Modelo de editorao de Normas ABNT

PROJETO DE REVISO ABNT NBR 5356-3:2006

PROJETO DE REVISO ABNT NBR 5356-3:2006

3mar 2006PROJETO DE REVISO ABNT NBR 5356-3

Transformadores de potncia

Parte 3: Nveis de isolamento, ensaios dieltricos e espaamentos externos em ar

Origem: Projeto ABNT NBR 5356:2006ABNT/CB-03 Comit Brasileiro de Eletricidade

CE-03:014.01 Comisso de Estudos de Transformadores de Potncia

ABNT NBR 5356-3 Power transformers Part 3: Insulation levels dielectric tests and external clearances in air

Descriptor: Transformer.Esta Norma cancela e substitui a ABNT NBR 5356:1993

Esta Norma baseada na IEC 60076-3:2000

Palavra-chave:Transformador. 37 pginas

Sumrio

Prefcio

1 Objetivo

2 Referncias normativas

3 Definies

4 Geral

5 Tenso mxima do equipamento e nvel de isolamento

6 Regras para transformadores especiais

7 Requisitos de isolamento e ensaios dieltricos Regras bsicas

8 Ensaios em transformadores que possuem enrolamento de derivao

9 Repetio de ensaios dieltricos

10 Isolamento da fiao auxiliar11 Ensaio de tenso suportvel freqncia industrial (ou tenso aplicada)12 Ensaio de tenso induzida (CACD, CALD)13 Ensaio de tenso suportvel de impulso atmosfrico (IA)14 Ensaio de tenso suportvel de impulso atmosfrico com onda cortada (IAC)15 Ensaio de tenso suportvel de impulso de manobra (IM)16 Espaamentos externos no ar

ANEXOS

A Guia de aplicao para medio de descargas parciais durante o ensaio de tenso induzida em transformadores de acordo com 12.2, 12.3 e 12.4B Sobretenses transferidas do enrolamento de alta-tenso para o enrolamento de baixa-tenso

C Informaes sobre nveis de isolamento e ensaios dieltricos a serem fornecidas nas especificaes ou ordem de compraD Informao sobre a tenso de ensaio U1 e U2, durante o ensaio de tenso induzida de curta duraoPrefcio

A Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) o Frum Nacional de Normalizao. As Normas Brasileiras, cujo contedo de responsabilidade dos Comits Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalizao Setorial (ABNT/ONS), so elaboradas por Comisses de Estudo (ABNT/CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratrios e outros).

Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no mbito dos ABNT/CB e ABNT/NOS, circulam para Consulta Nacional entre os associados da ABNT e demais interessados.

Esta parte da ABNT NBR 5356 contm os anexos A e D, de carter normativo, e os anexos C e B, de carter informativo.

A ABNT NBR 5356, sob o ttulo geral Transformadores de potncia, tem a previso de conter as seguintes partes:- Parte 1 Generalidades

- Parte 2 Aquecimento

- Parte 3 Nveis de isolamento, ensaios dieltricos e espaamentos externos em ar

- Parte 4 Guia para ensaios de impulso atmosfrico e de manobra para transformadores e reatores - Parte 5 Capacidade de resistir a curtos-circuitos

- Parte 6 Reatores

- Parte 7 Carregamento de transformadores

- Parte 8 Guia de aplicao

1

Objetivo

Esta parte da ABNT NBR 5356 aplica-se a transformadores imersos em leo (inclusive autotransformadores), trifsicos ou monofsicos, excetuando-se certos transformadores pequenos e especiais, como definido na ABNT NBR 5356-1. Ela identifica os enrolamentos dos transformadores pela sua tenso mais alta Um associada a seu correspondente nvel de isolamento, detalha os ensaios dieltricos aplicveis e os espaamentos externos mnimos entre partes vivas das buchas e objetos aterrados.

Para as categorias de transformadores e reatores que tem suas prprias normas ABNT, esta parte da ABNT NBR 5356 aplica-se apenas onde for mencionado na norma prpria.2 Referncias normativas

As normas relacionadas a seguir contm disposies que, ao serem citadas neste texto, constituem prescries para esta parte da ABNT NBR 5356. As edies indicadas estavam em vigor no momento desta publicao. Como toda norma est sujeita a reviso, recomenda-se queles que realizam acordos com base nesta parte da ABNT NBR 5356 que verifiquem a convenincia de se usarem as edies mais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informao das normas em vigor em um dado momento.

ABNT NBR 5034:1989 Buchas para tenses alternadas superiores a 1 kV Especificao

Projeto de reviso ABNT NBR 5356-1:2006 Transformadores de potncia Parte 1: Generalidades

Projeto de reviso ABNT NBR 5356-4:2006 Transformadores de potncia - Parte 4: Guia para ensaios de impulso atmosfrico e de manobra para transformadores e reatoresABNT NBR 6936:1992 Tcnicas de ensaios eltricos de alta tenso Procedimento

ABNT NBR 6937:1981 Tcnicas de ensaios eltricos de alta tenso Dispositivos de medio Procedimento

ABNT NBR 6939:2000 Coordenao de isolamento Procedimento

IEC 60270:1981 Partial discharge measurement

IEC 60071-2:1996 Insulation co-ordination Part 2: Application guideIEC 60790:1984 Oscilloscopes and peak voltmeters for impulse tests

IEC 61083-1:1992 Digital recorders for measurements in high voltage impulse tests Part 1: Requirements for digital recorders

IEC 61083-2:1996 Digital recorders for measurements in high voltage impulse tests Part 2: Evaluation of software used for the determination of the parameters of impulse waveforms

CISPR 16-1:1993 Specification for radio disturbance ad immunity measuring apparatus and methods Part 1: Radio disturbance and immunity measuring apparatus

3 Definies

Para os efeitos desta parte da ABNT NBR 5356, aplicam-se as definies da ABNT NBR 5356-1 e as seguintes:

3.1 tenso mxima do equipamento que pode ser aplicada ao enrolamento do transformador (Um): Maior valor de tenso eficaz, fase-fase, de um sistema trifsico para o qual o enrolamento de um transformador projetado com respeito a seu isolamento em regime permanente.3.2 nvel de isolamento nominal: Conjunto de tenses suportveis padronizadas que caracterizam a suportabilidade dieltrica do isolamento.

3.3 nvel de isolamento padronizado: Nvel de isolamento nominal cujas tenses suportveis padronizadas esto associadas a Um , como recomendado nas tabelas 2 e 3 da ABNT NBR 6939:2000.

3.4 isolamento uniforme do enrolamento de um transformador: Isolamento de um enrolamento cujas extremidades esto conectadas a terminais que possuem o mesmo nvel de isolamento nominal.3.5 isolamento progressivo (no uniforme) do enrolamento de um transformador: Isolamento do enrolamento que tem um terminal de neutro para conexo direta ou indireta a terra e que possui um nvel menor de isolamento do que o atribudo ao terminal de linha.

4 Geral

Os requisitos de isolamento para transformadores de potncia e os ensaios dieltricos correspondentes so referidos a enrolamentos especficos e seus terminais.

Para transformadores imersos em leo, os requisitos se aplicam ao isolamento interno apenas. Quaisquer requisitos adicionais ou ensaios com respeito ao isolamento externo que sejam considerados necessrios devem ser sujeitos a acordo entre o fabricante e o comprador, incluindo ensaios de tipo feitos em modelos da instalao.

Se o usurio pretender conectar o transformador de modo a reduzir os espaamentos do transformador isoladamente, isto deve ser includo na especificao ou no pedido.

Quando transformadores imersos em leo so especificados para operar em altitudes superiores a 1 000 m, os espaamentos devem ser projetados apropriadamente. Neste caso, pode ser necessrio selecionar buchas projetadas para nveis de isolamento mais elevados que aqueles especificados para o isolamento interno dos enrolamentos do transformador (ver seo 16 desta norma e 5.2 da ABNT NBR 5034:1989). Buchas so submetidas aos ensaios de tipo e rotina especificados na ABNT NBR 5034, os quais verificam seu isolamento para a terra, tanto externo quanto interno.

Buchas e comutadores de derivao devem ser especificados, projetados e ensaiados de acordo com as normas correspondentes. A execuo dos ensaios dieltricos no transformador completo constitui uma verificao da aplicao e instalao correta destes componentes.

Os ensaios dieltricos devem, preferencialmente, ser feitos na fbrica do fornecedor, com o transformador temperatura ambiente.

O transformador deve estar completamente montado como em funcionamento, incluindo equipamentos de superviso. No necessrio, entretanto, a colocao dos acessrios que no influenciem a suportabilidade dieltrica do isolamento interno, como, por exemplo, o equipamento de resfriamento.

Se ocorrer uma falha durante os ensaios dieltricos e se for constatado que a falha ocorreu em uma bucha, permitido substitu-la, temporariamente, por outra bucha, dando-se continuidade aos ensaios do transformador. Nos ensaios de tenso induzida de longa durao com medio de descargas parciais, podem ocorrer dificuldades quando certos tipos de buchas de alta-tenso que possuem alto nvel de descargas parciais em seu dieltrico so usadas. Quando estas buchas so especificadas pelo comprador do transformador, permitido substitu-las por outras buchas livres de descargas parciais durante os ensaios do transformador (ver anexo A).

aconselhvel que transformadores com caixas de cabos a leo, terminaes de cabos isolados ou ligados diretamente a instalaes blindadas a SF6 sejam projetados de forma que conexes temporrias possam ser utilizadas para os ensaios dieltricos usando, se necessrio, buchas provisrias. Por acordo, buchas leo/SF6 podem ser substitudas por buchas leo/ar.

Transformadores conectados diretamente a barramento blindado isolado a SF6 podem estar sujeitos as sobretenses resultantes de manobras no barramento blindado. As caractersticas das eventuais sobretenses devem ser especificadas. O fabricante deve projetar o transformador considerando a influncia dessas sobretenses incidentes.

Quando o fabricante utilizar resistores no lineares ou pra-raios, interna ou externamente, para a limitao das sobretenses transitrias transferidas, isto deve ser levado ao conhecimento do comprador na proposta ou quando da colocao da encomenda. Recomenda-se que este fato seja indicado no diagrama eltrico da placa de identificao.

5 Tenso mxima do equipamento e nvel de isolamento

Para cada enrolamento de um transformador, tanto para o lado de linha quanto para o lado de neutro, atribudo um valor de tenso mxima para o equipamento - Um (ver 3.1).

As regras de coordenao de isolamento para um transformador com respeito s sobretenses transitrias so formuladas de acordo com o valor de Um.

Quando regras a respeito de ensaios especficos para diferentes enrolamentos em um transformador esto em conflito, a regra para o enrolamento de mais alto valor de Um deve ser aplicada.

Regras para algumas classes especiais de transformadores so dadas na seo 6.

Valores normalizados de Um so listados nas tabelas 2 a 4. O valor a ser utilizado para um enrolamento do transformador aquele igual, ou imediatamente superior, tenso nominal do enrolamento.

NOTAS

1 Transformadores monofsicos destinados a formar um banco trifsico ligado em estrela so designados pela tenso nominal fase-terra, por exemplo 400/kV. O valor fase-fase determina a escolha de Um - neste caso, conseqentemente, Um = 420 kV.

