Cabos 1.2 1.3

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Cabos 1.2 1.3

  1. 1. TN 04-09 Ensaio e Diagnose em Cabos de Média Tensão com Sistemas VLF
  2. 2. TN 04-09 Cabos’11 Maceió, Alagoas Brasil 8 – 10 Novembro 2011 1.2 Testes e métodos de medição para manutenção baseada nas condições das redes de média tensão. Alexander GERSTNER, BAUR Prüf- und Messtechnik GmbH, Austria 1.3 Avaliação do estado integral do cabo. Alexander GERSTNER, BAUR Prüf- und Messtechnik GmbH, Austria Andreas BORLINGHAUS, RWE Rhein-Ruhr Netzservice GmbH, Germany Christian GOY, Vattenfall Europe Netzservice GmbH, Germany
  3. 3. TN 04-09 1945 - 2011
  4. 4. TN 04-09 Condição Atual do Cabo • A condição atual do cabo é normalmente desconhecida. • O aceso é demasiadamente difícil. • Hoje temos falhas seguidas de reparos de emergência. (Corretiva). • O que se deseja é uma Manutenção baseada nas condições do cabo. (Preditiva)
  5. 5. TN 04-09 Ensaio e Diagnose com Tensão VLF 1. Ensaio Destrutivo (Passa – não Passa) 2. Diagnose Não destrutivo 2.1 TD Estado global do isolamento 2.2 PD Detecção exata do defeito
  6. 6. TN 04-09 “ARBORESCÊNCIAS DE ÁGUA“ em isolantes poliméricos (desenho esquemático) - Campo elétrico condições para - Água gerar - Campo alterado „arborescencias de agua" - Tempo Camada semicondutora externa isolante Camada semicondutora interna condutor „arborescencias tipo gravata borboleta" „arborescencias tipo ventilado"
  7. 7. TN 04-09 Comparação entre Arborescência elétrica e Arborescência de água Arborescência elétrica (ET):  se dão com campos de intensidade local forte  crescimento muito rápido em isolantes PE o XLPE  acompanhada de descargas parciais  estruturas de canal largas (arborescências visíveis)  indicação clara de perfuração elétrica (ruptura)
  8. 8. TN 04-09 Comparação entre Arborescência elétrica e Arborescência de água Arborescência de água (WT):  se apresenta com baixa intensidade de campo (p.e. < 1 kV / mm)  Crescimento muito lento (p.e. Mais de 6-10 anos)  Não se podem ver descargas parciais  não são visíveis
  9. 9. TN 04-09 Ensaio e Diagnose com Tensão VLF 1. Ensaio Destrutivo (Passa – não Passa) 2. Diagnose Não destrutivo 2.1 TD Estado global do isolamento 2.2 PD Detecção exata do defeito
  10. 10. TN 04-09 Cabos com isolação de papel (óleo)  Ensaio DC (Até 8 *Uo) Aceito e Utilizado por décadas 1.1 Ensaio de cabos com DC
  11. 11. TN 04-09 Cabos PE,XLPE Ensaio DC não mais aceito porque:  ainda que existam defeitos graves, poucas vezes se detectam  podem criar-se cargas espacias de longa duração 1.1 Ensaio de cabos em DC
  12. 12. TN 04-09 1.2 Ensaio VLF Objetivo: Encontrar um método ou procedimento para determinar se o sistema de cabos está saudável ou não, com um mínimo de tensão de stress aplicado ao cabo. Solução: Teste com tensão VLF
  13. 13. TN 04-09 Normas Europeas para Cabos após a instalação Ensaio de campo CENELEC HD 620 S1 and 621 S1 1) Ensaio de AT para cabos PE ou XLPE de 6 a 36 kV Frequência Tensão de ensaio [RMS] Tempo ensaio Procedimento 0,1 Hz 3 x Uo 1 hora de ensaio 50 Hz 2 x Uo 1 hora 1) Se recomenda para cabos de papel impregnado em DC o un ensayo con los parámetros arriba mencionados 1.2 Ensaio VLF
  14. 14. TN 04-09 Ensaio: Arborescência elétrica @ 50 Hz
  15. 15. TN 04-09 Ensaio: Arborescência elétrica @ 0.1 Hz
  16. 16. TN 04-09 Dirección recta Dirección no recta Arborescencia , Dirección no recta Comparação do crescimento dos canais
