Os cabos isolados de média tensão desempenham um papel fundamental, pois são responsáveis por interligar diversos componentes de sistemas elétricos. E uma eventual falha nesses cabos representa altos custos de manutenção, paradas não programadas e riscos à confiabilidade energética.
Com isso, manutenções rigorosas são essenciais para prevenir falhas e garantir a utilização dos cabos de média tensão pelo maior tempo possível, sem colocar em risco a segurança no fornecimento de energia.
Para a avaliação das condições de cabos de média tensão, se estabeleceram ensaios elétricos Very Low Frequency – VLF, com métodos de diagnóstico: medição de descarga parcial e a medição de fator de dissipação (também chamada de medição tangente delta (δ).
Os testes de tensão aplicada VLF são testes que utilizam sinais AC na faixa de frequência de 0,01 Hz a 1 Hz. Em testes de tensão aplicada, o objeto a ser testado deve suportar uma tensão específica aplicada em seu condutor por um período determinado por norma. O objetivo do teste é submeter o dispositivo em teste à uma tensão maior que sua tensão de operação, por tempo suficiente para que eventuais defeitos de fabricação ou instalação causem a falha do dispositivo ainda durante o teste, evitando a ocorrência de falha durante sua operação, e assim, garantir mais segurança e confiabilidade para o sistema em que se encontra instalado. A figura a seguir exemplifica os tipos de falha que podem acontecer nos cabos.
Fator de Dissipação ( tan δ)
O diagnóstico de Tangente Delta (tan δ) é uma técnica que avalia os níveis de envelhecimento e de degradação do isolamento do cabo. Além da inferência do nível de envelhecimento dos materiais, a técnica também pode indicar irregularidades diversas, como a existência de defeitos que produzem descargas parciais, infiltração de água, arborescências, entre outros.
O ensaio é feito em diferentes níveis de tensão (por exemplo: 0,5 U₀, 1,0 U₀ e 1,5 U₀). U₀ é tensão nominal do cabo. Abaixo temos uma imagem do esquema do arranjo que utilizamos para execução dos ensaios de tangente delta.
Análise e interpretação de dados de tangente delta:
Os cabos isolados de média tensão, quando em vazio (sem passagem de correte) apresentam características de um capacitor. E o fator de dissipação é a relação entre a corrente resistiva (perdas dielétricas) e a corrente capacitiva (comportamento ideal do isolamento). Em outras palavras, mostra o quanto de energia elétrica está sendo dissipada do isolamento do cabo.
Os isolamentos novos e saudáveis se comportam quase como um capacitor, com corrente resistiva e perdas muito baixas, portanto, apresentando fator de dissipação pequeno. À medida que o isolamento envelhece (por umidade, descargas parciais, arborescência, etc.), ele passa a apresentar correntes resistivas e perdas dielétricas maiores e consequentemente aumento do fator de dissipação.
Abaixo, temos uma representação do diagrama fasorial dos componentes da corrente elétrica em um cabo isolado.
Todos os testes e análises seguem os critérios definidos por normas nacionais e internacionais, neste caso a IEEE Std 400.2 – 2024. E os parâmetros de avaliação, conforme norma IEEE 400.2, são:
Embora a tangente delta tenda a aumentar com o envelhecimento e a degradação do cabo, é fundamental considerar o tipo de isolamento ao interpretar os resultados. Em geral, cabos com isolamento em XLPE apresentam valores de tangente delta significativamente menores do que cabos com isolamento em EPR. A norma IEEE 400.2-2024 reconhece essas diferenças e fornece tabelas específicas de avaliação para cada tipo de isolante.
Além disso, é importante verificar se o cabo é novo ou envelhecido, uma vez que a norma estabelece critérios diferentes para cada caso. Outro ponto relevante é a região de instalação, na versão anterior da norma IEEE 400.2 (edição de 2013), existia uma tabela específica para avaliação de cabos instalados na América do Norte, o que foi modificado na atualização de 2024.