2 Pode acontecer que as tenses de certas derivaes sejam escolhidas com valores superiores ao valor normalizado de Um, mas o sistema ao qual o enrolamento conectado tem uma tenso mxima menor ou igual ao valor normalizado. Os requisitos de isolamento devem, ento, ser coordenados com as condies reais do sistema, e, por isso, este valor normalizado deve ser aceito como Um para o enrolamento e no o valor imediatamente superior.

3 Para certas aplicaes com condies muito especiais, a especificao de outras combinaes de tenses suportveis pode ser justificada. Neste caso, um guia geral pode ser obtido na ABNT NBR 6939.

4 Em certas aplicaes, enrolamentos ligados em tringulo tm um dos terminais externos aterrados. Neste caso uma maior tenso suportvel referida mxima tenso para o equipamento Um pode ser necessria e deve ser objeto de acordo entre o fornecedor e o comprador.

A tenso mxima Um para o equipamento e suas tenses suportveis nominais, isto , seu nvel de isolamento, determinam as caractersticas dieltricas de um transformador. Estas caractersticas so verificadas por um conjunto de ensaios dieltricos que dependem do valor de Um (ver seo 7).

O valor de Um e o nvel de isolamento que atribudo a cada enrolamento de um transformador so parte das informaes a serem fornecidas nas especificaes ou no pedido. Se existir um enrolamento com isolamento progressivo (no uniforme), o valor atribudo de Um e o nvel de isolamento do terminal de neutro tambm devem ser especificados pelo comprador (ver 7.4.2).

As tenses suportveis nominais para todos os enrolamentos devem estar indicadas na placa de identificao. O princpio da notao abreviada normalizada demonstrado pelos exemplos abaixo:

A indicao dos nveis de isolamento deve, independentemente do procedimento de ensaio, ser derivada dos valores das tabelas 2, 3 e 4 ou da ABNT NBR 6939. Como na maioria dos casos os ensaios de tenso induzida de longa durao so ensaios de controle de qualidade com respeito s condies de servio e no ensaios para comprovao do isolamento, o nvel de isolamento deve ser caracterizado pelas seguintes grandezas: mxima tenso do equipamento, Um; tenso suportvel de impulso atmosfrico;

tenso suportvel de impulso de manobra;

tenso suportvel freqncia industrial;

tenso induzida de curta durao.

Os nveis de isolamento devem ser identificados na placa de identificao, em forma de tabela, como mostrado abaixo:

Nvel de isolamento Tenses suportveisATMTBTTN

Tenso suportvel de impulso atmosfrico pleno (kV crista)

Tenso suportvel de impulso de manobra (kV crista)

Tenso suportvel freqncia industrial (kV eficaz)

Tenso induzida de curta durao (kV eficaz)

Onde:

AT: Alta-tenso;

MT: Mdia-tenso;

BT: Baixa-tenso;

T: Tercirio;

N: Neutro.

6 Regras para transformadores especiais

Nos transformadores cujos enrolamentos isolados uniformemente possuem diferentes valores de Um e so ligados internamente (geralmente autotransformadores), a tenso para o ensaio de tenso suportvel freqncia industrial deve ser determinada pelo isolamento do terminal comum de menor Um.

Para transformadores que tm um ou mais enrolamentos no uniformemente isolados, as tenses para o ensaio de tenso induzida e para o ensaio de impulso de manobra, se aplicvel, so determinadas pelo enrolamento de maior valor de Um, e os enrolamentos de mais baixo valor de Um podem no receber seu valor de tenso de ensaio apropriado. Esta discrepncia pode ser aceita. Se a relao de tenses for varivel atravs de comutao de derivaes, isto pode ser utilizado para ajustar a tenso de ensaio do enrolamento de mais baixo valor de Um para um valor o mais prximo possvel do valor apropriado.

Durante o ensaio de impulso de manobra, as tenses desenvolvidas nos diferentes enrolamentos so aproximadamente proporcionais relao de espiras. Uma tenso suportvel nominal a impulso de manobra deve apenas ser atribuda ao enrolamento de mais alto valor de Um. As solicitaes de ensaio nos outros enrolamentos so proporcionais relao de espiras e so ajustadas pela escolha apropriada da derivao de ensaio, de maneira a aproximar tanto quanto possvel aos valores atribudos na tabela 4. As solicitaes de ensaio de impulso de manobra nos demais enrolamentos devem ser limitadas a aproximadamente 80% do valor atribudo suportabilidade a impulso atmosfrico naqueles terminais.

Enrolamentos srie de transformadores reguladores (boosters), transformadores defasadores etc., onde a tenso nominal do enrolamento apenas uma pequena frao da tenso do sistema, devem ter um valor de Um correspondente tenso do sistema. freqentemente impraticvel ensaiar estes tipos de transformadores integralmente de acordo com esta Norma e deve ser acordado entre o comprador e o fabricante quais ensaios devem ser modificados ou no realizados.

Para transformadores monofsicos a serem ligados entre fases, como no caso de transformadores para rede ferroviria, podem ser necessrios valores de ensaios mais elevados do que os indicados nesta parte da ABNT NBR 5356.

Consideraes especiais com respeito s conexes de ensaio e quantidade de ensaios a serem realizados em transformadores de enrolamentos religveis para diferentes tenses nominais, devem ser acordadas quando da colocao do pedido. 7 Requisitos de isolamento e ensaios dieltricos Regras bsicas

Os enrolamentos dos transformadores so identificados pela sua tenso mxima Um e pelos correspondentes nveis de isolamento. Esta seo detalha os requisitos de isolamento pertinentes e os ensaios dieltricos aplicveis. Para as categorias de transformadores de potncia e reatores que tiverem suas prprias Normas Brasileiras, estes requisitos so aplicveis apenas quando eles forem especificamente mencionados por outras normas.

7.1 Geral

As regras bsicas para os requisitos de isolamento e ensaios dieltricos so apresentadas na tabela 1.

Os nveis de tenso suportveis normalizados, identificados pela tenso mxima do enrolamento Um, so dados nas tabelas 2, 3 e 4. A escolha entre os diferentes nveis de tenses suportveis normalizados nessas tabelas depende do grau de severidade das sobretenses esperadas no sistema e da importncia da instalao em particular. Recomendaes podem ser obtidas na ABNT NBR 6939.

NOTATransformadores de distribuio para instalaes urbanas ou rurais so, em alguns lugares, expostos a severas sobretenses. Nestes casos tenses mais elevadas para ensaios, ensaio de impulso atmosfrico e outros ensaios em unidades individuais podem ser acordados entre o fabricante e o comprador. Isto deve estar claramente estabelecido no pedido.

Informaes sobre os nveis de isolamento e ensaios dieltricos requeridos devem ser fornecidas com o pedido (ver anexo C).

Tabela 1 Requisitos para os ensaios dieltricosTenso mxima do equipamento UmkVEnsaios

Impulso atmosfrico (sees 13 e 14)Impulso de manobra

(IM)

(seo 15)Tenso induzida de longa durao

(CALD)

(subseo 12.4)Tenso induzida de curta durao

(CACD)

(seo 12)Tenso suportvel freqncia industrial

(seo 11)

Onda Plena (IA)Onda cortada (IAC)

Um ( 72,5TipoTipoNo aplicvelNo aplicvelRotinaRotina

72,5 ( Um ( 170TipoTipoNo aplicvelEspecialRotinaRotina

170 ( Um ( 300TipoTipoRotina (ver nota)RotinaEspecial (ver nota)Rotina

Um ( 300RotinaRotinaRotina (ver nota)RotinaEspecial (ver nota)Rotina

NOTA Se o ensaio de tenso induzida de curta durao for especificado, o ensaio de impulso de manobra no necessrio. Isto deve estar claramente definido nas especificaes.

Os requisitos de isolamento esto especificados em 7.2. A verificao das tenses suportveis por ensaios dieltricos mencionada em 7.3. Os requisitos de isolamento e ensaios para o terminal de neutro de um enrolamento so mencionados em 7.4.

A extenso do ensaio de impulso atmosfrico para incluir impulsos cortados na cauda recomendada nos casos em que o transformador estiver ligado diretamente a subestaes blindadas a SF6 por meio de buchas leo/SF6 ou quando o transformador estiver protegido por meio de centelhadores. O valor de pico da onda de impulso cortada deve ser 10% maior do que o valor da onda plena.Para transformadores com enrolamento de alta-tenso com Um ( 300 kV, o ensaio de impulso atmosfrico deve ser realizado como rotina em todos os seus enrolamentos. E quando ensaio de tipo tambm deve ser realizado em todos os enrolamentos.

7.2 Requisitos de isolamento

Os requisitos dieltricos padronizados so:

se indicado na tabela 1, o ensaio de impulso de manobra (IM) padronizado para os terminais de linha, de acordo com a tabela 4;

o ensaio de impulso atmosfrico padronizado (IA) para os terminais de linha, de acordo com as tabelas 2, 3 e 4;

se especificado, o ensaio de impulso atmosfrico (IA) para os terminais de neutro. Para isolamentos uniformes, o valor de crista da tenso de impulso deve ser o mesmo que o para os terminais de linha. Para isolamentos progressivos (no uniformes), o valor de crista da tenso de impulso deve ser de acordo com 7.4.; o ensaio de tenso suportvel freqncia industrial, de acordo com as tabelas 2, 3 e 4;

se indicado na tabela 1, o ensaio de tenso induzida de curta durao (CACD) para os terminais de linha, de acordo com as tabelas 2, 3 4;

se indicado na tabela 1, o ensaio de tenso induzida de longa durao (CALD) com medio de descargas parciais, de acordo com 12.4.

7.3 Ensaios dieltricos

Os requisitos dieltricos padronizados so verificados atravs de ensaios. Eles devem, se possvel e se no acordado de outra forma, ser executados na seqncia a seguir.

Impulso de manobra (IM) para o terminal de linha, de acordo com a seo 15

Este ensaio pretende verificar a suportabilidade a impulso de manobra dos terminais de linha e dos enrolamentos a eles conectados para terra e para outros enrolamentos, a suportabilidade entre fases e ao longo do enrolamento sobre ensaio.

Este ensaio um requisito essencial para transformadores sujeitos a ensaio de tenso induzida de longa durao (CALD).

Impulso atmosfrico (IA) para os terminais de linha, de acordo com a seo 13

Este ensaio pretende verificar a suportabilidade a impulso atmosfrico do transformador sob ensaio, quando o impulso for aplicado a seus terminais de linha. Se o ensaio de impulso atmosfrico incluir impulsos de onda cortada na cauda (IAC), o ensaio de impulso modificado de acordo com a seo 14.

Impulso atmosfrico no terminal de neutro (IA) (ver 13.3.2)Este ensaio pretende verificar a suportabilidade tenso de impulso atmosfrico do terminal de neutro e dos enrolamentos a ele conectados, para terra e para outros enrolamentos, e ao longo do enrolamento sob ensaio.

Este ensaio requerido se for especificado um nvel padronizado de tenso suportvel a impulso atmosfrico para o terminal de neutro.

