Pare de danificar o cabo isolado com Hipot – DC – Parte II

Naquela noite chovia bastante e aconteceu o que qualquer profissional envolvido com manutenção mais teme: o circuito elétrico foi a zero! Depois dos procedimentos de manobra nos circuitos remanescentes e de alguns testes, concluiu-se que a origem da falha foi no cabo isolado de média tensão, que estava instalado de forma subterrânea. Apesar da forte chuva, a falha foi localizada rapidamente, estava em uma terminação na subestação. A nova terminação disponível foi prontamente substituída por uma equipe bem treinada. Então, o teste de tensão aplicada foi realizado com fonte DC (Hipot-DC), antes de energizar o circuito. Passados três meses desse evento, uma nova falha acontece, uma emenda reta e novamente foi testada com tensão DC, depois do reparo. Passando algum tempo novas falhas ocorrem sistematicamente.

Essas situações hipotéticas ocorridas nos anos 1980 foram, possivelmente, a motivação para muitas instituições internacionais buscarem explicações e soluções para esses eventos. 

Um dos principais artigos técnicos, ou talvez o principal, que evidenciou com alto rigor técnico os malefícios causados aos isolantes poliméricos, no caso XLPE, foi apresentado no Jicable de 1995 (Effect of DC testing on XLPE insulated cables SRINIVAS N.N., Detroit Edison, Detroit, U.S.A. BERNSTEIN B.S., EPRI, Washington, U.S.A), encomendado e realizado conjuntamente pela Detroit Edison Company e pelo Electric Power Research Institute (EPRI).

Neste artigo os autores demonstram através de vários experimentos como a taxa de falha aumenta quando os cabos isolados são submetidos a teste de tensão aplicada em DC. É evidenciado ainda como os testes em DC são ineficazes e não cumprem a função de acelerar defeitos para prevenir futuras falhas e também como esses testes diminuem significativamente o tempo de vida do cabo. O estudo apresenta uma redução de quase 5 vezes, para ser exato, de 4,8.

Testar é preciso!

Testar cabos isolados antes de energizar garante a confiabilidade do mesmo durante sua operação. Porém, com os problemas que o Hipot DC causa, como fazer isso de forma eficaz?

O teste de tensão aplicada é baseado na premissa de que o isolante deve suportar uma tensão bem maior por um determinado tempo do que a tensão que ele efetivamente irá operar.

O cabo isolado se comporta como um capacitor, logo, a componente capacitiva será significativa para o teste quanto maior for seu comprimento, além da classe de tensão.

Como podemos observar na fórmula, a única componente que é possível alterar para diminuir o valor da potência que será requerida do equipamento de teste é a frequência, ou seja, quanto menor for a frequência, menos energia será necessária e, com isso, os equipamentos serão menores.

O surgimento dos testes em VLF (Very Low Frequency) em cabos nasceu da necessidade de substituir o teste em DC. Novamente, muitos estudos foram desenvolvidos para validar a validade e a eficácia dos testes feitos em tensão alternada, porém, com uma baixa frequência. Um importante estudo (Very low frequency testing – Its effectiveness in detecting hidden defects in cables), que abrangeu um grande universo de amostra, foi apresentado no congresso CIRED, realizado em Barcelona (ES) em 2003. Neste estudo, a empresa Tenaga Nasional Berhad, uma das maiores da Malásia, apresentou e evidenciou que, com a introdução dos testes em VLF em substituição ao DC, a taxa de falha diminuiu em 90% no período de 20 meses.

Outro estudo desenvolvido pelo National Electric Energy Testing Research and Applications Center (NEETRAC – CHAPTER 9 Simple Dielectric Withstand – Joshua Perkel) demonstra a maior eficácia do teste em VLF frente a outras alternativas, como, por exemplo, os testes DAC (Damped AC Voltage), que, conforme o estudo, não cumprem os requisitos para teste “Simple Withstand”. 

Portanto, existem vários estudos que descrevem os danos causados pelos testes DC, que poderiam ter evitado as recorrentes falhas descritas no episódio narrado no início deste artigo.

Na próxima coluna irei tratar dos testes de tensão aplicada monitorados, como o IEEE 400.2 recomenda. Até a próxima edição!

Autor:

Por Daniel Bento, engenheiro eletricista com MBA em Finanças e certificação internacional em gerenciamento de projetos (PMP®). É membro do Cigré, onde representa o Brasil em dois grupos de trabalho sobre cabos isolados. Atua há mais de 25 anos com redes isoladas, tendo sido o responsável técnico por toda a rede de distribuição subterrânea da cidade de São Paulo. É diretor executivo da Baur do Brasil