No universo da engenharia elétrica de alta tensão, a precisão e a confiabilidade dos testes de impulso são fundamentais. Componentes críticos como transformadores, isoladores e disjuntores precisam ser submetidos a condições extremas para simular descargas atmosféricas ou surtos de manobra, garantindo sua robustez e segurança operacional.
No entanto, métodos de teste convencionais frequentemente introduzem desafios que comprometem a exatidão das medições. Este artigo explora como a inovadora tecnologia Chopping Gap da Haefely, exemplificada pela série MAFS, redefine os padrões de otimização de testes de impulso com Chopping Gap, oferecendo uma solução superior para os profissionais do setor.
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O Desafio dos Testes de Impulso em Altas Tensões
Realizar testes de impulso de alta tensão não é uma tarefa trivial. A medição precisa do ponto de “corte” do impulso (chopping point) é crucial para avaliar o desempenho de um equipamento sob estresse. No entanto, o próprio mecanismo de corte pode introduzir artefatos que distorcem os resultados.
Limitações dos Métodos Convencionais
Tradicionalmente, a geração de impulsos cortados envolve o uso de gaps de esfera ou de bastão. Embora funcionais, esses dispositivos apresentam uma limitação significativa:
“Gaps de bastão e gaps de esfera (acima de 1000 kV) geram uma corrente de pré-descarga substancial antes da ruptura da tensão, causando uma queda de tensão. Isso afeta os testes de comparação ao testar transformadores de potência, portanto, uma atenção particular deve ser dada à forma como o circuito é construído.” (Datasheet do produto, p.1)
Esse fenômeno, conhecido como corrente de pré-descarga, provoca uma queda de tensão que pode alterar a forma de onda do impulso antes mesmo de ser cortado, impactando diretamente a validade dos testes comparativos, especialmente em transformadores de potência.
Para engenheiros e técnicos que dependem de dados exatos, isso representa um desafio considerável na busca pela otimização de testes de impulso com Chopping Gap.
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A Tecnologia Chopping Gap da Haefely MAFS: Precisão e Reprodutibilidade
A Haefely, com sua vasta experiência em equipamentos de alta tensão, desenvolveu uma solução patenteada que supera as limitações dos métodos tradicionais: o Multiple Chopping Gap da série MAFS. Este dispositivo não é apenas um componente de corte; ele é uma peça central na otimização de testes de impulso com Chopping Gap.
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Design e Funcionalidade Patenteada
A MAFS é projetada para cortar impulsos de raio (na frente e na cauda) e impulsos de manobra, mesmo nas tensões mais elevadas. Seu design inteligente serve duplamente como um capacitor de carga para o gerador de impulso, garantindo uma integração perfeita ao sistema de teste. A característica mais notável da MAFS é sua capacidade de oferecer uma reprodutibilidade excepcional do tempo de corte, sem distorcer a forma de onda até o ponto de corte. Isso é vital para testes que exigem a máxima fidelidade do impulso.
A base da tecnologia MAFS reside em sua construção robusta e precisa:
- Unidades de Alta Tensão (HV): Construídas a partir de capacitores empilhados com resistências de amortecimento inseridas, montados sobre cilindros reforçados de fibra de vidro.
- Eletrodos Avançados: As esferas de cobre incorporam inserções sinterizadas de tungstênio, minimizando o desgaste e prolongando a vida útil do equipamento. A distância entre as esferas é ajustada por um acionamento preciso, com a semi-esfera superior conectada a uma estrutura móvel que permite o ajuste simultâneo de todas as centelhas.
- Controle Inteligente: O ajuste automático da distância do gap é feito pelos sistemas de controle de geradores de impulso da Haefely (GC 223, GC 257), ou manualmente via caixa de controle GSC 219. No modo automático, a distância é configurada em função da tensão de carga, garantindo consistência.
Componentes Essenciais para Alta Performance
Os gaps de corte múltiplos são equipados com eletrodos toroidais de alumínio escovado. O tipo de eletrodo varia conforme a tensão nominal, e em modelos MAFS acima de 2400 kV, são necessárias hastes de fibra de vidro para suporte estrutural. A base, construída em perfis de aço soldados, é equipada com rodízios giratórios para facilitar o posicionamento.
Benefícios Operacionais e Aplicações da MAFS
A otimização de testes de impulso com Chopping Gap oferecida pela MAFS vai além da simples precisão. Ela proporciona versatilidade e segurança para as operações de teste.
Versatilidade e Precisão Inigualáveis
A MAFS não é apenas um dispositivo de corte; ela pode, em certas aplicações, funcionar como um divisor de tensão com a adição de uma unidade secundária. Sua faixa de disparo (do original “trigger range”) garante uma dispersão no tempo de corte de apenas < ± 150 ns, com ajuste de gap variável para ambas as polaridades e uma faixa de 30% a 100% da tensão nominal.
Isso permite uma adaptabilidade sem precedentes para diferentes cenários de teste, desde 20 kV até a tensão nominal, ao curto-circuitar os estágios.
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Especificações Técnicas e Adequação
A série MAFS é composta por modelos que atendem a uma ampla gama de tensões e necessidades:
| Tipo | Tensão de Impulso Nominal (LI 1.2 / 50 µs) | Capacitância (aprox.) | Resistência de Amortecimento Int. (aprox.) | Folga Mínima para Paredes e Teto (LI neg.) | Tipo de Eletrodo Superior |
|---|---|---|---|---|---|
| MAFS 600 | 600 kV | 2400 pF | 30 Ω | 1.2 m | toroidal simples |
| MAFS 1200 | 1200 kV | 1200 pF | 60 Ω | 2.4 m | toroidal simples |
| MAFS 1800 | 1800 kV | 800 pF | 90 Ω | 3.6 m | toroidal simples |
| MAFS 2400 | 2400 kV | 600 pF | 120 Ω | 4.8 m | toroidal duplo |
| MAFS 3000 | 3000 kV | 480 pF | 150 Ω | 6.0 m | toroidal duplo |
| MAFS 3600 | 3600 kV | 400 pF | 180 Ω | 7.2 m | toroidal duplo |
*Dados baseados em condições padrão de acordo com a última IEC 60060-1 e altitudes inferiores a 1000 m.*
Essa gama de modelos assegura que haja uma MAFS adequada para diversas demandas de teste, desde níveis mais baixos até os mais altos requisitos de tensão em laboratórios e indústrias. Para uma compreensão mais aprofundada sobre as especificações de testes de alta tensão, consulte a norma IEC 60060-1.
A escolha do equipamento certo para testes de impulso de alta tensão pode determinar a validade e a confiabilidade dos resultados.
A Haefely MAFS, com seu design patenteado e engenharia de ponta, oferece uma solução robusta para a otimização de testes de impulso com Chopping Gap, superando as limitações dos métodos tradicionais e garantindo a integridade da forma de onda. Ao investir em uma tecnologia que prioriza a precisão e a reprodutibilidade, profissionais da engenharia elétrica podem conduzir testes com maior confiança, assegurando a qualidade e a segurança de seus equipamentos e sistemas.
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