Ensaio de tenso suportvel freqncia industrial ou tenso aplicada (ver seo 11)Este ensaio pretende verificar a suportabilidade a tenses alternadas, para a terra e para os outros enrolamentos, dos terminais de linha e de neutro e dos respectivos enrolamentos a eles conectados.

- Tenso induzida de curta durao (CACD), de acordo com 12.2 e 12.3Este ensaio pretende verificar a suportabilidade a tenses alternadas, para a terra e para os outros enrolamentos, de cada terminal de linha e de neutro e respectivos enrolamentos a eles conectados, e a suportabilidade entre fases e ao longo do enrolamento sob ensaio.

O ensaio deve ser executado de acordo com 12.2 para isolamentos uniformes e com 12.3 para isolamentos progressivos ( no uniformes).

Para Um ( 72,5 kV, o ensaio normalmente executado com medies de descargas parciais para certificar uma operao livre de descargas do transformador sob condies normais de operao. Por acordo entre o comprador e o fornecedor, a medio de descargas parciais pode ser feita tambm para Um ( 72,5 kV.

Tenso induzida de longa durao (CALD), de acordo com 12.4

Este ensaio no consiste numa verificao de projeto e sim num ensaio de controle de qualidade e pretende cobrir sobretenses temporrias e solicitaes contnuas durante o servio. Ele certifica a operao livre de descargas parciais do transformador nas condies operacionais.

Tabela 2 Tenses suportveis nominais para transformadores com enrolamentos com tenso mxima Um ( 170 kV Srie I, baseado na prtica europia e brasileira, conforme a ABNT NBR 6939

Tenso mxima para o equipamento UmkV (eficaz)Tenso suportvel a impulso atmosfrico

kV (crista) Tenso induzida de curta durao ou tenso suportvel freqncia industrial

kV (eficaz)

0,6 (nota 1)-4

1,2 30 10

3,62010

40

7,24020

60

126028

75

95

15 9534

110

17,57538

95

249550

125

145

3614570

170

200

5225095

72,5325140

350

92,4 380 150

450185

123450(185)

550230

145(450)(185)

550230

650275

170(550)(230)

650275

750325

NOTAS

1 O nvel de isolamento correspondente a Um = 0,6 kV s aplicvel baixa tenso de transformador, cuja alta tenso tem Um superior a 1 kV.

2 Se os valores entre parnteses forem considerados insuficientes para provar que as tenses suportveis fase-fase especificadas so satisfeitas, ensaios adicionais de suportabilidade fase-fase so necessrios.

Tabela 3 Tenses suportveis nominais para os enrolamentos de um transformador com tenso mxima de Um ( 169 kV Srie II, baseada na prtica norte americana(Tenso mxima do equipamento UmkV (eficaz)Tenso suportvel nominal a impulso atmosfrico

kV (pico)Tenso induzida de curta durao ou tenso suportvel freqncia industrialkV (eficaz)

Transformadores de distribuio (nota 1) e de Classe I (nota 2)Transformadores Classe II (nota 3)Transformadores de distribuio e de Classe ITransformadores Classe II

15951103434

125-40-

26,41501505050

36,52002007070

48,32002007070

2502509595

72,52502509595

350350140140

121350140

450185

550230

145450185

550230

650275

169550230

650275

750325

NOTAS

1 Transformadores de distribuio transferem energia do circuito de distribuio primrio para o circuito secundrio.

2 Transformadores Classe I incluem enrolamentos de Um ( 72,5 kV.

3 Transformadores Classe II incluem enrolamentos de Um ( 121 kV

Tabela 4 Tenses suportveis nominais para enrolamentos de transformadores com Um ( 170 kV

Tenso mxima do equipamento UmkV (eficaz)Tenso suportvel a impulso de manobra

kV (crista) Tenso suportvel a impulso atmosfrico

kV (crista) Tenso induzida de curta durao ou tenso suportvel freqncia industrial

kV (eficaz)

245550(650)(275)

650(750)(325)

750850360

850950395

8501 050460

300750850395

950

850950460

1 050

362850950460

1 050

9501 050510

1 175

4208501 050460

1 175

9501 175510

1 300

420/460 1 0501 300570

1 425

5259501 175510

1 300

525/550 1 0501 300570

1 425

1 1751 425630

1 550

5501 3001 550680

1 675

7651 3001 675

1 800

765/8001 4251 800

1 950

15501 950

2 100

NOTAS

1 Para transformadores uniformemente isolados com valores nominais de isolamento freqncia industrial extremamente baixos, medidas especiais devem ser tomadas para executar o ensaio de tenso induzida de curta durao.

2 Se os valores entre parnteses forem considerados insuficientes para provar que as tenses suportveis fase-fase especificadas so satisfeitas, ensaios adicionais de suportabilidade fase-fase so necessrios.

7.4 Requisitos de isolamento e ensaios para terminais de neutro de um enrolamento

7.4.1 Geral

O nvel de isolamento necessrio depende se o terminal de neutro deve ser aterrado diretamente, deixado aberto ou aterrado via uma impedncia. Quando o terminal de neutro no for diretamente aterrado, um equipamento de proteo contra sobretenses deve ser instalado entre o terminal de neutro e a terra, a fim de limitar sobretenses transitrias.

NOTAAs recomendaes de 7.4.2 e 7.4.3 tratam da determinao da tenso suportvel mnima para o terminal de neutro. Qualquer aumento neste valor pode ser aceitvel e pode melhorar a intercambiabilidade com outros transformadores no sistema. Para enrolamentos com isolamento progressivo (no uniforme), pode ser necessrio projetar o enrolamento com um maior nvel de isolamento do terminal de neutro em funo das conexes a serem utilizadas durante o ensaio de tenses suportveis em c.a. (ver 12.3).

7.4.2 Terminal de neutro diretamente aterrado

O terminal de neutro aterrado diretamente a terra ou atravs de um transformador de corrente, mas sem qualquer impedncia instalada intencionalmente na conexo.

Neste caso a tenso suportvel freqncia industrial deve ser de pelo menos 38 kV (para prtica europia) ou 34 kV (para a prtica americana e brasileira).No recomendvel o ensaio de impulso atmosfrico no terminal de neutro. Durante o ensaio de impulso atmosfrico no terminal de linha, o terminal de neutro deve ser ligado diretamente a terra. Ensaio de impulso atmosfrico com onda cortada no aplicvel para terminal de neutro.7.4.3 Terminal de neutro no diretamente aterrado

O terminal de neutro no aterrado diretamente a terra. Ele deve ser ligado a terra atravs de uma impedncia de valor considervel (por exemplo, aterramento por meio de bobina de supresso de arco). Os terminais de neutro de enrolamentos de fases separadas podem ser conectados a transformadores reguladores.

responsabilidade do comprador selecionar o equipamento de proteo contra sobretenses, determinar seu nvel de proteo contra surtos e especificar a correspondente tenso suportvel a impulso para o terminal de neutro do transformador. Um valor normalizado de Um deve ser preferencialmente escolhido nas tabelas 2, 3 ou 4, e a correspondente tenso suportvel freqncia industrial deve tambm ser escolhida das tabelas. A tenso suportvel freqncia industrial escolhida deve ser maior do que a mxima sobretenso causada por uma falta no sistema.

A tenso suportvel nominal a impulso do terminal de neutro verificada por um dos dois ensaios descritos em 13.3.2. Ensaio de impulso atmosfrico com onda cortada no aplicvel para terminal de neutro. Para transformadores com um enrolamento de derivao perto do neutro deve ser escolhida para ensaio de impulso a derivao com a mxima relao de espiras, caso no seja acordado de outra maneira entre o comprador e o fornecedor.

8 Ensaios em transformadores que possuem enrolamento com derivao

A escolha da derivao para os ensaios dieltricos deve ser feita considerando que:

as condies de ensaio determinam a escolha da derivao para o ensaio de tenso induzida e impulso de manobra, conforme mencionado na seo 6;

as solicitaes dieltricas durante o ensaio de impulso atmosfrico se distribuem diferentemente, dependendo da derivao e do projeto do transformador. A menos que tenha sido acordada uma derivao particular para o ensaio de impulso atmosfrico, as duas derivaes extremas e a derivao principal devem ser utilizadas, uma derivao para cada uma das trs fases de um transformador trifsico ou para cada uma das unidades monofsicas de um banco de transformadores. Para ensaio de impulso no terminal de neutro, ver 7.4.

9 Repetio de ensaios dieltricos

Para transformadores que j estiverem em operao e foram recondicionados ou sofreram servios de manuteno, os ensaios dieltricos de 7.2, 7.3 e 7.4 devem ser repetidos com 80% de seus valores originais, a menos de tenha sido acordado de maneira diferente e desde que o isolamento interno no tenha sido modificado. Os ensaios de tenso induzida de longa durao (ACLD) (ver 12.4) devem ser sempre repetidos a 100% do seu valor de ensaio.

NOTAO critrio de descargas parciais deve ser discutido entre o fabricante e o comprador, dependendo da extenso do reparo.

Transformadores que tiverem todos os seus enrolamentos substitudos so ensaiados com 100% da tenso de ensaio, a menos que de outra forma seja acordado ou desde que no haja outros componentes que possam limitar a execuo dos ensaios (por exemplo, buchas, comutadores etc.).

Repetio de ensaios necessrios para provar que transformadores novos anteriormente ensaiados na fbrica conforme 7.2, 7.3 e 7.4 continuam a atender os requisitos desta Norma, devem sempre ser feitos com 100% dos valores de ensaio.

10 Isolamento da fiao auxiliar

A menos que de outra forma especificado, a fiao dos circuitos de fora e controle auxiliar deve ser submetida a ensaios de tenso aplicada freqncia industrial com uma tenso de ensaio para terra, de 2 kV eficaz, durante 1 min. Motores e outros acessrios auxiliares devem atender aos requisitos de isolamento de acordo com Normas Brasileiras especficas (que geralmente especificam valores menores de tenso e por isso estes componentes devem ser desligados durante os ensaios).

NOTAAcessrios para grandes transformadores so geralmente desmontados para transporte. Aps a montagem no campo, recomenda-se um ensaio de isolamento com um Megger de 1 000 V. Quaisquer equipamentos eletrnicos com tenso suportvel menor que 1 000 V devem ser removidos antes do ensaio.

11 Ensaio de tenso suportvel freqncia industrial (ou tenso aplicada)

O ensaio de tenso aplicada deve ser feito com a tenso monofsica mais prxima da senoidal possvel, com uma freqncia no menor do que 80% da freqncia nominal.

O valor da tenso de pico deve ser medido. Este valor dividido por deve ser igual ao valor de ensaio.

Inicialmente deve ser aplicada uma tenso de no mximo um tero da tenso de ensaio especificada. A a seguir a tenso deve ser elevada para o valor de ensaio to rapidamente quanto for compatvel com a leitura correta dos instrumentos. Ao fim do ensaio a tenso deve ser reduzida rapidamente para um valor menor do que um tero do valor de ensaio e desligada. Para enrolamentos com isolamento progressivo (no uniforme), o ensaio deve ser executado com a tenso de ensaio correspondente ao terminal de neutro e os terminais de linha so ento submetidos ao ensaio de tenso induzida modificado, de acordo com 12.3 ou 12.4.