  17. 17. TN 04-09 Comparação do crescimento dos canais Crescimento dos canais a 50 Hz: 1.7 mm/h Senoidal Crescimento dos canais a 0.1 Hz: 7.8 mm/h (cos-retangular) Crescimento dos canais a 0.1 Hz: 12.3 mm/h (Senoidal)
  18. 18. TN 04-09 Percentual de perfuração durante o ensaio em XLPE , PILC e Cabos de isolamento misto vs. Tempo a VLF senoidal Referencia: S. C. MOH, 2003, “Very low Frequency Testing – Its Effectiveness in Detecting Hidden Defects in Cables", CIRED Barcelona, Sesión 1, Hoja 84 0 10 20 30 40 50 60 70 80 12 30 45 60 Tiempo de la falta/ min 68% 22%% 5% 4%
  19. 19. TN 04-09 Tensão de saída independente da carga Sim Carga Com Carga Testador VLF - BAUR
  20. 20. TN 04-09 Normas para ensaio em campo utilizando VLF IEEE 400.2 Guía para Ensaio em campo para sistemas de cabos subterrâneos com malha utilizando baixíssimas Frequências IEC 60060 – 3 Técnicas de Ensaio de AT Parte 3: Definições e requisitos para ensaios em campo
  21. 21. TN 04-09 Vantagens dos Systemas VLF BAUR Ensaios de cabos segundo as normas: IEEE400.2, IEC60060-3 y CENELEC HD 620 uma vez que a tensão de ensaio é tensão eficaz (rms) A tensão true sinus de BAUR a 0,1Hz é copletamente simétrica independente das características da carga, por tanto não se criam cargas espaciais de longa duração em cabos com isolação XLPE.
  22. 22. TN 04-09 Vantagens do Sistema PHG BAUR Frequência de ensaio programável de 0,01 Hz a 0,1 Hz segunda a norma IEEE 400.2 Sistema ampliável para funções de diagnóstico: -Medição de fator de dissipação (tan delta) -Medição e localização de descargas parciais
  23. 23. TN 04-09 Diagnóstico possibilitado pelo VLF Manutenção baseada nas condições
  24. 24. TN 04-09 Ensaio e Diagnose com Tensão VLF 1. Ensaio Destrutivo 2. Diagnose Não destrutivo 2.1 TD Análise Integral do Isolamento 2.2 PD Detecção exata do defeito Medição e Localização
  25. 25. TN 04-09 Em um cabo é igual… Detecção de Water Treeing
  26. 26. TN 04-09 “ARBORESCÊNCIAS DE ÁGUA“ em isolantes poliméricos (desenho esquemático) - Campo elétrico condições para - Água gerar - Campo alterado „arborescencias de agua" - Tempo Camada semicondutora externa isolante Camada semiconducora interna condutor „arborescencias tipo gravata borboleta" „arborescencias tipo ventilado"
  27. 27. TN 04-09 Crescimento de arborescências de água no interior de cabos com isolamento em XLPE 500µm A) Cable S6, 21 años B) Cable S6, 21 años C) Cable S1, 17 años D) Cable S10, 11 años 1mm 1mm 1mm
  28. 28. TN 04-09 2.1 TD - Modelo simplificade de uma arborescência de água wt R1C1 R2 C2
  29. 29. TN 04-09 Definição da tan δ tempo/seg 0 10 tensão corrente = U R C ² / U². ω 1 ω C R. Fator de Dissipação tan δ = Potencia activa Potencia reactiva =
  30. 30. TN 04-09 Fator dissipação a 0,1 Hz: Faixa de medida para cabos PE, XLPE 10-5 10-4 10-3 10-2 fatordissipaçãoa0,1-Hz > 2,2x10-3 Isolante com alta degradação Cabo novo < 1,2x10-3 EscalademedidadoPHGTD
  31. 31. TN 04-09 Dependência do fator de dissipação em função da tensão a 0.1 Hz em cabos de MT XLPE novos e depois de anos de serviço tan δ . 10-3 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 U / U 0 factordedisipación0.1Hz cable referencia (nuevo) poco servicio (1) envejecido por el servicio (2) moderadamente envejecido por el servicio (3) fuertemente envejecido por el servicio (4) JICABLE, Versailles, Junio 1995, hoja B.9.6.
