Desenvolvimento de sistema de medida para diagnóstico de arborescências em cabos isolados de média tensão

Abstract

Resumo: Os cabos isolados em polietileno entrecruzado reticulado (XPLE) quando em operação estão sujeitos a degradação da sua isolação. Um dos principais fenômenos deste envelhecimento é conhecido como arborescência úmida (water tree), a qual pode causar à ruptura dielétrica prematura do cabo. Neste trabalho será utilizada a técnica da análise das componentes harmônicas da corrente elétrica de perdas, estando esta corrente relacionada à detecção de arborescências úmidas. Para medir as componentes harmônicas, foram estudadas duas técnicas. A técnica digital, a qual consiste em adquirir a corrente elétrica de perdas na blindagem do cabo, e usando um amplificador de corrente esse sinal é adquirido por uma placa de aquisição de dados. Os dados coletados pela placa foram analisados por meio de um método computacional, que permite obter as componentes harmônicas e, consequentemente, o estado de degradação da isolação em XLPE. A técnica analógica, que consiste em enviar um sinal capacitivo, gerado por um circuito eletrônico, à blindagem do cabo, a fim de anular a componente capacitiva da corrente total que percorre a blindagem, resultando apenas na corrente de perdas. As duas metodologias foram capazes de separar a corrente de perdas do cabo, sendo que a metodologia analógica se mostrou mais efetiva para realizar o diagnóstico. Palavras chaves: arborescências úmidas, cabos isolados em polietileno, instrumentação, correntes harmônicas.

Abstract: The cross-linked polyethylene (XPLE) cable when in operation are subject to deterioration of its insulation. A major phenomenon that contributes to aging process is known as water tree, which can cause premature rupture of the cable dielectric. In this work, the technique called Harmonic Analysis of the of the electric current losses was applied to detect water tree presence. To measure the harmonic components, two techniques were studied. The first one is a digital technique where a current amplifier is connected to the cable shield and output signal is acquired by a data acquisition board. The acquired data is analyzed using a computational method which gives the harmonic components and consequently the state of degradation of XLPE insulation. The second one is analog technique where a capacitive signal, generated by electronic circuit, is add to the cable shield in order to cancel the capacitive component of the total current that flows through the shield, resulting only in current losses. Both methods were able to separate the current cable losses, and the analog method was more effective to detect the harmonic component.