A tenso de ensaio deve ser aplicada por 60 s entre todos os terminais do enrolamento sob ensaio interligados e todos os terminais dos demais enrolamentos, ncleo, tanque e demais partes metlicas ligadas e aterradas.

O ensaio considerado satisfatrio se no ocorrer colapso da tenso de ensaio.

12 Ensaio de tenso induzida (CACD, CALD)

12.1 Geral

Em 12.2 e 12.3 est referido o ensaio de tenso induzida de curta durao (CACD) para enrolamentos com isolamento uniforme e progressivo. Para tenses Um ( 72,5 kV, o ensaio de tenso induzida de curta durao normalmente feito com medio de descargas parciais. A medio de descargas parciais durante toda a durao do ensaio uma ferramenta valiosa tanto para o fornecedor quanto para o comprador. O aparecimento de descargas parciais durante o ensaio pode indicar uma deficincia no isolamento antes que ocorra a ruptura. Este ensaio verifica uma operao livre de descargas parciais durante as condies operacionais.

A medio de descargas durante o ensaio de tenso induzida de curta durao pode ser dispensada. Isto deve ser claramente definido durante o pedido ou na colocao da ordem.

O descrito em 12.4 refere-se ao ensaio de tenso induzida de longa durao (CALD) para isolamentos uniformes ou no. Este ensaio sempre executado com medio de descargas parciais durante todo o ensaio.

Uma tenso alternada deve ser aplicada aos terminais de um enrolamento do transformador. A forma de onda deve ser a mais senoidal possvel e sua freqncia suficientemente acima da nominal, para evitar o aparecimento de corrente de excitao excessiva durante o ensaio.

O valor de crista da tenso induzida deve ser medido. Este valor dividido pordeve ser igual tenso de ensaio.

A menos que de outra forma especificada em outras sees, a durao do ensaio com a tenso especificada deve ser de 60 s para qualquer freqncia at duas vezes a freqncia nominal, inclusive. Se a frequncia de ensaio for maior do que duas vezes a freqncia nominal, a durao do ensaio deve ser:

s,

mas no inferior a 15 s.

12.2 Ensaio de tenso induzida de curta durao (CACD) para transformadores com enrolamento de alta-tenso com isolamento uniforme

Todo transformador trifsico deve ser ensaiado com uma tenso trifsica sendo induzida nas trs fases. Se o enrolamento tiver terminal de neutro, este pode ser aterrado durante o ensaio. Em transformadores com enrolamento isolado uniformemente, apenas ensaios fase-fase so realizados. Ensaios fase-terra so cobertos pelo ensaio de tenso aplicada, de acordo com a seo 11.

Dependendo da tenso mxima do equipamento Um, o ensaio pode ser realizado de acordo com 12.2.1 ou 12.2.2.

12.2.1 Transformadores com Um ( 72,5 kV

A tenso fase-fase de ensaio no deve exceder a tenso suportvel induzida nominal das tabelas 2 ou 3. Como de regra, a tenso de ensaio atravs de um enrolamento sem derivaes de um transformador deve ser a mais prxima possvel do dobro da tenso nominal. Normalmente, no feita medio de descargas parciais durante este ensaio.

Inicialmente deve ser aplicada uma tenso de no mximo um tero da tenso de ensaio especificada e a seguir a tenso deve ser elevada para o valor de ensaio to rapidamente quanto for compatvel com a leitura correta dos instrumentos. Ao fim do ensaio a tenso deve ser reduzida rapidamente para um valor menor do que um tero do valor de ensaio e sua fonte desligada.

O ensaio considerado satisfatrio se no ocorrer colapso da tenso de ensaio.

NOTATransformadores com Um ( 36,2 kV, com enrolamentos com terminal aterrado internamente, mesmo com isolamento uniforme, devem ser ensaiados como se tivessem isolamento progressivo. Neste caso, o ensaio deve ser realizado com freqncia superior a 196 Hz e durao de 7 200 ciclos. O transformador deve ser excitado de maneira a se obter 3,46 Un + 1 000 V no enrolamento de alta-tenso, onde Un a tenso nominal desse enrolamento. O valor da tenso de ensaio deve ser limitado a 50 kV.

12.2.2 Transformadores com Um > 72,5 kV

Todos estes transformadores devem, se no for acordado de outra forma, ser ensaiados com medio de descargas parciais. A tenso fase-fase no deve exceder os valores de tenso suportvel nominal freqncia industrial das tabelas 2, 3 e 4. Como regra, a tenso atravs de um enrolamento sem derivao de um transformador deve ser a mais prxima possvel do dobro da tenso nominal.

O nvel de descargas parciais deve ser controlado durante a aplicao de tenso, na curva de tempo definida na figura 1.

A fim de no exceder os valores de tenso suportvel freqncia industrial das tabelas 2, 3 e 4, com respeito a solicitaes fase-fase, o nvel de tenso de medio das descargas parciais U2 deve ser:

1,3 Um / fase-terra

1,3 Um fase-fase

A tabela D.1 mostra os dois valores de tenso de ensaio U1, obtidos das tabelas 2, 3 e 4, e os correspondentes valores de U2.A tenso para terra deve ser:

ligada a um valor de tenso inferior a um tero de U2; elevada a 1,1 Um/ e mantida neste valor por 5 min;

elevada a U2 e mantida neste valor por 5 min;

elevada a U1 e mantida pelo tempo de ensaio definido em 12.1;

imediatamente aps este tempo, reduzida sem interrupo a U2 e mantida neste valor por pelo menos 5 min para medio de descargas parciais;

reduzida a 1,1 Um/ e mantida neste valor por 5 min;

reduzida a um valor de tenso inferior a um tero de U2 e depois desligada.

Figura 1 Seqncia de aplicao da tenso de ensaio

Durante a elevao da tenso at um nvel e sua reduo at valores inferiores de U2, as tenses de eventual aparecimento e extino de descargas parciais devem ser observadas.O nvel de rudo ambiente no deve exceder 100 pC. NOTARecomenda-se que o nvel de rudo ambiente seja consideravelmente inferior a 100 pC, a fim de garantir que qualquer aparecimento e extino de descargas parciais possa ser detectado e registrado. O valor mencionado de 100 pC a 1,1 Um/ um compromisso para a aceitao do ensaio.

O ensaio satisfatrio se:

no ocorrer colapso da tenso de ensaio;

o valor contnuo de carga aparente em U2 durante o segundo perodo de 5 min no exceder 300 pC em todos os terminais de medio;

o nvel de descargas parciais no mostrar nenhuma tendncia de crescimento contnuo;

o nvel de carga aparente no exceder 100 pC a 1,1 Um/.

Caso os critrios anteriores no sejam atendidos, isto deve conduzir a um acordo entre o fabricante e o comprador sobre investigaes necessrias (ver anexo A). Nestes casos, um ensaio de tenso induzida de longa durao pode ser feito (ver 12.4). Se o transformador atender aos requisitos estabelecidos em 12.4, o ensaio considerado satisfatrio.

12.3 Ensaio de tenso induzida de curta durao fase-terra (CACD), para transformadores com enrolamento de alta-tenso com isolamento progressivo (no uniforme)Para transformadores trifsicos, dois tipos de ensaios so necessrios, a saber:

a) ensaio fase-terra, com tenso suportvel nominal entre fase e terra, de acordo com as tabelas 2, 3 ou 4 e com medio de descargas parciais;b) ensaio fase-fase com o neutro aterrado e com tenso suportvel nominal entre fases de acordo com as tabelas 2, 3 ou 4, com medio de descargas parciais. Este ensaio deve ser realizado de acordo com 12.2.2.

A tabela D.2 mostra os valores de tenso U1, obtidos das tabelas 2, 3 e 4 e os valores de U2. Em transformadores monofsicos, apenas o ensaio fase-terra necessrio. O ensaio executado com o terminal de neutro aterrado. Se a relao de transformao for varivel atravs de derivaes, este fato pode ser utilizado para ajustar, da melhor maneira possvel, a tenso de ensaio nos diferentes enrolamentos simultaneamente. Excepcionalmente (ver seo 6) a tenso no terminal de neutro pode ser elevada atravs da conexo de um transformador de reforo auxiliar. Nestes casos, o neutro deve ter um isolamento adequado.

A seqncia de ensaio para transformadores trifsicos consiste em trs aplicaes monofsicas da tenso de ensaio com diferentes pontos do enrolamento aterrados a cada vez. Circuitos recomendados de ensaio que evitam sobretenses excessivas entre os terminais de linha so mostrados na figura 2. Outros mtodos, entretanto, podem ser utilizados.

Outros enrolamentos separados devem ser aterrados no neutro se eles forem ligados em estrela, ou aterrados em um dos terminais se eles forem ligados em tringulo.

A tenso por espira durante o ensaio atinge valores diferentes, dependendo do circuito de ensaio. A escolha do circuito de ensaio adequado depende das caractersticas do transformador com respeito s suas condies operacionais ou limitao da instalao de ensaio. A durao do ensaio e a seqncia de aplicao de tenso devem ser as descritas em 12.1 e 12.2.2.Para avaliao do nvel de descargas parciais durante o ensaio fase-fase, devem ser feitas medidas a U2 = 1,3 Um.NOTAO valor de U2 = 1,3 Um valido at Um = 550 kV com tenso de ensaio freqncia industrial maior do que 510 kV. Para Um = 420 kV e 550 kV, com tenso de ensaio freqncia industrial de 460 kV ou 510 kV, a tenso de medio de descargas parciais deve ser reduzida para U2 = 1,2 Um, a fim de no exceder os valores da tenso de ensaio suportvel freqncia industrial da tabela 4.

Para os trs ensaios monofsicos no caso de isolamento fase-terra, U1 a tenso de ensaio de acordo com as tabelas 2, 3 ou 4 e U2 = 1,5 Um/. Exemplos so dados na tabela D.2.

NOTAS

1 No caso de transformadores com arranjos complexos de enrolamentos, recomenda-se que as conexes para ensaio entre enrolamentos sejam analisadas pelo fabricante e comprador, durante a contratao, a fim de que o ensaio represente, tanto quanto possvel, uma combinao de solicitaes mais prxima do funcionamento.

2 Um ensaio adicional de tenso induzida com tenses trifsicas simtricas produz maiores solicitaes entre fases. Se este tipo de ensaio for especificado, os espaamentos entre fases devem ser ajustados de acordo e especificados durante a contratao.

O ensaio bem sucedido se no ocorrer colapso da tenso de ensaio e se as medies de descargas parciais atenderem aos requisitos estabelecidos em 12.2.2 com a seguinte alterao:

o valor contnuo de carga aparente durante a segunda aplicao de 5 min de U2 no deve exceder:

- 500 pC em todos os terminais de medio para ensaios monofsicos com U2 = 1,5 Um/ fase-terra, ou- 300 pC para ensaios fase-fase com U2 = 1,3 Um ou como requerido para valores extremamente baixos de coordenao de isolamento de U2 = 1,2 Um.

e

Onde:

1 = transformador auxiliar (booster);

U = tenso de ensaio fase-terra como estabelecido nas tabelas 2, 3 e 4.