Pensando nisso, a SafeGrid tem reunido resultados de ensaios em diversos sistemas e cabos, abrangendo diferentes estados e regiões do país. Com esse banco de dados nacional, é possível realizar análises estatísticas mais robustas, permitindo avaliar a qualidade do isolamento dos cabos com maior número de parâmetros e confiabilidade.
As análises estatísticas realizadas pela TDNorm® possibilitam comparar estatisticamente os resultados obtidos no seu ensaio com um extenso banco de dados da própria SafeGrid e de outras empresas parceiras. Dessa forma, é possível realizar uma avaliação comparativa, como ilustrado no exemplo abaixo:
O exemplo acima representa a análise de um cabo cujo valor de tangente delta está entre os 9% com melhor desempenho dentro da nossa base de dados, indicando uma condição de isolamento satisfatória.
Esse tipo de análise, quando combinada com os critérios estabelecidos por normas técnicas, proporciona maior segurança e embasamento na tomada de decisão para o seu sistema.
Além disso, o TDNorm® permite o acompanhamento histórico dos cabos, traçando curvas de evolução dos condutores ao longo do tempo. Com isso, é possível projetar tendências de envelhecimento, estimar a vida útil e planejar manutenções futuras de forma mais eficiente.
Todos os Ensaios de TD realizados pela SafeGrid contam com a análise do TDNorm®. O TDNorm® também está disponível para análise de resultados de seus Cabos e sistemas elegíveis por apenas R$ 90,00 reais por condutor. Entre em contato agora para verificar a elegibilidade de seu ensaio.
Descargas Parciais
As descargas parciais são micro descargas que ocorrem em defeitos da isolação, como bolhas, trincas ou imperfeições em emendas e terminações. Com o diagnóstico de medição de descarga parcial é possível detectar falhas em assessórios ou descargas parciais locais em um isolamento de material. Além dos valores da descarga parcial, a medição fornece também a distância ao local da falha, simplificando assim a detecção dos pontos a serem observados ou reparados.
Na medição convencional de descargas parciais, conforme a norma IEC 60270, a medição é realizada na extremidade do cabo e não são foco para este momento.
As descargas parciais que ocorrem dentro dos cabos causam uma falha momentânea no isolamento do cabo, essas por sua vez são analisadas a partir da norma IEEE400.3. A corrente gerada, em forma de pulsos, é detectada por meio de um capacitor de acoplamento conectado ao sistema de medição, em paralelo com o cabo, é convertida em um sinal de tensão equivalente. Esse sinal de tensão é registrado pelo sistema de detecção de descargas parciais e exibido como impulsos no monitor.
Os pulsos de descargas parciais que se propagam são atenuados pelo próprio cabo. Por isso, o nível medido depende da distância entre a extremidade do cabo e a fonte da descarga parcial. Para a localização da fonte das descargas parciais, apenas o intervalo de tempo entre o primeiro pulso e o pulso refletido é relevante.
Em cabos com isolação XLPE e EPR, as atividades de descarga parcial (DP) ocorrem principalmente nos acessórios (emendas e terminações). A ocorrência de DP no próprio isolamento XLPE é rara.
Abaixo temos um Gráfico de PD do cabo XLPE com atividade de PD concentrada em 3 juntas.
Onde o Eixo horizontal é o comprimento do cabo, indo até 500 m. Eixo vertical é o nível de carga das descargas parciais (em pC). E L3 com diferentes tensões aplicadas. 6,0 kV (0,5 U₀) representado por “X” (azul), 9,0 kV (1,0 U₀) representado por triângulos vermelhos e 11,0 kV (1,5U₀) representado por “+” verdes.
A SafeGrid conta com uma equipe técnica qualificada que vem realizando ensaios e diagnósticos em diversos estados e locais do país. Nossos diagnósticos permitem não apenas identificar a presença de Descargas Parciais, mas também localizar com precisão a falha, seja em emendas, terminações ou trechos do cabo. Oferecendo relatórios completos com interpretação dos resultados e recomendações técnicas. Entre em contato conosco pelo whatsapp (31) 97115-9994 e saiba como podemos ajudar a manter sua rede segura e eficiente.
