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Desenvolvimento de Sistema de Medida para Diagnóstico de Arborescências em Cabos Isolados de Média Tensão. Vitoldo Swinka Filho, Fernando Araujo Azevedo, Guilherme Cunha da Silva e Guilherme Sombrio.
Tópicos Introdução Fenômeno da Arborescência Estatística de Ocorrência de Arborescência em Água Método de Análise - Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Considerações Finais
Introdução ESTRUTURA DE UM CABO DE MÉDIA TENSÃO ISOLADO COM XLPE (POLIETILENO RETICILADO)
Introdução PRINCIPAIS CAUSAS DE FALHAS EM CABOS ISOLADOS COM XLPE
Fenômeno Arborescência ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Tipo “bow-tie” Tipo “vented” R. BARTNIKAS, K. D. SRIVASTAVA.  Power and Communication Cables Theory and Aplications .New York: McGraw-Hill, 2000. FERNANDO NOGUEIRA DE LIMA. Uma Contribuição À Estimativa de Indicadores de Desempenho do Estado Operacional de Cabos Isolados Sob A Ação das Arborescências. 201 f. Tese de doutorado - Universidade Federal de Uberlândia, setembro 2008.
Fenômeno Arborescência ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Estatística de Ocorrência de Arborescência em Água ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],1 - As amostras foram fatiadas com espessura de 150   m com o micrótomo  Leika  RM 2165. 2 - Para visualizar as arborescências em água as amostras foram tingidas em solução aquosa com 250 ml de água destilada, 8 ml de amônia e 0,5 g de azul de metileno. As amostras ficaram imersas nessa solução durante 4 horas a, aproximadamente, 70 °C. 3 - Identificação das arborescências com o microscópio óptico  Zeiss West Germany  equipado com uma lente graduada. A escala foi calibrada com uma rede de difração com 100 linhas por polegada.
Estatística de Ocorrência de Arborescência em Água Medidas das arborescências do tipo “bow tie” Amostra E11 Amostra E12 Amostra E13 Grupo de amostras Média ( μ m) Desvio padrão ( μm) E11 176,26 77,77 E12 174,79 88,31 E13 157,71 84,79 Total 168,25 84,64
Estatística de Ocorrência de Arborescência em Água Medidas das arborescências do tipo “vented” A quantidade de “vented tree” é  muito menor que a quantidade de “bow tie”. A média do comprimento é 231,16  μm e o desvio padrão é de 84,66 μm.
Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa A – LIVRE DE  ARBORESCÊNCIAS B - 3 kV/100 h C – 3 kV/300 h D – 3 kV/500 h Amplitude da 3ª Harmônica está relacionada com o comprimento das arborescências.
Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Circuito teste V1 = 8 kV rms Ca – Cabo XLPE 60 m Ra =16,8 M Ω
Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Arranjo Experimental em Laboratório Circuito desenvolvido
Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Arranjo Experimental em Laboratório - Resultados Amostra de cabo XLPE novo Amostra de cabo XLPE degradado FFT - a amplitude do terceiro harmônico (150 Hz) é maior que a amplitude dos demais harmônicos, confirmando que a isolação do cabo está degrada por arborescências úmidas. Calibração com resistor de 100M Ω V = 8 kVp  Ir = 80 µAp
Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Desenvolvimento do Protótipo Amplificador de corrente Placa de aquisição de dados
Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Desenvolvimento do Protótipo Fluxograma da rotina  desenvolvida em ambiente de Instrumentação virtual Instrumentação Virtual
Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Desenvolvimento do Protótipo Calibração do ângulo de fase Utilizando um capacitor padrão
Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Desenvolvimento do Protótipo Teste utilizando o resistor de 100M Ω Em paralelo com o cabo.
Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Desenvolvimento do Protótipo Teste com o cabos degradados Mostrando a presença da 3ª harmônica
Considerações Finais ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Laboratório Móvel e Rede Didática
Vitoldo Swinka Filho –  [email_address] Fernado Araujo Azevedo – fernando.azevedo@copel.com

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  • 1. Desenvolvimento de Sistema de Medida para Diagnóstico de Arborescências em Cabos Isolados de Média Tensão. Vitoldo Swinka Filho, Fernando Araujo Azevedo, Guilherme Cunha da Silva e Guilherme Sombrio.
  • 2. Tópicos Introdução Fenômeno da Arborescência Estatística de Ocorrência de Arborescência em Água Método de Análise - Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Considerações Finais
  • 3. Introdução ESTRUTURA DE UM CABO DE MÉDIA TENSÃO ISOLADO COM XLPE (POLIETILENO RETICILADO)
  • 4. Introdução PRINCIPAIS CAUSAS DE FALHAS EM CABOS ISOLADOS COM XLPE
  • 5.
  • 6.
  • 7.
  • 8. Estatística de Ocorrência de Arborescência em Água Medidas das arborescências do tipo “bow tie” Amostra E11 Amostra E12 Amostra E13 Grupo de amostras Média ( μ m) Desvio padrão ( μm) E11 176,26 77,77 E12 174,79 88,31 E13 157,71 84,79 Total 168,25 84,64
  • 9. Estatística de Ocorrência de Arborescência em Água Medidas das arborescências do tipo “vented” A quantidade de “vented tree” é muito menor que a quantidade de “bow tie”. A média do comprimento é 231,16 μm e o desvio padrão é de 84,66 μm.
  • 10.
  • 11. Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa A – LIVRE DE ARBORESCÊNCIAS B - 3 kV/100 h C – 3 kV/300 h D – 3 kV/500 h Amplitude da 3ª Harmônica está relacionada com o comprimento das arborescências.
  • 12. Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Circuito teste V1 = 8 kV rms Ca – Cabo XLPE 60 m Ra =16,8 M Ω
  • 13. Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Arranjo Experimental em Laboratório Circuito desenvolvido
  • 14. Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Arranjo Experimental em Laboratório - Resultados Amostra de cabo XLPE novo Amostra de cabo XLPE degradado FFT - a amplitude do terceiro harmônico (150 Hz) é maior que a amplitude dos demais harmônicos, confirmando que a isolação do cabo está degrada por arborescências úmidas. Calibração com resistor de 100M Ω V = 8 kVp Ir = 80 µAp
  • 15. Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Desenvolvimento do Protótipo Amplificador de corrente Placa de aquisição de dados
  • 16. Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Desenvolvimento do Protótipo Fluxograma da rotina desenvolvida em ambiente de Instrumentação virtual Instrumentação Virtual
  • 17. Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Desenvolvimento do Protótipo Calibração do ângulo de fase Utilizando um capacitor padrão
  • 18. Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Desenvolvimento do Protótipo Teste utilizando o resistor de 100M Ω Em paralelo com o cabo.
  • 19. Método de Análise – Componentes Harmônicas da Corrente Dissipativa Desenvolvimento do Protótipo Teste com o cabos degradados Mostrando a presença da 3ª harmônica
  • 20.
  • 21. Laboratório Móvel e Rede Didática
  • 22. Vitoldo Swinka Filho – [email_address] Fernado Araujo Azevedo – fernando.azevedo@copel.com