Ligao a) pode ser usada quando o neutro for projetado para suportar pelo menos um tero da tenso U. So mostradas trs diferentes ligaes da alimentao ao enrolamento de baixa tenso. Apenas a1 aplicvel se o ncleo do transformador tiver colunas de retorno no bobinadas (tipo shell ou ncleo com 5 pernas).

Ligao b) aplicvel e recomendada a transformadores trifsicos cujos ncleos possuam coluna de retorno no bobinadas para o fluxo na fase sob ensaio. Se houver um enrolamento ligado em tringulo, este deve ser aberto durante o ensaio.

Ligao c) mostra um transformador de reforo auxiliar que fornece uma tenso U1 no terminal de neutro de um autotransformador sob ensaio. As tenses dos enrolamentos do autotransformador so Ur1 e Ur2 e as tenses de ensaio correspondentes so U e Ux. Esta ligao tambem pode ser utilizada para um transformador trifsico que no possua colunas de retorno no bobinadas, cujo isolamento do neutro menor que um tero da tenso U.

Figura 2 Ligaes para ensaio monofsico de tenso induzida de curta durao (CACD) em transformadores com isolamento progressivo

12.4 Ensaio de tenso induzida de longa durao (CALD) para transformadores com enrolamento de alta-tenso com isolamento progressivo ou uniforme, de acordo com a tabela 1

Um transformador trifsico deve ser ensaiado fase a fase numa ligao monofsica que produza as tenses da figura 3 nos terminais de linha, ou numa ligao trifsica simtrica.

Este ltimo caso requer precaues especiais de acordo com a Nota 1.

Um transformador trifsico alimentado pelo lado do enrolamento de baixa tenso com um enrolamento de alta-tenso ligado em tringulo pode receber as adequadas tenses de ensaio, apenas em um ensaio trifsico com o enrolamento de alta-tenso flutuante, como descrito abaixo. Como as tenses em relao a terra neste ensaio dependem completamente das capacitncias para a terra e para os outros enrolamentos, este ensaio no recomendado para Um ( 245 kV na tabela 1. Quaisquer descargas disruptivas de um terminal de linha para a terra pode resultar em srios danos s outras duas fases, devido a sbitas elevaes de tenso. Para estes tipos de transformadores, uma conexo monofsica conforme mostrado na figura 3 prefervel, sucessivamente aplicada, a todas as trs fases do transformador.

Ensaios fase a fase de enrolamentos ligados em tringulo implicam o dobro de ensaios para cada terminal de linha e seu correspondente enrolamento. Como este um ensaio de controle de qualidade e no de projeto, o ensaio pode ser repetido para o terminal de linha envolvido sem danificar o isolamento.

Caso exista, o terminal de neutro do enrolamento sob ensaio deve ser aterrado. Para outros enrolamentos separados, devem ser aterrados o terminal de neutro de enrolamento ligado em estrela e um dos terminais de linha do enrolamento ligado em tringulo ou aterrado atravs do neutro da fonte de tenso de alimentao. Enrolamentos de derivao devem ser ligados em sua derivao principal, a menos que de outra forma acordado.

O esquema de ensaio (trifsico ou monofsico) deve ser acordado entre o comprador e o fornecedor quando da colocao do pedido.

NOTAS

1 Se um transformador trifsico ligado em estrela for ensaiado com uma conexo trifsica, a tenso de ensaio entre fases maior do que se a conexo fosse monofsica. Isto pode influenciar o projeto de isolamento fase-fase, que necessitar de maiores espaamentos externos.

2 Se um transformador trifsico ligado em tringulo for ensaiado com uma ligao monofsica, a tenso de ensaio entre fases maior do que na ligao trifsica. Isto pode influenciar o projeto da isolamento fase-fase.

Figura 3 Ensaio fase por fase em um transformador trifsico

A tenso deve ser:

ligada a um valor de tenso no superior a um tero de U2; elevada a 1,1 Um/ e mantida neste valor por 5 min;

elevada a U2 e mantida neste valor por 5 min;

elevada a U1 e mantida l pelo tempo de ensaio definido em 12.1;

imediatamente aps este tempo, reduzida sem interrupo a U2 e mantida neste valor por pelo menos 60 min, se Um ( 300 kV, ou 30 min, se Um ( 300 kV, para medio de descargas parciais;

reduzida a 1,1 Um/ e mantida neste valor por 5 min;

reduzida a um valor de tenso inferior a um tero de U2 e depois desligada.A durao do ensaio, exceto durante o tempo para atingir U1, deve ser independente da freqncia de ensaio.

Figura 4 Seqncia de aplicao da tenso induzida de longa durao (CALD)

Durante a aplicao da tenso de ensaio, descargas parciais devem ser monitoradas.

As tenses para terra devem ser:

U1 =

U2 =

NOTAPara sistemas onde os transformadores esto expostos a sobretenses mais severas, os valores de U1 e U2 podem ser 1,8 Um/e 1,6 Um/, respectivamente. Este requisito deve estar claramente definido no pedido.

O rudo ambiente no deve exceder 100 pC.

NOTARecomenda-se que o nvel de rudo ambiente seja consideravelmente inferior a 100 pC, a fim de garantir que qualquer aparecimento e extino de descargas parciais possa ser detectado e registrado. O valor mencionado de 100 pC a 1,1 Um/ um compromisso para a aceitao do ensaio.

As descargas parciais devem ser observadas e registradas como segue (Informaes adicionais podem ser obtidas no anexo A, o qual, por sua vez, refere- se IEC 60270):

medidas devem ser feitas em todos os terminais de linha de enrolamentos com isolamento progressivo, o que significa que os terminais de alta-tenso e baixa-tenso de um autotransformador devem ser medidos simultaneamente;

canal de medio para cada terminal deve ser calibrado com impulsos repetitivos entre o terminal e a terra, e esta calibrao deve ser usada para avaliao das leituras durante o ensaio. A carga aparente medida em um terminal especfico de um transformador, usando a calibrao especfica descrita acima, deve ser correspondente aos maiores pulsos em regime contnuo. Picos ocasionais no devem ser considerados. Descargas contnuas por qualquer extenso de tempo, que ocorram a intervalos irregulares, podem ser aceitas at 500 pC, desde que no haja uma tendncia de crescimento;

antes e aps a aplicao da tenso de ensaio, o nvel de rudo do ambiente deve ser medido em todos os canais de medio;

durante a elevao e a reduo da tenso at o nvel de ensaio, oscilaes de tenso podem ser notadas. A medio da carga aparente deve ser feita para 1,1 Um/;

as leituras de descargas parciais devem ser feitas durante a primeira aplicao de U2. Nenhum valor de carga aparente deve ser tomado para 1,1 Um/;

observaes durante o tempo de aplicao de U1 no so necessrias;

durante todo o segundo perodo de aplicao de U2 a intensidade de descargas parciais deve ser continuamente observada e tomadas leituras a cada 5 min;

o ensaio considerado bem-sucedido se:

no ocorrerem descargas disruptivas;

a intensidade de descargas parciais no exceder 500 pC durante o ensaio de longa durao tenso U2;

o comportamento das descargas parciais no mostrar tendncia acentuada de crescimento em U2. Picos de descarga ocasionais no sustentveis devem ser desconsiderados;NOTAA prtica norte-americana limita a variao permissvel durante o ensaio em 150 pC para reconhecer possveis problemas internos.

a intensidade de carga aparente no exceder 100 pC em 1,1 Um/.

Desde que no ocorram descargas disruptivas e a menos que um nvel muito alto de descargas parciais seja mantido por um longo perodo, o ensaio deve ser considerado no destrutivo. Se os critrios de aceitao acima no forem satisfeitos, isto no deve levar rejeio imediata do transformador. Devem ser acordados entre o fabricante e o comprador as investigaes a serem efetuadas. Sugestes para tais procedimentos so dadas no anexo A.

A respeito das dificuldades com buchas durante o ensaio, ver seo 4.

13 Ensaio de tenso suportvel de impulso atmosfrico (IA)13.1 Geral

Se solicitado, o ensaio de impulso atmosfrico deve ser feito apenas nos enrolamentos que possuem terminais acessveis externamente.

Definies dos termos relacionados aos ensaios de impulso, requisitos para o circuito de ensaio, verificao e calibrao dos instrumentos de medio podem ser encontrados nas ABNT NBR 6936 e ABNT NBR 6937. Informaes adicionais so dadas na ABNT NBR 5356-4. Para transformadores imersos em leo isolante a tenso de ensaio tem normalmente polaridade negativa, para reduzir o risco de descargas externas no circuito de ensaio.

Centelhadores de buchas podem ser removidos ou seu espaamento aumentado, para evitar centelhamentos durante o ensaio.

Quando elementos no-lineares ou pra-raios, colocados dentro ou fora do transformador, forem instalados para limitar transferncia de sobretenses transitrias, os procedimentos de ensaio devem ser discutidos previamente para cada caso em particular. Se tais elementos estiverem presentes durante o ensaio, a avaliao dos resultados (ver 13.5) pode ser diferente, se comparada com um ensaio de impulso normal. Por sua natureza, elementos no lineares ligados atravs dos enrolamentos podem causar diferenas entre os oscilogramas de impulso com ondas reduzidas e plenas. Para comprovar que estas diferenas so realmente causadas pela operao destes dispositivos, dois ou mais impulsos reduzidos com diferentes nveis de tenso devem ser feitos para mostrar sua influncia. Para mostrar o carter reverso de qualquer efeito no linear, os mesmos impulsos reduzidos devem ser feitos aps a onda plena, de modo reverso.

Exemplo: 60%, 80%, 100%, 80%, 60%.

O ensaio de impulso deve ser feito com impulsos plenos com a seguinte forma de onda: 1,2 (s ( 30% / 50 (s ( 20%.

Existem casos, entretanto, onde a forma de onda padronizada pode no ser atingida em funo de baixa indutncia do enrolamento ou sua alta capacitncia para a terra, resultando em forma de onda oscilatria. Nestes casos, mediante acordo entre fabricante e comprador, devem ser acordadas tolerncias mais amplas (ver ABNT NBR 5356-4).

Dificuldades com a forma de onda podem ser resolvidas atravs de mtodos alternativos de aterramento durante o ensaio (ver 13.3).

Os circuitos de medio e ensaio no devem ser alterados durante a calibrao e ensaio.

NOTAA informao dada na ABNT NBR 5356-4, com respeito avaliao da forma de onda, baseada em registros oscilogrficos, regras de engenharia e avaliao visual dos parmetros da forma de onda. Com a utilizao de registradores digitais, de acordo com as IEC 61083-1 e IEC 61083-2, nos ensaios de impulso atmosfrico de transformadores de potncia, cuidados com os parmetros de amplitude e tempo devem ser tomados com respeito avaliao de formas de ondas no padronizadas.

Em particular, quando ensaiados enrolamentos de baixa-tenso e alta potncia com oscilaes monopolares de freqncias menores do que 0,5 MHz, a IEC 61083-2 no aplicvel no que diz respeito avaliao da amplitude destas ondas no padronizadas. Erros maiores do que 10% tm sido observados devido presena de algoritmos amortizadores dentro dos digitalizadores.

