1 Introdução
O teste de cabos com Frequência Muito Baixa (VLF – Very Low Frequency) é uma técnica para aprovação de cabos de potência blindados de média e alta tensão. Este método aplica um sinal de corrente alternada, alta tensão e baixa frequência (tipicamente entre 0,01 Hz e 1 Hz) para detectar defeitos em estágio inicial, como a presença de arborescência de água e descargas parciais (DP).
A norma utilizada para esse ensaio é a IEEE 400.2, originalmente publicada em 2004, revisada em 2013 e, mais recentemente em 2024. A versão de 2024 apresenta melhorias significativas, incorporando novos critérios de avaliação, métodos aprimorados para interpretação de resultados e procedimentos de teste mais alinhados às tecnologias atuais de cabos e equipamentos. Essas atualizações refletem a evolução do setor elétrico e a experiência consolidada ao longo dos últimos anos, garantindo que os ensaios realizados em campo sejam mais precisos, seguros e compatíveis com as exigências operacionais modernas.
Este artigo visa detalhar as principais alterações encontradas na edição de 2024 em comparação com a versão de 2013 (IEEE Std 400.2™-2013), fornecendo uma visão clara do impacto dessas mudanças para os profissionais da área.
2 Principais alterações da IEEE 400.2 2013 para 2024
As alterações na norma IEEE 400.2-2024 apresentam alterações na metodologia de teste, aumentar a segurança e expandir o escopo de aplicação. A seguir, detalhamos as 14 mudanças mais relevantes.
- Faixa de Tensão do Ensaio: a versão de 2013 a norma era aplicável para cabos até 69 kV, agora na versão de 2024 é aplicável a cabos até 138 kV.
| Versão | Nível de Tensão do Cabo Ensaiado |
| 2013 | Aplicável a cabos de até 69 kV |
| 2024 | Aplicável a cabos de até 138 kV |
- Parâmetros de Teste: a versão de 2013 considerava a Corrente de Fuga (Leakage Current) e os Harmônicos da Corrente de Fuga como parâmetros que poderiam ser utilizados no Teste de Suporte Monitorado. Os parâmetros de Corrente de Fuga foram excluídos, focando a avaliação da condição do isolamento nos métodos de diagnóstico mais robustos e quantitativos.
| Versão | Parâmetros Permitidos |
| 2013 | Tangente Delta (Tan Delta), Descarga Parcial (DP), Corrente de Fuga e Harmônicos da Corrente de Fuga. |
| 2024 | Apenas Tangente Delta (Tan Delta) e Descarga Parcial (DP). |
- Remoção da Espectroscopia Dielétrica: a espectroscopia dielétrica foi removida da norma na versão de 2024. Dessa forma, esse método não faz mais parte dos testes recomendados pela IEEE 400.2:2024
- Referência de Tensão: A versão de 2013 fazia referência tanto a valores RMS quanto a valores de Pico. A versão de 2024 simplifica esta referência.
| Versão | Referência de Tensão |
| 2013 | Referência a valores RMS e de Pico. |
| 2024 | Apenas valores RMS são considerados. |
- Aumento da Duração Mínima do Teste para Cabos de Alta Tensão: o tempo mínimo exigido para o teste de suportabilidade de aceitação em cabos de alta tensão foi ampliado para 60 minutos. Conforme a IEC 60840, aplicando-se a cabos com tensão maior ou igual a 36 kV.
| Versão | Duração Mínima do Teste de Suporte de Aceitação (≥ 36kV) |
| 2013 | 30 minutos |
| 2024 | 60 minutos |
- Diminuição da Tensão Pós Ensaio: A norma de 2024 agora exige agora que a tensão seja reduzida lentamente após a conclusão do teste, em vez de simplesmente desligar o equipamento. Esta medida é crucial para a segurança do operador e para a integridade do equipamento.
- Níveis de Tensão de VLF Atualizados: a norma de 2024 especificou novos níveis de Tensão para o ensaio de VLF, ampliando o escopo para contemplar cabos com classes de tensão mais elevadas, agora incluindo sistemas de até 138 kV. Conforme apresentado nas Tabelas abaixo.
- Cálculo de Estabilidade da Tangente Delta (SDev): a versão de 2013 exigia o cálculo da Estabilidade da Tangente Delta (SDev) apenas em 1.0U0 (tensão nominal fase-terra). O cálculo em 0.5U0 é uma adição importante, pois pode fornecer uma indicação precoce de degradação significativa antes da aplicação de tensões mais elevadas
| Versão | Cálculo de SDev |
| 2013 | 1.0U0 |
| 2024 | Recomendado o cálculo de SDev também em 0.5U0 |
Novo tipo de Cabo: a nova versão abrange mais um tipo de cabo preenchido:
- EPR preenchido com minerais sem chumbo (branco).
