Perguntas e respostas: Testes de resistência em espiral

Os testes de resistência em espiral são usados para avaliar a condição do caminho condutor de corrente entre os terminais da bucha do transformador. Os especialistas recomendam que esse teste seja realizado rotineiramente, pois, sem dúvida, ele pode revelar modos de falha mais incipientes do que a maioria dos outros testes. Problemas como conexões soltas, defeituosas ou incorretas; conexões abertas, parcialmente abertas (ou seja, fios quebrados); curtos-circuitos nos enrolamentos; ou alta resistência de contato em comutadores de tomadas resultarão em uma mudança na resistência, e, portanto, serão indicados por uma medição de resistência inesperadamente alta, baixa (para curtos-circuitos) ou instável. Veja a seguir algumas das perguntas que a linha de ajuda da Megger recebe com frequência sobre esse teste de grande valor.

P: Alguns colegas mais experientes me disseram que só recentemente começamos a realizar testes de resistência em espiral de rotina devido aos perigos envolvidos. É possível explicar esses perigos e sugerir como eles podem ser atenuados?

R: Um enrolamento de transformador é um indutor e, se um indutor for repentinamente aberto enquanto a corrente contínua (dc) está fluindo através dele, ele tentará se opor à mudança na corrente, desenvolvendo uma alta tensão. A tensão é dada por V = IR + Ldi/dt, em que I é a corrente de teste CC, R é a resistência em espiral, L é a indutância do enrolamento e di/dt é a taxa de variação da corrente. Se um cabo de teste cair ou for puxado de um terminal da bucha durante o teste, haverá o desenvolvimento de uma tensão perigosamente alta. Por exemplo, se o enrolamento tiver uma indutância de 100 H, a corrente de teste for de 25 A e di/dt = 25/0,1 (ou seja, o tempo necessário para que o cabo de teste seja desconectado e a corrente caia de 25 A para 0 A é de 0,1 s), a tensão desenvolvida será superior a 25.000 V! Além disso, quando a corrente de teste CC é injetada em um enrolamento durante um teste de resistência em espiral, muita energia é armazenada no campo magnético do transformador. Essa energia precisa ser dissipada antes que os cabos possam ser desconectados com segurança, o que pode levar vários minutos em um transformador grande. Para proteger as pessoas, o ativo em teste e o instrumento de teste, os instrumentos de teste de resistência em espiral Megger são equipados com vários recursos de segurança.

Esses recursos incluem:

• Um circuito de segurança que fornece um “caminho de fuga” para a dissipação de energia. (Esse circuito usa cabos de corrente e potencial para fornecer um caminho de descarga alternativo se os cabos forem acidentalmente desconectados)
• Proteção/descarga automática quando a energia de entrada é perdida ou quando a corrente de teste é alterada acidentalmente antes de descarregar a corrente de teste existente.
• Um indicador de corrente de teste que permanece funcional mesmo quando a alimentação do instrumento é interrompida.
• Uma chave de desligamento de emergência

P: Como posso ter certeza de que os resultados do meu teste de resistência em espiral são representativos?

R:  Certifique-se de que os cabos de tensão (medição) estejam “dentro” dos cabos de corrente (fonte); o uso de braçadeiras Kelvin eliminará qualquer dúvida sobre as conexões de teste, mas você ainda precisará ter certeza de que as braçadeiras façam bom contato com os terminais da bucha. O núcleo do transformador deve estar saturado para obter resultados representativos; se não estiver, é possível que ocorram erros superiores a 20%. É útil saber qual instrumento é o melhor para cada trabalho. Em geral, a corrente de teste deve ser superior a 1% da corrente nominal do enrolamento, mas não deve exceder 15%, conforme indicado na norma IEEE C57.152, para evitar o aquecimento do enrolamento. Se a corrente de teste for muito alta, isso pode causar um erro não quantificável, pois a resistência em espiral depende da temperatura. Verifique se os resultados são bem comparados (dentro de alguns percentuais) entre as fases e com os resultados de testes anteriores. Observe, no entanto, que ao fazer comparações com resultados anteriores, os resultados medidos, Rm, devem ser convertidos em resultados compensados pela temperatura, Rs, para levar em conta a diferença de temperatura entre os dois testes. Isso é particularmente importante se os resultados dos testes anteriores forem medições de fábrica.

P: Os resultados dos meus testes não estão se estabilizando e estou questionando se o núcleo do transformador está saturado. O que devo fazer?

R: Costuma-se pensar que correntes de teste mais altas aceleram a saturação de transformadores grandes, mas, na maioria dos casos, isso não é verdade. A tensão determina a taxa de saturação do teste, conforme a seguinte fórmula: (fluxo) ɸ = Volts * t (segundos). Portanto, ao selecionar um instrumento de teste, as tensões de conformidade acima de 40V dc são preferíveis. No entanto, certifique-se de que a corrente de teste seja superior a 1% da classificação de corrente do enrolamento em teste. Para melhorar a saturação dos enrolamentos do transformador quando o tempo de carga é lento, conectar os enrolamentos primário e secundário em série pode ajudar. Isso acelera o teste ao fornecer mais voltas de tensão para carregar. No entanto, é importante garantir que os enrolamentos estejam conectados de modo que a corrente através deles produza um fluxo unidirecional no núcleo. Com essa configuração, a corrente de teste fluirá pelo enrolamento de alta tensão e pelo enrolamento de baixa tensão em série, enquanto a queda de tensão CC será medida somente no enrolamento de baixa tensão, por exemplo. Como a corrente não fluirá para o terminal da bucha X1, esteja ciente de que a integridade da conexão da bucha X1 não será avaliada durante essa variação do teste.