Nestes casos, uma avaliao cuidadosa dos dados registrados usando uma anlise de engenharia necessria. De acordo com a IEC 60790, so recomendadas medies paralelas da tenso de crista, usando voltmetros de valor de crista. 13.2 Seqncia de ensaio

A seqncia de ensaio deve consistir em um impulso de tenso reduzida, com valor entre 50% e 75% do valor pleno especificado seguido de trs impulsos plenos. Se, durante a aplicao de qualquer impulso, ocorrer uma descarga externa no circuito ou nos centelhadores das buchas, ou ainda se ocorrer falha de registro no oscilgrafo em qualquer dos canais de medio, esta aplicao deve ser desconsiderada e feita outra.

NOTAImpulsos adicionais de amplitude no maiores do que 50% podem ser necessrios, mas no precisam constar nos relatrios de ensaio.

13.3 Circuito de ensaio

13.3.1 Circuito de ensaio em terminais de linha

A seqncia de impulsos deve ser aplicada sucessivamente a cada um dos terminais de linha do enrolamento sob ensaio. No caso de transformadores trifsicos, os outros terminais de linha do enrolamento devem ser aterrados diretamente ou atravs de impedncia de baixo valor, de valor menor do que a impedncia da linha.

Se o enrolamento tiver um terminal de neutro, este terminal deve ser aterrado diretamente ou atravs de impedncia de baixo valor, como um derivador (shunt) para medio de corrente. O tanque deve ser aterrado.

No caso de transformador com enrolamentos separados, os terminais dos enrolamentos no ensaiados so igualmente aterrados diretamente ou atravs de impedncia, de forma que, sob qualquer condio de ensaio, a tenso que aparece neles fique limitada a 75% da sua tenso suportvel a impulso atmosfrico para enrolamentos ligados em estrela e 50% para enrolamentos ligados em tringulo.

No caso de autotransformadores, durante o ensaio dos terminais de linha do enrolamento de alta-tenso pode acontecer que a forma de onda padronizada de impulso no possa ser obtida se os terminais de linha do enrolamento comum forem aterrados diretamente ou atravs de um derivador para medio de corrente. O mesmo se aplica ao ensaio do terminal de enrolamento comum quando o terminal de linha do enrolamento de alta-tenso for aterrado. Nestes casos permitido aterrar os terminais de linha no ensaiados atravs de resistores menores do que 400 (. Alm disto, as tenses que aparecem nos terminais de linha que no esto sendo ensaiados no devem exceder 75% da sua tenso suportvel a impulso atmosfrico para enrolamentos ligados em estrela ou 50% para terminais ligados em tringulo.

Durante ensaio de enrolamentos de baixa impedncia, difcil obter-se a forma de onda padronizada nos terminais sob ensaio. Nestes casos, tolerncias mais amplas podem ser aplicadas mediante acordo entre o fabricante e o comprador (ver 13.1). tambm possvel minimizar o problema, aterrando-se os terminais de linha no ensaiados do enrolamento atravs de resistores. O valor dos resistores deve ser escolhido de forma a limitar a tenso que aparece nos terminais a 75% da sua tenso suportvel nominal a impulso atmosfrico em caso de enrolamentos ligados em estrela ou a 50%, caso sejam ligados em tringulo. Como alternativa, mediante acordo por ocasio da colocao da ordem de compra, pode ser empregado o mtodo do impulso transferido (ver 13.3.3).

Excees a estes procedimentos so dadas em 13.3.2 e 13.3.3.

13.3.2 Ensaio no terminal de neutro

Quando ao terminal de neutro de um enrolamento for especificada uma tenso suportvel a impulso atmosfrico, esta suportabilidade pode ser verificada atravs da aplicao de impulso das seguintes maneiras:

a) Indiretamente

Impulsos so aplicados a qualquer um dos terminais de linha ou aos trs terminais de linha de um enrolamento trifsico ligados juntos. O terminal de neutro ligado a terra atravs de uma impedncia e a tenso que desenvolvida nesta impedncia quando uma onda de impulso padronizada for aplicada ao terminal de linha deve ser igual tenso suportvel nominal para o terminal de neutro. Nenhuma regra atribuda forma de onda resultante atravs da impedncia. A amplitude do impulso aplicado no terminal de linha no prescrita, mas no deve exceder 75% da tenso suportvel a impulso deste terminal;

b) Diretamente

Impulsos correspondentes a tenso suportvel nominal do neutro so aplicados diretamente a este terminal com todos os terminais de linha aterrados. Neste caso, contudo, o maior tempo de frente para a onda permitida de 13 (s.

13.3.3 Mtodo do surto transferido para o enrolamento de baixa-tenso

Quando um enrolamento de baixa-tenso no estiver sujeito, em servio, a sobretenses devido a impulso atmosfrico provenientes do sistema de baixa-tenso, este enrolamento pode, se acordado entre o fabricante e o comprador, ser ensaiado por meio de impulso transferido do enrolamento de alta-tenso.

Este mtodo prefervel quando o projeto do transformador tal que um impulso aplicado diretamente ao enrolamento de baixa-tenso resulta em solicitaes irreais nos enrolamentos de alta-tenso, particularmente quando existe um grande enrolamento de derivao fisicamente adjacente ao enrolamento de baixa-tenso.

Na aplicao deste mtodo, os ensaios no enrolamento de baixa tenso so executados simultaneamente com os ensaios no enrolamento adjacente de tenso mais elevada. Os terminais do enrolamento de baixa tenso so aterrados atravs de resistores de valor tal que a amplitude do impulso transferido entre o terminal de linha e terra ou entre diferentes terminais de linha ou atravs do enrolamento de fase seja to elevada quanto possvel, mas no superior tenso suportvel nominal de impulso atmosfrico. A amplitude dos impulsos aplicados no deve exceder o nvel de impulso do enrolamento onde os impulsos forem aplicados.

Os detalhes do procedimento devem ser estabelecidos mediante acordo prvio ao ensaio.

13.4 Registro do ensaio

Os oscilogramas ou registros digitais obtidos durante a calibrao e ensaio devem mostrar claramente o impulso de tenso aplicado (tempo de crista, tempo de meia onda e amplitude).

Pelo menos mais um canal deve ser usado. Na maioria dos casos um oscilograma da corrente circulando do enrolamento sob ensaio para a terra (corrente de neutro) ou a corrente capacitiva, isto , a corrente transferida para um enrolamento no ensaiado e curto-circuitado, apresenta a melhor sensibilidade para a indicao de falha. A corrente que circula do tanque para a terra, ou a tenso transferida para enrolamentos no ensaiados, so exemplos de grandezas alternativas a serem medidas. O mtodo de deteco escolhido deve ser acordado entre o comprador e o fornecedor.

Informaes adicionais sobre tempos de varredura adequados so dadas ABNT NBR 5356-4.

13.5 Critrio do ensaio

A ausncia de diferenas significativas entre os transitrios de corrente e tenso registrados com impulso de valor reduzido e aqueles registrados com impulso pleno constitui evidncia de que o isolamento suportou o ensaio.

Uma interpretao detalhada dos registros oscilogrficos ou digitais de ensaios e a distino entre perturbaes no significativas e registros de falhas requerem muita experincia e percia. Informaes adicionais so dadas na parte 4 da ABNT NBR 5356 para ensaio de impulso.

Se houver dvida na interpretao de possveis discrepncias entre oscilogramas ou registros digitais, trs impulsos plenos adicionais devem ser aplicados ou o ensaio completo no terminal deve ser repetido. O ensaio ento considerado bem sucedido se no ocorrer nenhum desvio adicional ou aumento nos desvios anteriores.

Observaes adicionais durante o ensaio (sons anormais etc.) podem ser utilizadas para confirmar registros oscilogrficos ou registros digitais.

NOTAQualquer diferena entre as formas de onda de impulsos reduzidos e plenos detectados por comparao de dois oscilogramas de corrente pode ser indcio de falha ou desvios devido a causas no danosas. Elas podem ser completamente investigadas e explicadas por um novo ensaio com ondas reduzidas e plenas. Exemplos de causas de possveis diferenas entre formas de ondas so a operao de dispositivos protetores, saturao do ncleo ou influncias externas no circuito de ensaio do transformador.

14 Ensaio de tenso suportvel de impulso atmosfrico com onda cortada (IAC)

14.1 Geral

Este um ensaio a ser feito nos terminais de linha dos enrolamentos. Este ensaio deve ser combinado com o ensaio de impulso pleno como descrito abaixo. O valor de pico para o impulso cortado deve ser 1,1 vez o impulso pleno.

Geralmente, o mesmo ajuste para o gerador de impulso e para o equipamento de medio utilizado, apenas inserindo no circuito o equipamento de corte. Os impulsos cortados devem ser impulsos plenos normalizados cortados entre 2 s e 6 (s.

Diferentes tempos podem ser utilizados para registrar impulsos cortados.

14.2 Circuito de corte e caractersticas do corte recomendado usar um espintermetro controlado, embora um centelhador tipo haste-haste seja permitido. O circuito de corte deve ser tal que o valor da tenso de polaridade oposta overswing aps o corte seja limitado a no mais do que 30% do valor de crista do impulso cortado.

14.3 Seqncia e critrio de ensaio

Como indicado acima, o ensaio combinado com o de impulso pleno numa nica seqncia. A ordem recomendada para a aplicao dos diferentes impulsos :

um impulso pleno com valor reduzido;

um impulso pleno com o valor especificado - 100%;

um ou mais impulsos cortados com valor reduzido;

dois impulsos cortados com valor especificado - 110%;

dois impulsos plenos com o valor especificado - 100%.

So usados os mesmos tipos de canais de medio e oscilogramas ou registros digitais para impulsos plenos.

Em princpio, a deteco de falha durante o ensaio de onda cortada depende essencialmente da comparao entre os registros com onda especificada e reduzida. O registro da corrente de neutro (ou qualquer outro registro adicional) apresenta uma superposio de transitrios devido frente do impulso e ao corte. Consideraes devem ser tomadas para possveis variaes, mesmo que pequenas, do tempo de corte. A ltima parte do oscilograma ento alterada e este efeito difcil de separar de um registro de falha. Modificaes na freqncia depois do corte, contudo, precisam ser esclarecidas.

Os registros dos impulsos plenos especificados subseqentes constituem um critrio suplementar para a falha, mas eles no constituem um critrio de qualidade do ensaio de impulso com onda cortada.

15 Ensaio de tenso suportvel de impulso de manobra

15.1 Geral

Definies dos termos gerais relacionados ao ensaio de impulso, requisitos para circuitos de ensaio, ensaios de calibrao e de rotina nos instrumentos de medio podem ser encontrados nas ABNT NBR 6936 e ABNT NBR 6937. Informaes adicionais so dadas na ABNT NBR 5356-4.

Os impulsos devem ser aplicados diretamente pela fonte de tenso de impulso no terminal de linha do enrolamento sob ensaio ou, ento, a um enrolamento de tenso inferior, de modo que a tenso seja transferida indutivamente ao enrolamento sob ensaio. A tenso de ensaio especificada deve aparecer entre terminais de linha e de neutro. O terminal de neutro deve estar aterrado. Os transformadores trifsicos devem ser ligados de tal forma que se obtenha uma tenso entre fases igual a 1,5 vez a tenso entre fase e neutro (ver 15.3).

