O que é o monitoramento on-line das buchas do transformador? Monitoramento de isolamento e monitoramento de descarga local em detalhes

• Objetos de monitoramento: Buchas de alta tensão do transformador — componentes essenciais que conectam os enrolamentos internos do transformador às barramentos externos. O estado do isolamento das buchas está diretamente relacionado ao funcionamento seguro do transformador, sendo a deterioração do isolamento o tipo de falha mais comum nessas peças
• Princípios de monitoramento: Através de um transformador de corrente de fluxo magnético zero, são coletados os sinais de corrente de aterramento da tela final do invólucro, dos quais são extraídos três parâmetros essenciais: corrente de fuga, perda dielétrica e capacitância; a partir da evolução desses parâmetros, é possível avaliar o estado de isolamento do invólucro
• Duas dimensões de monitoramento: O monitoramento do isolamento avalia o nível geral de isolamento do invólucro por meio das variações na perda dielétrica e na capacitância; o monitoramento de descargas parciais detecta defeitos de isolamento em estágio inicial através da captação de sinais de descargas parciais no interior do invólucro
• Instalação ininterrupta: O cartão do sensor é instalado no fio de aterramento da extremidade do invólucro, estando totalmente isolado do circuito de alta tensão; o processo de instalação não requer interrupção do fornecimento de energia

1. Por que é necessário monitorar as tubulações em tempo real?

O bocal de alta tensão é um dos componentes mais críticos do transformador, suportando toda a tensão de fase e a corrente de carga. A estrutura de isolamento do bocal é composta por uma haste condutora interna, um núcleo capacitivo e um invólucro externo de porcelana (ou revestimento isolante composto). Durante a operação, o núcleo capacitivo sofre envelhecimento gradual devido ao estresse eletrotérmico e a fatores ambientais, o que resulta no aumento da perda dielétrica e na variação da capacitância; em casos graves, isso pode evoluir para a ruptura do isolamento.

As consequências de uma falha no isolador são extremamente graves — a ruptura de um único isolador pode provocar incêndio ou até mesmo a explosão do transformador. A detecção tradicional de falhas em buchas depende de testes preventivos realizados durante interrupções periódicas no fornecimento de energia, podendo passar-se vários anos entre dois testes, período durante o qual as alterações no estado do isolamento permanecem desconhecidas. O monitoramento online de buchas preenche essa lacuna, fornecendo dados em tempo real sobre o estado do isolamento das buchas por meio de monitoramento contínuo.

2. Parâmetros-chave de monitoramento

3. A diferença entre o monitoramento de isolamento e o monitoramento de descargas parciais

3.1 Monitoramento de isolamento — Análise do estado geral

O monitoramento do isolamento concentra-se no desempenho geral do isolamento do invólucro. Através da medição contínua da perda dielétrica e da capacitância, é possível avaliar o grau de envelhecimento do isolamento do invólucro. O aumento gradual da perda dielétrica é um indício de envelhecimento normal do isolamento; por outro lado, o aumento acelerado da perda dielétrica ou uma variação repentina da capacitância são sinais de que há um problema no isolamento. O monitoramento do isolamento dá ênfase às mudanças nas tendências a médio e longo prazo.

3.2 Monitoramento de descargas parciais — Identificação de defeitos locais

O monitoramento de descargas parciais visa verificar se há descargas parciais no interior do invólucro. Mesmo quando o isolamento geral está em boas condições, pequenas bolsas de ar, impurezas ou danos mecânicos no interior do invólucro podem provocar descargas parciais. O monitoramento de descargas parciais permite detectar esses sinais precoces de defeitos, com foco no alerta antecipado de falhas.

3.3 Solução integrada

Alguns sistemas de monitoramento de isoladores integram simultaneamente funções de monitoramento de isolamento e de descargas parciais, oferecendo, em uma única plataforma, uma avaliação completa do estado dos isoladores, tanto em nível geral quanto local. Para transformadores importantes, essa solução integrada oferece a cobertura mais abrangente para o monitoramento de isoladores.

4. perguntas frequentes

4.1 P: Qual é a diferença entre o monitoramento da camisa e o monitoramento do corpo do transformador?

Resposta: O invólucro é um componente independente do corpo do transformador, possuindo sua própria estrutura de isolamento e modos de falha. A monitorização por cromatografia de óleo ou de descargas parciais do transformador abrange principalmente as falhas no interior do tanque de óleo do transformador, enquanto os problemas nos invólucros (como rachaduras na porcelana ou umidade no núcleo do capacitor) podem passar completamente despercebidos pelo sistema de monitorização do corpo do transformador. Por isso, os invólucros requerem um esquema de monitorização específico.

4.2 Pergunta: O aumento da perda de dissipação significa necessariamente que o revestimento precisa ser trocado?

Resposta: Não necessariamente. O aumento gradual da perda dielétrica é um processo normal de envelhecimento do isolamento. Se a taxa de aumento for estável e o valor absoluto permanecer dentro de limites controláveis, o equipamento pode continuar em operação. Se houver um aumento acelerado da perda dielétrica ou um salto significativo em um curto espaço de tempo, será necessário agendar uma manutenção ou substituição o mais rápido possível.

4.3 P: O sistema de monitoramento de revestimentos também pode monitorar outros equipamentos?

Resposta: O princípio técnico do monitoramento por tubos de revestimento (medição da corrente de aterramento na última tela para extrair parâmetros de isolamento) também se aplica a outros equipamentos capacitivos — como transformadores de corrente, transformadores de tensão e para-raios de alta tensão, entre outros. Um único sistema pode monitorar simultaneamente o estado de isolamento de vários equipamentos capacitivos dentro de uma subestação.

4.4 P: O revestimento externo é muito afetado por fatores ambientais?

Resposta: O impacto é significativo. A chuva, a sujeira e as variações de temperatura podem afetar a corrente de fuga superficial e o fator de perda do revestimento. Um bom sistema de monitoramento utiliza algoritmos de compensação ambiental e análises de tendências para distinguir as flutuações ambientais da deterioração real do isolamento.

4.5 Pergunta: A instalação do monitoramento do revestimento requer alterações no próprio revestimento?

Resposta: Não é necessário. O sensor é instalado no fio de aterramento da blindagem terminal do invólucro, sem entrar em contato com a parte de alta tensão, e não requer nenhuma modificação no corpo do invólucro. No entanto, antes da instalação, é preciso verificar se o método de aterramento da blindagem terminal do invólucro é adequado para a instalação do sensor.

Isenção de responsabilidade: o conteúdo deste artigo destina-se apenas a trocas técnicas e referências, e não constitui nenhuma forma de compromisso de aquisição ou oferta de contrato. Os parâmetros técnicos do produto, a configuração e o preço do contrato real e do acordo técnico prevalecerão. Os dados técnicos e os casos envolvidos neste artigo são provenientes de informações públicas e práticas de engenharia, se atualizados sem aviso prévio.

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