  32. 32. TN 04-09 2.1 – Avaliação de Tan Delta Valores de referencia para cabos XLPE Os cabos estão normalmente em boas condições e não necessitam serem trocados se: tan δ (2 Uo) < 1.2 ‰ e [tan δ (2 Uo) - tan δ (Uo)] < 0,6 ‰ Os cabos estão em más condições se: tan δ (2 Uo) > 2.2 ‰ o [tan δ (2 Uo) - tan δ (Uo)] > 1,0 ‰ Todos os outros cabos a serem substituídos conforme critérios do cliente Referencia: EWE, conf. La IEEE400
  33. 33. TN 04-09 2.1 TD - Resultado de teste e diagnóstico - BAUR PHG-TD A mais alta eficácia, >15 anos de experiência
  34. 34. TN 04-09 PHG-TD: Sistema para Ensaio e diagnóstico de cabos
  35. 35. TN 04-09 Especificações do sistema BAUR, PHG-TD Faixa de tensão 1 – 57 KV truesinus rms Faixa de medida 1 x 10-4 a 1 Precisão +/- 1 x 10-4 Resolução 1 x 10-5
  36. 36. TN 04-09 Vantagens da medição de TD Manutenção preventiva . Ferramenta excelente para gestão de investimentos (A troca de cabos pode ser planificada segundo requisitos pré-establecidos)
  37. 37. TN 04-09 Vantagens da medição de TD  Custo de manutenção otimizado uma vez que se pode trocar apenas trechos de um cabo.
  38. 38. TN 04-09 Benefícios da Tecnologia BAUR Diagnóstico confiável tanto para cabos XLPE novos como para os que estão ligeiramente envelhecidos por serviço. Independente de interferências externas 15 anos de experiência Base de datos para mais de 100.000 distintas medidas em campo Tempo de ensaio de diagnóstico curto (menos de 1h para un cable de 3-fases)
  39. 39. TN 04-09 Benefícios da Tecnologia BAUR Avaliação automática dos resultados de diagnóstico Fácil manejo, Software disponível vários idiomas Relatórios customizados pelo cliente
  40. 40. TN 04-09 2.1 TD – A medição de TD é necessária porque: Mostra a influencia das arborescência de água Detecta o ingresso de água nas emendas (Diminuem as atividades de PD => considerando somente a medição do nível de PD, a emenda poderia apresentar-se bem mesmo tendo ingresso de água influenciando seu bom funcionamento).  Influencia de corrente térmica pode ser detectado com a medição de Tan Delta.
  41. 41. TN 04-09 Ensaio e Diagnose com Tensão VLF 1. Ensaio Destrutivo 2. Diagnose Não destrutivo 2.1 TD Análise Integral do Isolamento 2.2 PD Detecção exata do defeito Medição e Localização de PD
  42. 42. TN 04-09 2.2 Aplicação do diagnóstico de DP em VLF  Comissionamento em cabos recém instalados  Pré-localização de emendas mostrando D. Parciais  Pré-localização de terminações mostrando DP  Pré-localização de arborescências elétricas em cabos XLPE  Detecção de DP e pré-localização dos pontos onde se produzem, em cabos de papel impregnado
  43. 43. TN 04-09 GND HV Generator GND GND Measure line Coupling capacitor quadripole High VLF voltage High frequent, low voltage PD signal PD Detector with DSO 2.2 Diagnóstico - PD Localização de descargas parciais em um cabo
  44. 44. TN 04-09 Fuente de DPExtremo cercano Extremo lejano detector de PD cable Localização de descargas parciais em um cabo
  45. 45. TN 04-09 cabo Fonte de DPInício Final detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  46. 46. TN 04-09 cable Fuente de DPExtremo cercano Extremo lejano detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  47. 47. TN 04-09 cabo Reflexión en extremo lejano Fonte de DPInício Final detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  48. 48. TN 04-09 cabo Fonte de DPInício Final detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  49. 49. TN 04-09 cabo Disparo do detector de PD e reflexão do início do cabo Fonte de DP Início Final detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  50. 50. TN 04-09 cabo Fonte de DPInício Final detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  51. 