A tenso de ensaio tem normalmente polaridade negativa, pois reduz o risco de descargas externas no circuito de ensaio.

As tenses desenvolvidas atravs dos diferentes enrolamentos do transformador so aproximadamente proporcionais ao seu nmero de espiras, e a tenso de ensaio determinada pelo enrolamento de mais alto valor de Um (seo 6).

A onda de impulso deve ter um tempo virtual de frente de pelo menos 100 (s, tempo acima de 90% da tenso especificada de pelo menos 200 (s e tempo total entre o zero virtual e a primeira passagem pelo zero de pelo menos 500 (s, mas preferencialmente 1 000 (s.

NOTAA forma de impulso propositadamente diferente da onda normalizada de 250 (s x 2 500 (s recomendada pelas ABNT NBR 6936 e ABNT NBR 6937, que se refere a equipamentos com circuitos magnticos no saturveis.

O tempo de frente deve ser selecionado pelo fabricante, de modo que a distribuio de tenso ao longo do enrolamento sob ensaio seja essencialmente uniforme. Este valor geralmente maior do que 100 (s, mas inferior a 250 (s. Durante o ensaio uma grande quantidade de fluxo desenvolvida pelo circuito magntico. A tenso de impulso pode ser sustentada at o instante em que o ncleo atinge a saturao e a impedncia de magnetizao reduz-se drasticamente.

Em alguns casos, a saturao do ncleo pode causar a reduo do tempo total para um valor inferior a 1 000 (s; impulsos sucessivos de mesma polaridade podem acentuar essa reduo. Para aumentar este tempo, pode ser necessrio polarizar magneticamente o ncleo no sentido contrrio magnetizao causada pelo impulso de ensaio. Isto pode ser conseguido pela aplicao de corrente contnua de baixa intensidade atravs do enrolamento entre as aplicaes dos impulsos, ou pela aplicao de impulsos de valor reduzido de polaridade oposta. Ver ABNT NBR 5356-4.Recomendaes quanto seleo das derivaes para o ensaio so dadas na seo 8.

15.2 Seqncia de ensaio e registro

A seqncia de ensaio deve consistir em um impulso de calibrao, com tenso entre 50% e 75% da tenso especificada e trs impulsos subseqentes com a tenso especificada. Se o registro oscilogrfico ou registro digital falhar, esta aplicao deve ser desconsiderada e outra aplicao feita. Registros oscilogrficos ou digitais devem pelo menos ser obtidos da forma de onda do terminal sob ensaio e preferencialmente da corrente de neutro.

NOTADevido influncia da saturao magntica na durao do impulso, oscilogramas sucessivos so diferentes e registros de ondas reduzidas e plenas no so idnticos. Para limitar esta influncia aps cada impulso com nveis iguais, impulsos desmagnetizantes de polaridade oposta so necessrios.

15.3 Circuito de ensaio

Durante o ensaio, o transformador deve estar na condio em vazio. Enrolamentos no ensaiados devem ser aterrados solidamente em um ponto, mas no curto-circuitados. Nos transformadores monofsicos, o terminal de neutro do enrolamento sob ensaio deve estar solidamente aterrado.

Um enrolamento trifsico deve ser ensaiado fase a fase, com o neutro aterrado e com o transformador ligado de forma que uma tenso de polaridade oposta e com metade da amplitude aparea nos dois terminais de linha que no esto sob ensaio, os quais podem estar ligados juntos.

Para limitar o valor da tenso de polaridade oposta a aproximadamente 50% da tenso aplicada, recomendado conectar resistores de amortecimento de alto valor (10 k a 20 k) para terra nos terminais dos enrolamentos no ensaiados.

Centelhadores de buchas ou outros meios para limitar sobretenses devem ser tratados como para impulso atmosfrico (ver 13.1).

15.4 Critrio de ensaio

Um ensaio bem-sucedido se no ocorrer nenhum colapso repentino da tenso ou descontinuidade da corrente de neutro nos oscilogramas ou registros digitais.

Observaes adicionais durante o ensaio (sons anormais etc.) podem ser usadas para confirmar os registros, mas no constituem por si s evidncia de falha.

16 Espaamentos externos no ar

16.1 Geral

Entende-se como espaamento no ar a distncia onde o campo eletrosttico est livre de perturbaes causadas por corpos isoladores. Esta Norma no trata dos requisitos para a distncia disruptiva e distncia de escoamento ao longo de isoladores de buchas, nem considera o risco da entrada de pssaros ou outros animais.

Durante a definio dos requisitos desta Norma para as classes de tenses mais altas, foi assumido que os terminais das buchas possuem eletrodos de formas arredondadas.

Os requisitos de espaamento so vlidos entre tais eletrodos arredondados. Assume-se que os conectores com suas respectivas blindagens so adequadamente projetados, de modo a no reduzirem a tenso disruptiva. Assume-se tambm que os arranjos dos condutores no reduzem os espaamentos estabelecidos pelo prprio transformador.

NOTASe o comprador pretender conectar o transformador de modo que os espaamentos venham a ser reduzidos, isto deve ser mencionado no pedido.

Em geral, o estabelecimento de espaamentos adequados no ar torna-se tecnicamente difcil principalmente em sistemas de alta-tenso, em particular para unidades relativamente pequenas, ou quando a rea para a instalao for restrita. O princpio seguido por esta Norma estabelecer os espaamentos mnimos, no crticos, que so satisfatrios sem discusses adicionais ou comprovao sobre as variadas condies de sistema e diferentes climas. Outros espaamentos baseados em prticas antigas ou atuais devem estar sujeitos a acordo entre o fabricante e o comprador.

Os espaamentos recomendados so referidos s tenses suportveis nominais do isolamento interno do transformador, a menos que de outra forma especificado no pedido ou encomenda. Quando os espaamentos de um transformador forem iguais ou maiores do que os valores especificados nesta Norma e as buchas tiverem sido apropriadamente selecionadas de acordo com a ABNT NBR 5034, ento o isolamento externo de um transformador deve ser considerado satisfatrio sem ensaios adicionais.

NOTAS

1 A suportabilidade do isolamento externo a impulso depende da polaridade, ao contrrio do que definido para o isolamento interno. Os ensaios definidos para o isolamento interno de um transformador no verificam, automaticamente, se o isolamento externo adequado. Os espaamentos recomendados so dimensionados para a polaridade mais crtica (positiva).

2 Se um espaamento menor do que aquele estabelecido no pargrafo acima for definido no contrato, pode ser necessrio um ensaio de tipo simulando um arranjo com espaamento real, ou no prprio transformador. Procedimentos recomendados para tais ensaios esto contidos nesta parte da ABNT NBR 5356 (ver 16.2.2.3).

Se o transformador for especificado para operar em uma altitude maior do que 1 000 m, os requisitos de espaamento devem ser aumentados de 1% para cada 100 m de altitude que exceda os 1 000 m.

Requisitos so dados para os seguintes espaamentos:

espaamento fase-terra e fase-neutro;

espaamento fase-fase entre fases de mesmo enrolamento;

espaamento entre o terminal de linha do enrolamento de alta-tenso e o terminal de linha do enrolamento de baixa-tenso.

Para todos os efeitos, os valores recomendados acima so os valores mnimos. Os espaamentos de projeto devem ser informados nos desenhos de dimenses externas. Estes so valores nominais sujeitos as tolerncias de fabricao e devem ser selecionados de maneira que os espaamentos reais sejam pelo menos iguais aos valores especificados.

Estas informaes devem ser consideradas como uma comprovao de que o transformador atende s recomendaes desta Norma, ou atende aos valores acordados em um contrato especfico.

16.2 Requisitos para espaamentos das buchas determinados pelas tenses suportveis de isolamento do transformador

Os requisitos formulados abaixo dependem do valor da tenso Um do enrolamento.

16.2.1 Um ( 170 kV

A mesma distncia deve ser aplicada para os espaamentos fase-terra, fase-neutro, fase-fase e na direo dos terminais do enrolamento de mais baixa-tenso.

Os espaamentos mnimos recomendados so dados nas tabelas 5 e 6 com referncia s tenses suportveis indicadas nas tabelas 2 e 3.

Se um ensaio de tipo para um espaamento reduzido tiver que ser realizado, este deve ser um ensaio de impulso atmosfrico, a seco, com trs impulsos de polaridade positiva, com os valores de tenso constantes nas tabelas 5 ou 6, respectivamente.

NOTAValores menores de tenso suportvel a impulso atmosfrico, como indicado na tabela 2, podem ser especificados de acordo com a ABNT NBR 6939. Uma verificao deve ser feita se esta condio requerer um maior espaamento fase-fase.

16.2.2 Um > 170 kV

Para equipamentos com Um > 170 kV, onde um ensaio de impulso de manobra for especificado, os espaamentos recomendados so dados na tabela 7.

Assume-se que os requisitos para o isolamento externo so os mesmos, independentemente do desempenho no ensaio de tenso induzida de curta durao, de acordo com os valores dados na tabela 4.

O isolamento interno verificado pelo ensaio de impulso de manobra com onda de polaridade negativa na fase sob ensaio, e aproximadamente 1,5 vez a tenso de ensaio entre fases de um transformador trifsico (ver ABNT NBR 6939).

Para o isolamento externo, a tenso suportvel fase-fase definida diferentemente. Um procedimento de ensaio apropriado envolve impulsos de polaridade positiva para uma configurao fase-terra, e polaridades opostas para espaamentos fase-fase (ver 16.2.2.3). Isto foi considerado para os espaamentos dados na tabela 7.

16.2.2.1 Espaamento fase-terra, fase-neutro e fase-fase entre fases de um mesmo enrolamento

O espaamento do topo da bucha de alta-tenso para a terra (tanque, conservador, radiadores, estruturas do ptio de manobras etc.) ou para o terminal de neutro determinado na coluna 4 da tabela 7.

O espaamento entre o topo da bucha das diferentes fases determinado na coluna 5 da tabela 7.

16.2.2.2 Espaamento entre terminais de diferentes enrolamentos

O espaamento entre terminais de diferentes enrolamentos de um transformador deve ser verificado com respeito a ambas as condies de impulso atmosfrico e manobra.

O requisito de suportabilidade a impulso de manobra est baseado na diferena de tenso calculada que aparece entre os dois terminais (ver seo 15). Esta diferena de tenso determina o espaamento requerido com respeito s condies de impulso de manobra. A figura 6 usada para encontrar o espaamento recomendado se os terminais receberem tenses de polaridade opostas e se a relao entre as tenses que aparecem for menor ou igual a 2. Em outros casos, aplica-se a figura 5.

NOTASe as figuras 5 e 6 forem comparadas, parece que os espaamentos fase-fase suportam uma maior diferena de tenso que a mesma distncia suportaria numa configurao fase-terra. O motivo que na configurao fase-fase pressupe-se que os dois terminais tm polaridades opostas e o gradiente dieltrico mximo em qualquer um deles (o qual determinado principalmente pela tenso fase-terra) relativamente menor. Assume-se tambm que os eletrodos tenham forma arredondada.

