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NBR 6940: as técnicas de ensaios elétricos de alta tensão

Essa norma fornece orientação à elaboração de normas de equipamentos no que se refere a descargas parciais e define os termos empregados; as grandezas para medição; descreve os circuitos de ensaio e os instrumentos de medição que podem ser empregados; e recomenda os tipos de medição e de instrumentos adequados para aplicações específicas.

18/02/2015 - Equipe Target

A medição de descargas parciais

A NBR 6940 (MB575) de 01/2015 - Técnicas de ensaios elétricos de alta tensão - Medição de descargas parciais fornece orientação à elaboração de normas de equipamentos no que se refere a descargas parciais, e ainda: define os termos empregados; define as grandezas para medição; descreve os circuitos de ensaio e os instrumentos de medição que podem ser empregados; recomenda os tipos de medição e de instrumentos adequados para aplicações específicas; recomenda métodos para calibração e verificação; descreve procedimentos de ensaio; e fornece orientação no tocante à discriminação entre descargas parciais e interferência.

Esta norma aplica-se principalmente à medição de descargas parciais em ensaios com tensão alternada. Os termos gerais, as definições e os requisitos são, em geral, também aplicáveis às medições de descargas parciais em ensaios com tensões contínuas.

Algumas características especiais de medição de descargas parciais com tensão contínua constam de uma seção separada. No decorrer do texto, são feitas referências a estas seções.

As medições de descargas parciais são feitas com as seguintes finalidades principais: verificar se as descargas parciais, no objeto sob ensaio, em uma tensão especificada, não são superiores a uma intensidade especificada; determinar os valores de tensão nos quais descargas de uma intensidade baixa especificada se iniciam com tensão crescente e cessam com tensão decrescente; determinar a intensidade de descargas parciais em uma tensão especificada.

As descargas consideradas nesta norma são descargas elétricas localizadas nos meios isolantes, limitadas a uma parte somente do dielétrico sob ensaio, e que curto-circuitam somente partes da isolação entre eletrodos. As descargas parciais ocorrem mais frequentemente na forma de pulsos individuais, os quais podem ser detectados como pulsos elétricos no circuito externo ligado ao objeto sob ensaio.

Contudo, pode ocorrer uma forma mais contínua, assim chamada descarga sem pulsos. Esta forma, normalmente, não é detectada pelos métodos descritos nesta norma. As descargas parciais podem ocorrer em cavidades da isolação sólida, em bolhas de gás dentro de isolação líquida ou entre camadas de isolação com características dielétricas diferentes.

Elas podem ocorrer também junto a arestas vivas ou pontas de superfícies metálicas. Partículas metálicas, poeiras ou fibras, dentro da isolação ou sobre ela, podem causar também descargas parciais, bem como umidade ou poluição sobre superfícies isolantes. Cada descarga parcial individual determinada origina um pulso único de corrente no dielétrico e no circuito externo.

Se a energia em jogo for pequena, as descargas parciais podem levar a uma deterioração progressiva das propriedades dielétricas dos materiais isolantes; a definição e avaliação dessa deterioração estão, no entanto, fora do escopo desta norma. As medições de descargas parciais em equipamento que possui enrolamento, como transformadores, geradores e motores, são dificultadas pela atenuação do pulso ao longo dos enrolamentos por fenômenos de ressonância.

As prescrições para ensaios nestes equipamentos são tratadas resumidamente. Esta norma trata principalmente dos métodos elétricos de medição de descargas parciais; é feita, porém referência também a métodos não elétricos. Os circuitos de ensaio e instrumentos de medição devem ser verificados e calibrados como especificados em 5.1 a 5.3 e devem atender aos requisitos especificados pela comissão de estudo interessada (ver 6.1).

Se as comissões de estudo interessadas não especificarem diferentemente, qualquer um dos circuitos de ensaio mencionados em 4.2 e qualquer um dos instrumentos mencionados em 4.4 são aceitáveis. A comissão de estudo interessada pode restringir a escolha a instrumentos que meçam uma ou mais grandezas particulares. Nesse caso, qualquer instrumento que meça essa(s) grandeza(s), ligado a qualquer circuito de medição, é, em geral, considerado aceitável.

Para ensaios com tensões contínuas, ver Seção 9. Os métodos não elétricos de detecção de descargas parciais não são recomendados para medições quantitativas, mas são úteis para finalidades especiais, como na localização de descargas parciais (ver 4.5).

A maioria dos circuitos em uso para ensaios de descargas parciais pode ser derivada de um dos três circuitos básicos, indicados nas Figuras A.1 a A.3, sendo algumas variantes desses circuitos indicadas nas Figuras A.4 e A.5. Cada um desses circuitos consiste principalmente em: um objeto sob ensaio que, em muitos casos, pode ser considerado como capacitor, Ca, (ver Anexo C); um capacitor de acoplamento, Ck (ou um segundo objeto sob ensaio Ca1); um impedor de medição Zm (e, às vezes, um segundo impedor Zm1), o cabo de ligação e o instrumento de medição; às vezes um impedor ou filtro, Z, para evitar a passagem dos pulsos de descarga para o circuito de alimentação de alta-tensão e para reduzir interferência da fonte de alimentação.

As características particulares das disposições dos diferentes circuitos são consideradas no Anexo A. Descargas parciais no objeto sob ensaio causam transferência de cargas no circuito de ensaio, dando origem a pulsos de corrente através do impedor de medição. Este impedor, em combinação com o objeto sob ensaio e o capacitor de acoplamento, determina a duração e a forma dos pulsos de tensão medidos.

Estes pulsos são amplificados e a sua forma é ajustada a fim de fornecer ao instrumento de medição um valor proporcional à sua carga aparente. Os circuitos de medição podem ser classificados em dois grupos, em função da faixa de frequência da medição: banda larga e banda estreita.

Em ambos os casos, o circuito de medição consiste basicamente em um impedor de medição, um instrumento de medição e um cabo de ligação. O circuito de banda larga exibe uma resposta a pulsos que permite a determinação de amplitude e polaridade de pulsos de descargas individuais em acréscimo à discriminação entre pulsos consecutivos.

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