A versão de 2013 já era estabelecida para 4 tipos:
- EPR preenchido com carbono (preto);
- EPR preenchido com minerais (rosa);
- EPR resistente a descargas;
- XLPE com carga mineral.
- Monitoramento de Descarga Parcial (DP) e Tangente Delta: versão de 2024 trouxe uma importante clarificação sobre a relação e o uso dos diagnósticos de Tan Delta e DP durante o Teste de Suporte Monitorado, simplificando a metodologia de avaliação.
| Versão | Interpretação |
| 2013 | O monitoramento da Tangente Delta e/ou da Descarga Parcial era recomendado para detectar diferentes modos de degradação durante o teste. |
| 2024 | O monitoramento da Tangente Delta durante o Teste de Suportabilidade de 30 a 60 minutos é considerado suficiente para detectar a Descarga Parcial (DP). |
- Defeitos Específicos: a versão de 2024 adiciona uma nota importante que a medição da Tangente Delta sozinha não localizará um defeito específico em um cabo XLPE.
- Detecção de Arborescência de Água: a versão da norma remove uma ambiguidade que levava alguns a interpretar que DP poderia ser usada para detectar Arborescência de Água. A norma diz: “DP não ocorre em arborescência de água”.
- Referência para Teste de DP VLF: a norma de 2024 atualizou a referência utilizada para os testes de descargas parciais de baixa frequência (VLF DP), a recomendação é utilizar a IEE 400.3.
| Versão | Norma de Referência para Teste de DP VLF |
| 2013 | Recomendava seguir a IEC 60885-3. |
| 2024 | Recomenda que a IEEE 400.3 seja usada sempre que possível. |
Remoção de Limites Rigorosos de Tangente Delta: A versão inicial da norma, publicada em 2004, estabelecia limites rigorosos para os parâmetros Tangente Delta (tan δ) e Tangente Delta Tip-Up, servindo como referência principal para avaliação da integridade dielétrica de cabos. Com a revisão de 2013, foram introduzidos novos limites específicos para cabos utilizados na América do Norte, considerando características dessa região. Na versão mais recente, de 2024, esses limites rígidos foram totalmente removidos. A norma passou a reconhecer que diversos países desenvolveram seus próprios critérios de avaliação, ajustados às tecnologias de cabos, métodos construtivos, clima e práticas de manutenção locais. Como referência, a norma cita critérios adotados em outros países, incluindo:
- França – critérios aplicados para cabos PILC;
- Alemanha – diretrizes nacionais específicas;
- Singapura – procedimentos voltados a cabos XLPE;
- Coreia do Sul – também com foco em cabos XLPE.
A Tabela a seguir apresenta um panorama geral:
| IEEE 400.2, 2024 | IEEE 400.2, 2013 | Cingapura | Coréia do Sul | |
| Tangente delta em 1,0 U 0 (x 10 -3 ) | Tangente delta em 2,0 U 0 (x 10 -3 ) | Tangente delta em 1,5 U 0 (x 10 -3 ) | Tangente delta em 1,5 U 0 (x 10 -3 ) | |
| Nenhuma ação necessária | < 4 | < 1,2 | < 2,2 | <10,0 |
| Recomenda-se estudo adicional. | 5 a 50 | 1,2 a 2,0 | 2,2 a 12,0 | 10,0 a 27,0 |
| Ação necessária | > 50 | >2,0 | > 12,0 | > 27,0 |
Panorama Geral das Alterações
As alterações na IEEE 400.2 apresentam algumas melhorias.
- Segurança
Reduzir a tensão de teste de forma mais lenta é mais seguro aos operadores;
A verificação da estabilidade em 0,5 Uo auxilia a identificar a degradação no cabo de forma mais precoce e evita a aplicação de tensões elevadas em cabos frágeis.
- Parâmetros de Ensaio
Cabos de até 138 kV foram incluídos;
Foram especificados níveis de tensão específicos, que são utilizados em países como Índia e Emirados Árabes Unidos, cabos de 11, 22, 33, 66, e 132 kV;
Com o monitoramento da tangente delta durante o teste de resistência de 60 minutos, pose-se avaliar indícios de descargas parciais.
Conclusão
A revisão da norma IEEE 400.2 de 2013 para 2024 representa um avanço significativo na padronização dos testes de cabos VLF. As alterações, que incluem a expansão do escopo de tensão, o refinamento dos parâmetros de diagnóstico, o aumento da segurança, além de esclarecer conceitos técnicos de avaliação dos resultados, visando aprimorar a precisão e a confiabilidade dos testes de campos.
É fundamental que as empresas que realizam testes em cabos, atualizem seus procedimentos para garantir conformidade com a IEEE 400.2-2024. Garantindo não apenas a validade dos resultados, mas também contribui para manutenção preventiva mais eficaz.
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