O espaamento deve, contudo, tambm atender aos requisitos de suportabilidade para impulso atmosfrico, o qual se pressupe que o terminal de enrolamento de baixa-tenso esteja no potencial de terra quando for aplicada a tenso suportvel a impulso atmosfrico no terminal de alta-tenso. Os requisitos de distncia na coluna 6 da tabela 7 e a figura 7, correspondentes a esta tenso nominal a impulso atmosfrico, tm por isso que ser atendidos entre os dois terminais. O maior entre os dois espaamentos deve ser utilizado.

O ensaio de impulso de manobra em transformadores trifsicos induzir tambm tenses entre fases nos outros enrolamentos ligados em estrela. Deve ser verificado se esta condio requer um maior espaamento fase-fase neste enrolamento do que o prescrito para este enrolamento sozinho como em 16.2.1.

16.2.2.3 Procedimento para ensaio de tipo

Se um ensaio de tipo tiver que ser realizado para um espaamento reduzido, o procedimento de ensaio deve ser como segue.

O ensaio na configurao fase-terra (ou fase-neutro, ou contra o terminal do enrolamento de baixa-tenso) deve consistir em um ensaio de impulso de manobra, a seco, de polaridade positiva no terminal de linha do enrolamento (o de mais alta tenso). O outro eletrodo deve ser aterrado. Se o terminal de ensaio pertencer a um enrolamento trifsico, os outros terminais de linha devem tambm ser aterrados.

NOTAEste ensaio no geralmente exeqvel em transformadores trifsicos completos e pode, por isso, ter que ser conduzido num modelo que simule as reais configuraes do transformador.

Ensaios dos espaamentos fase-fase de transformadores trifsicos devem consistir em ensaios de impulso de manobra, a seco, com metade da tenso especificada, polaridade positiva, no terminal de linha, e a outra metade, de polaridade negativa no outro terminal, com o terceiro terminal aterrado.

As combinaes das tenses de ensaio fase-fase e fase-terra esto reproduzidas na tabela 7.

Quando as fases externas so montadas simetricamente com relao fase do meio, suficiente realizar dois ensaios separados, um ensaio com polaridade positiva na fase central e com polaridade negativa em uma fase externa, e o outro ensaio com a fase central com polaridade negativa e a fase externa com polaridade positiva. Se o arranjo dos terminais de linha for assimtrico, pode ser necessrio realizar mais de dois ensaios.

Cada ensaio consiste em 15 aplicaes da tenso de impulso com uma onda 250 (s x 2 500 (s de acordo com as ABNT NBR 6936 e ABNT NBR 6937.NOTAO procedimento de ensaio acima para espaamentos externos fase-fase difere sob vrios aspectos do procedimento para o ensaio de impulsos de manobra especificado para a isolamento interno de transformadores (ver seo 14). Os dois procedimentos de ensaio no se substituem.

Tabela 5 Espaamentos externos mnimos recomendados fase-terra, fase-fase, fase-neutro e para enrolamentos com tenses mais baixas, das partes vivas de buchas de transformadores de potncia sendo a tenso mxima do equipamento Um 170 kV Srie I, baseada na prtica europia

Tenso mxima para o equipamento UmkV (eficaz)Tenso suportvel a impulso atmosfrico

kV (crista) Espaamentos mnimos em ar

mm

3,620-

40

7,24060

6090

126090

75110

17,575110

95170

2495170

125210

145275

36145275

170280

52250450

72,5325630

100325630

450830

123450830

550900

145450830

550900

6501 250

170550900

6501 250

7501 450

Tabela 6 Espaamentos externos mnimos recomendados fase-terra, fase-fase, fase-neutro e para enrolamentos com tenses mais baixas, das partes vivas de buchas de transformadores de potncia sendo a tenso mxima do equipamento Um 169 kV Srie II, baseada na prtica dos Estados Unidos

Tenso mxima do equipamento Um

kV (eficaz)Tenso suportvel a impulso atmosfrico

kV (crista) Espaamentos mnimos em ar

mm

1560 (ver nota)65 (ver nota)

75100

95 (ver nota)140 (ver nota)

110165

26,4150225

36,5200330

48,5200330

250450

72,5250450

350630

145275

121350630

450830

5501 050

145450830

5501 050

6501 250

1695501 050

6501 250

7501 450

NOTA Esses valores so somente para transformadores de distribuio.

Tabela 7 Espaamentos externos mnimos recomendados fase-terra, fase-fase, fase-neutro e para enrolamentos com tenses mais baixas, das partes vivas de buchas de transformadores de potncia sendo a tenso mxima do equipamento Um170 kV

Tenso mxima do equipamento Um

kV (eficaz)Tenso suportvel a impulso de manobra

kV (crista) Tenso suportvel a impulso atmosfrico

kV (crista) Espaamentos mnimos mm em ar

Fase-Terra mm Ver nota 1Fase-Fase mm Ver nota 1Para outro enrolamento mm Ver nota 2

2455506501 2501 4501 250

7501 2501 4501 450

6507501 5001 8001 450

8501 5001 8001 600

7508501 9002 2501 600

9501 9002 2501 750

8509502 3002 6501 950

1 0502 3002 6502 200

3007508501 9002 2501 600

9501 9002 2501 750

8509502 3002 6501 750

1 0502 3002 6501950

3628509502 3002 6501 950

1 0502 3002 6502 200

9501 0502 7003 1001 950

1 1752 7003 1002 200

4208501 0502 3002 6501 950

1 1752 3002 6502 200

9501 1752 7003 1002 200

1 3002 7003 1002 400

1 0501 3003 1003 5002 400

1 4253 1003 5002 650

1 1751 4253 7004 2002 650

1 5503 7004 2002 850

5509501 1752 7003 1002 200

1 3002 7003 1002 400

1 0501 3003 1003 5002 400

1 4253 1003 5002 650

1 1751 4253 7004 2002 650

1 5503 7004 2002 850

1 3001 5504 4005 0002 850

1 6754 4005 0003 100

8001 3001 6754 4005 0003 100

1 8004 4005 0003 300

1 4251 8005 0005 8003 300

1 9505 0005 8003 600

1 5501 9505 8006 7003 600

2 1005 8006 7003 800

NOTAS

1 Baseado nas tenses de impulso de manobra.

2 Baseado nas tenses de impulso atmosfrico (ver 15.2.2).

3 Espaamentos podem ser diferentes, se baseados em LI e AC resistindo somente a essas tenses.

Figura 5 Espaamento fase-terra baseado na tenso suportvel nominal de impulso de manobra

Figura 6 Espaamento fase-fase baseado na tenso de impulso de manobra que aparece entre fases

Figura 7 Espaamento entre terminais de diferentes enrolamentos baseado na tenso de impulso atmosfrico________________/ANEXO AAnexo A (normativo)

Guia de aplicao para medio de descargas parciais durante o ensaio de tenso induzida em transformadores de acordo com 12.2, 12.3 e 12.4

A.1 Introduo

descarga parcial (DP) uma descarga eltrica que rompe apenas parcialmente o isolamento entre condutores. Em transformadores, esta descarga provoca uma mudana transitria na tenso para a terra em todos os terminais externos do enrolamento.

Impedncias de medio so firmemente conectadas entre o tanque aterrado e os terminais, geralmente atravs das derivaes capacitivas das buchas ou atravs de um capacitor de acoplamento, como detalhado em A.2.

A carga real transferida no local fonte da descarga parcial no pode ser medida diretamente. Preferencialmente, a medida da intensidade de descarga parcial a carga aparente q, como definida na IEC 60270.

A carga aparente q relacionada a qualquer terminal de medio determinada atravs de uma calibrao adequada (ver A.2).

Uma descarga parcial particular d origem a diferentes valores de carga aparente em diferentes terminais de um transformador. A comparao de indicaes coletadas simultaneamente nos diferentes terminais pode fornecer informaes a respeito da localizao da fonte da descarga parcial dentro do transformador (ver A.5).

O critrio de aceitao para o ensaio especificado em 12.2, 12.3 e 12.4 baseado na medio da carga aparente nos terminais de linha dos enrolamentos.

A.2 Conexo do circuito de medio e calibrao Procedimento para a calibrao

O equipamento de medio conectado aos terminais atravs de cabos coaxiais com impedncias casadas. A impedncia de medio , na sua forma mais simplificada, a impedncia casada do cabo, que pode, por sua vez, ser a impedncia de entrada dos instrumentos de medio.

Com a finalidade de melhorar a relao sinal-rudo do sistema completo de medio, pode ser conveniente fazer uso de circuitos sintonizados, transformadores de pulsos e amplificadores entre os terminais do objeto sob ensaio e o cabo coaxial.

O circuito deve representar uma resistncia razoavelmente constante, quando vista do lado dos terminais do objeto sob ensaio, por toda a faixa de freqncia usada na medio das descargas parciais.

Durante a medio das descargas parciais entre o terminal de linha de um enrolamento e o tanque aterrado, prefervel instalar a impedncia de medio Zm entre a derivao de ensaio de bucha com repartio capacitiva e o flange aterrado (figura A.1). Se a bucha no for provida de derivao para ensaio, tambm possvel isolar o flange da bucha do tanque e utiliz-la como terminal de medida. As capacitncias equivalentes entre o condutor central, o terminal de medio e a terra agem como atenuador para o sinal de descarga parcial. Isto , entretanto, confirmado na calibrao que feita entre o terminal superior da bucha e a terra.

Figura A.1 Circuito de calibrao para medio de descargas parciais quando for utilizada a derivao de ensaio de bucha

Se as medies tiverem que ser feitas em terminais cujas buchas no sejam dotadas de derivaes capacitivas (nem flanges isoladas), as medies podem ser feitas atravs de um capacitor de acoplamento de alta-tenso. Um capacitor livre de descargas parciais deve ser usado e o valor de sua capacitncia deve ser suficientemente grande em comparao com a capacitncia de calibrao do gerador C0. A impedncia de medio (com gap de proteo) conectada entre o terminal de baixa tenso do capacitor e a terra, conforme mostrado na figura A.2.

Figura A.2 Circuito de medio de descargas parciais utilizando capacitor de acoplamento de alta-tenso

A calibrao do circuito completo de medio feita atravs da injeo de uma carga conhecida entre os terminais de calibrao. De acordo com a IEC 60270, o gerador de calibrao consiste em um gerador de pulsos de tenso com pequeno tempo de frente e uma srie de pequenos capacitores de capacitncia conhecida C0. O tempo de frente no deve ser maior do que 0,1 (s e C0 deve estar entre 50 (F e 100 pF. Quando este gerador for conectado entre os terminais de calibrao cuja capacitncia C seja muito maior do que C0 , ento a carga injetada pelo gerador de pulso :

q0 = U0 x C0

onde U0 o valor do degrau de tenso (geralmente entre 2 V e 50 V).

conveniente que o gerador tenha uma freqncia de pulsos da ordem de 1 pulso por cada meio ciclo da freqncia industrial usada durante o ensaio do transformador.

Se os terminais de calibrao forem muito separados, existe o risco de as capacitncias parasitas dos cabos introduzirem erros. Um mtodo aplicvel para a calibrao entre a terra e outro terminal mostrado na figura A.1.

O capacitor C0 ento colocado no terminal de alta-tenso e ligado ao gerador atravs de um cabo coaxial com uma resistncia apropriada.

Se nenhum dos terminais de calibrao for aterrado, a capacitncia do gerador de