o fator de perdas
- O aumento do fator de perdas produz mais aquecimento
- O aquecimento adicional degrada ainda mais o isolamento
Devido a esse ciclo, é crucial monitorar periodicamente o fator de perdas do isolamento em equipamentos elétricos.
Normas e procedimentos de teste
Com base em extensivos trabalhos de campo, foram desenvolvidos diversos procedimentos de teste, descritos em documentos e normas internacionais, como:
- IEEE (Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos)
- ANSI (Instituto Nacional Americano de Padrões)
- IEC (Comissão Eletrotécnica Internacional)
Essas normas especificam a qualidade do isolamento para diferentes tipos de equipamentos elétricos, definindo valores aceitáveis de perdas e procedimentos para a realização dos ensaios.
O que é o fator de dissipação (tan δ)?
Para especificar o fator de perdas do isolamento, o objeto sob teste é considerado como um capacitor no circuito de teste. Isso se aplica a diversos equipamentos elétricos, como:
- Transformadores
- Buchas
- Geradores
- Motores
- Disjuntores
Todos esses equipamentos são construídos com metais e isolamentos, apresentando propriedades associadas a capacitâncias. Cada objeto de teste possui várias capacitâncias, resultantes do isolamento entre suas partes internas e do isolamento em relação à terra.
Como as perdas ocorrem em qualquer material isolante, um circuito equivalente de uma capacitância real pode ser construído. Para a medição de perdas no isolamento, utiliza-se um circuito composto por:
- Cn: Capacitor padrão
- Cx: Objeto sob ensaio
- Utest: Fonte AC
- Rx/Rx +ADC: Ponte de medição
Soluções para medição de perdas no isolamento
A Bohnen+Messtek oferece soluções completas para a medição de perdas no isolamento, adequadas tanto para ensaios em campo quanto para aplicações em laboratórios.
Para ensaios em campo:
MIDAS 2881 & MIDAS 2883: Soluções completas até 12kV/400Hz ou 15kV/1000Hz
Para aplicações em laboratórios:
Pontes:
O teste de isolamento elétrico é fundamental para garantir a segurança e a eficiência de equipamentos de alta tensão. Ao compreender a importância do fator de dissipação (tan δ) e utilizar as ferramentas adequadas para sua medição, é possível prolongar a vida útil dos equipamentos e prevenir falhas potencialmente perigosas.
