Desenvolvimento de método de análise e diagnóstico das descargas parciais para identificação de defeitos na camada condutiva de barras estatóricas para hidrogeradores

• Autor(a) principal: Pereira, Fernando
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106134/tde-11112020-125830/
• topic: Barras Estatóricas; Descargas Parciais; Hidrogeradores; Hydrogenerator; Partial Discharges; Stator Bar

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método de análise e diagnóstico das descargas parciais (DP) em barras estatóricas para hidrogeradores. O foco principal foi a identificação de defeitos na camada condutiva de ranhura (CCR) da isolação de barras do tipo Roebel utilizando a técnica de medição de DP. CCR tem a função de realizar o contato elétrico de baixa resistência entre a superfície da isolação da barra com a ranhura do núcleo estatórico do gerador prevenindo concentrações de campo elétrico e assim evitando a formação de descargas elétricas entre o núcleo e a isolação da barra. Problemas de descargas elétricas de superfície na CCR de barras podem surgir durante a operação do gerador, estas produzem alta temperatura que poderá erodir a CCR e em alguns casos poderá levar a substituição da barra. Existem situações nas quais os defeitos são tão pequenos tornando difícil sua identificação por inspeção visual. Para abordar este problema foram intencionalmente confeccionados defeitos na CCR de barras projetadas para operarem na tensão nominal de 11 kVca. Defeitos com dimensões variadas e similares com uma situação real esperada foram realizados para simular possíveis danos mecânicos. As medições de DP foram realizadas para avaliar a condição da isolação da barra, antes e após a introdução dos defeitos utilizando dois tipos de equipamento, um que mede em uma faixa de frequência entre 125 a 925 kHz e outro entre 40 a 400 MHz. Os ensaios foram realizados em vários níveis de tensões e em barras com diferentes tamanhos de defeitos na CCR. Foram avaliados três configurações de arranjo de eletrodos, um com o defeito exposto, no segundo foi colocado sobre o defeito uma placa metálica aterrada e para o terceiro arranjo foi posicionada uma placa metálica aterrada distanciada do defeito. Os resultados mostraram que a amplitude das DP não discrimina a barra com defeitos menores e iguais a 5x10 mm2, apresentando valores de DP muito similares da barra na condição anterior a introdução do defeito. Entretanto, a análise dos padrões produzidos pelas DP em função da tensão senoidal, que neste caso forneceu a predominância de polaridade positiva foram mais eficientes para identificar os defeitos na CCR. Comparando os arranjos de eletrodos que utilizaram placa aterrada em contato ou distanciada de 1 mm em relação ao defeito na CCR, os valores de DP diminuíram abruptamente durante o tempo de condicionamento em 1 minuto em 11 kVca, o qual não ocorreu no arranjo de eletrodo onde o defeito na CCR estava exposto, este fenômeno provavelmente é devido a ionização do ar entre o defeito e a placa metálica. Em resumo, o método de diagnóstico e análise desenvolvido nesta pesquisa mostrou que o equipamento de medição de DP em baixa frequência ou frequência muito alta utilizando o arranjo de eletrodos onde o defeito está exposto, ou seja, diferentemente do recomendado pelas normas, e selecionando uma tensão de teste adequada, poderá ser aplicado na identificação de defeitos na CCR de barras como controle de qualidade da fabricação em larga escala de barras estatóricas.