Teste avançado de cabos e diagnósticos em ação: avaliação de condições de cabos envelhecidos em serviço

A manutenção eficaz do cabo de alimentação é essencial para minimizar falhas, prolongar a vida útil do ativo e garantir a confiabilidade da rede. Em nossa última postagem na série de testes e diagnósticos de cabos de MV, destacamos como utilizar a faixa completa de tensões de excitação proporciona vantagem significativa nos testes e diagnósticos. Este blog apresenta um estudo de caso do mundo real no qual uma avaliação da condição foi realizada em um cabo de média tensão envelhecido em serviço, utilizando esses métodos.

Ao aplicar tensões de excitação de onda senoidal DCA, VLF CR/Inclinação e 0,1 Hz VLF, os técnicos avaliaram a integridade do isolamento e localizaram um defeito crítico. Os achados destacam as principais diferenças na sensibilidade de detecção entre os métodos de teste e enfatizam a importância de selecionar a abordagem de diagnóstico correta para manter a confiabilidade do sistema de cabos.

Tan delta e diagnóstico de descarga parcial com 3 tensões de excitação

Como parte da estratégia de manutenção dessa empresa, uma avaliação de condição foi realizada em um cabo de alimentação envelhecido em serviço. O cabo testado foi um cabo XLPE de 12/20 kV, instalado em 2007, com comprimento total de 995 metros. O número exato e a posição das junções foram desconhecidos. Para a avaliação, uma versão montada em van do TDM4540 equipado com um acoplador DP interno foi usada como fonte de tensão de teste.

A avaliação incluiu a medição de perda dielétrica (Tan Delta) para avaliar a integridade do isolamento e detectar degradação potencial. O teste de descarga parcial (DP) também foi realizado, utilizando toda a faixa de tensões de excitação – DCA, VLF CR/Inclinação e onda senoidal de 0,1 Hz VLF – para identificar defeitos de isolamento em diferentes condições de estresse.

Esses testes de diagnóstico fornecem informações críticas sobre o envelhecimento do cabo e os possíveis riscos de falha. Os dados dão suporte ao planejamento de manutenção informado, ajudando a prolongar a vida útil do ativo, minimizar o tempo de inatividade e garantir a confiabilidade do sistema.

Medição de perda dielétrica

A medição da perda dielétrica revelou perdas elevadas em todas as fases, com resultados considerados críticos de acordo com o anexo I da IEEE 400.2-2014, indicando a necessidade de investigação adicional. A fase L2 exibiu perdas significativamente mais altas em comparação com as outras duas fases, sugerindo um problema localizado, como uma falha em uma junção ou terminação.

Como a medição da perda dielétrica fornece apenas uma avaliação global da condição do cabo,

ela não consegue localizar o problema com precisão. Para identificar a falha, recomenda-se uma medição de descarga parcial (DP) ou um teste de resistência. Deve-se observar

que um teste de resistência só identificará o problema se o defeito for grave o suficiente para causar falha imediata durante o teste.

Medição de descarga parcial

A concessionária decidiu realizar uma medição de DP no cabo, utilizando três tensões de excitação para aproveitar totalmente as capacidades de sua unidade TDM. Na série de gráficos 1, os mapeamentos de DP na tensão nominal UO são mostrados para DCA, VLF CR/Inclinação e tensão de excitação de onda de seno de VLF de 0,1 Hz. Tanto a DCA quanto a VLF CR/Inclinação identificaram um defeito na fase L2 a aproximadamente 280 m, alinhando com a anomalia da medição da perda dielétrica observada anteriormente, provavelmente indicando um problema em uma junção.

Curiosamente, esse ponto fraco não foi detectado usando a tensão de excitação de onda de seno de VLF de 0,1 Hz, destacando as diferenças de sensibilidade entre os métodos de teste individuais.

Na série de gráficos 2, os mapeamentos de DP são exibidos em uma tensão de teste de 1,7 vez a tensão nominal UO, a tensão de teste máxima padrão para medições de DP em cabos de média tensão. Conforme esperado, a concentração e a intensidade de DP no ponto fraco localizado (aproximadamente 280 m) aumentaram com DCA e VLF CR/Inclinação em comparação com as medições na tensão nominal.

No entanto, mesmo em 1,7 U0, o ponto fraco identificado por DCA e VLF CR/Inclinação permanece não detectado usando a onda de seno de VLF de 0,1 Hz, destacando uma diferença significativa nas capacidades de detecção entre os métodos de teste.

Após os resultados das medições de perda dielétrica e DP, a concessionária decidiu abordar o ponto fraco localizado a aproximadamente 280 m, que foi identificado como uma junção defeituosa. Após a desmontagem, foram descobertos problemas relacionados à mão de obra, especificamente o uso insuficiente de pasta de montagem e fita mástique para preencher as cavidades, conforme mostrado nas imagens.

Após a substituição da junção, uma medição DP de acompanhamento foi realizada, confirmando que o ponto fraco foi eliminado com sucesso e que o cabo está agora em condições ideais.

Conclusão

Este caso de negócio demonstra a eficácia da combinação de perda dielétrica e medições de DP para identificar e localizar problemas críticos de cabo, como a junção defeituosa descoberta neste caso. Utilizando DCA e VLF CR/Inclinação, a medição de DP apontou com sucesso o ponto fraco já demonstrando atividade de DP na tensão nominal Uo, levando à decisão proativa de substituir a junção antes de uma falha ocorrer.

O principal é que a tensão de excitação da onda de seno de VLF de 0,1 Hz não conseguiu detectar esse defeito crítico, destacando as limitações de depender desse método. Esse caso ressalta a importância de selecionar as ferramentas de diagnóstico corretas para garantir a detecção precisa de falhas e manter a integridade dos sistemas de cabos.

Na próxima postagem da nossa série de testes e diagnósticos de cabos de MV, vamos explorar outro estudo de caso mostrando como as soluções Megger, aproveitando toda a faixa de tensões de excitação, identificou efetivamente um defeito anteriormente negligenciado, evitando uma grande falha.