51. TN 04-09 cabo Fonte de DPInício Final detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  52. 52. TN 04-09 cabo Fonte de DPInício Final detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  53. 53. TN 04-09 cabo Reflexão no início do cabo Fonte de DPInício Final detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  54. 54. TN 04-09 cabo Fonte de PDInício Final detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  55. 55. TN 04-09 cabo Reflexão do final do cabo Fonte de PDInício Final detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  56. 56. TN 04-09 cabo Fonte de PDInício Final detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  57. 57. TN 04-09 cabo Fonte de PDInício Final detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  58. 58. TN 04-09 cabo Fonte de PDInício Final detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  59. 59. TN 04-09 cabo Fonte de DPInício Final detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  60. 60. TN 04-09 cabo Fonte de DPInício Final detector de PD Localização de descargas parciais em um cabo
  61. 61. TN 04-09 PD detector cable Fonte de f PDnear end far end Impulso Direto Segundo Impulso Distância da fonte de PD ao final do cabo Localização de descargas parciais em um cabo cable
  62. 62. TN 04-09 PD detector cabo Comprimento total do cabo Fonte de PDnear end far end Impulse Direto Localização de descargas parciais em um cabo cable
  63. 63. TN 04-09 Diagnóstico DP, gráfico DSO
  64. 64. TN 04-09 PD- faltas em emendas PD - falta no cabo Resultado de diagnóstico de DP em um cable XLPE, 4600 m
  65. 65. TN 04-09 Resultado de diagnóstico de DP em um cabo PILC, 1607 m PD falta em emenda
  66. 66. TN 04-09 Vantagens do PHG-TD/DP BAUR Sistema integrado para ensaios de cabos conforme IEEE, IEC y CENELEC, Diagnóstico de Tan Delta e de Descargas Parciais Calibração de DP em campo conforme IEC 60 270 Detecção e localização de DP em cabos com isolamentos poliméricos e de papel Resultados reproduzíveis porque é independente das características da carga (por exemplo comprimento do cabo)
  67. 67. TN 04-09 2.2 Diagnóstico PD – Fontes Típicas de PD Defeito na camada semicondutora externa – Emendas
  68. 68. TN 04-09 2.2 Diagnóstico PD – Fontes Típicas de PD Missing conductive tape / preparation
  69. 69. TN 04-09 2.2 Diagnóstico PD – Fontes Típicas de PD Improper conductor preparation
  70. 70. TN 04-09 2.2 Diagnóstico PD – Fontes Típicas de PD Defective termination
  71. 71. TN 04-09 2.2 Diagnóstico PD – PD Pinpointing Confirmation of prelocated PD location with Tracy + 5 m
  72. 72. TN 04-09 2.3 Sistemas VLF Portáteis VLF test systems Up to 23 kV RMS Up to 30 kV DC
  73. 73. TN 04-09 2.3 Sistemas VLF Portáteis VLF test systems Up to 40 kV RMS Up to 60 kV DC
  74. 74. TN 04-09 • Portable PD locator for VLF • High accuracy, easy handling • Detects after laying defects 2.4 Sistemas VLF Portáteis
  75. 75. TN 04-09 Frida + PD portable + Tracy 2.4 Sistemas VLF Portáteis
  76. 76. TN 04-09 2.5 Ensaio VLF- e Sistema de Diagnóstico PHG-TD/DP - Ensaio VLF - Diagnóstico de TD - Diagnóstico de PD combinado em um único sistema
  77. 77. TN 04-09
  78. 78. TN 04-09 EWE Alemania CESI Italia RWE Alemania ELECTROPAULO Brasil EDF Francia CON-EDISON Chicago, USA Baosteel Shanghai, China TAIWAN Power Company Pudong Shanghai, China CLP Hong-Kong London Electricity, Inglaterra POWER Grid Singapur CPRI Bangalore India Kepco Corea REDAL Marruecos RADEEMA Marruecos CHILECTRA , Chile En España: AENA, APPLUS-NORCONTROL, UNION FENOSA, CONYCAL, ENDESA UNELCO, ENDESA-ERZ, ENEL-VIESGO, MARTIN BAUR ... Referências: Mais de 250 Sistemas de diagnóstico operando em todo mundo!
  79. 79. TN 04-09 Muito obrigada a todos!

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