Quais são as causas das falhas nos transformadores de corrente e as medidas contra as falhas?

Como técnico de manutenção de primeira linha, lido diariamente com transformadores de corrente (TCs). Os TCs convertem correntes primárias de grande magnitude em correntes secundárias de baixa magnitude para proteção/medida de subestações/linhas, operando em série por longos períodos. No entanto, eles enfrentam falhas devido a problemas externos (cargas desequilibradas, fiação incorreta, etc.) e internos (defeitos de isolamento). Essas falhas, como circuitos abertos secundários ou quebra de isolamento, prejudicam a precisão da medição, a operação de proteção e a estabilidade da rede. Abaixo, compartilho insights obtidos na prática.

1. Estrutura do TC (Visão de Manutenção)

Um TC possui enrolamentos primário/secundário, um núcleo e isolamento (mergulhado em óleo, SF6, sólido). O primário é conectado em série com o circuito, enquanto o secundário se liga a instrumentos/reles. Ponto-chave: menos voltas no primário, mais no secundário, e operação normal quase em curto-circuito. Crítico: nunca abrir o circuito secundário; deve ser aterrado de forma confiável (já vi arcos perigosos devido a circuitos abertos).

2. Função & Princípio (Prático)

Os TCs reduzem grandes correntes para proteção/medida seguras através de indução eletromagnética, isolando tensões elevadas. Durante calibrações, verifico as relações de corrente primária-secundária para validar os TCs.

3. Classificação de Desempenho
(1) TCs Ópticos (OTA)

Baseados no efeito magneto-óptico de Faraday, usados em testes de rede. Sensíveis à temperatura, mas bons para campos magnéticos fortes.

(2) TCs de Baixa Potência

Com núcleos de liga microcristalina, oferecem amplas faixas lineares, baixas perdas e alta precisão para grandes correntes, ideais para medições industriais.

(3) TCs de Núcleo Aéreo

Sem núcleo de ferro, evitando saturação magnética. Populares em proteção de reles, devido à forte resistência a interferências, adequados para ambientes complexos.

4. Causas de Falhas (Experiência em Campo)
(1) Quebra Térmica do Isolamento

TCs de alta tensão geram calor/perdas dielétricas. Isolamento defeituoso (por exemplo, envoltório irregular) causa superaquecimento e quebra, comum em equipamentos antigos.

(2) Descarga Parcial

A capacitância normal de TCs distribui-se uniformemente, mas fabricação/padrão estrutural pobres (por exemplo, telas mal alinhadas) causam campos locais altos. Descargas não resolvidas levam a falhas de capacitores.

(3) Carga Secundária Excessiva

Cargas pesadas em sistemas de 220 kV aumentam a tensão/corrente secundária, causando erros. Falhas podem saturar núcleos, fazendo reles operarem incorretamente. Circuitos secundários abertos (por exemplo, fios soltos) criam altas tensões, risco!

5. Resposta a Falhas
(1) Seguir Regras Operacionais

• Fiação: Conectar estritamente em série circuitos, enrolamentos e instrumentos; usar configurações adequadas (monofásica, estrela).

• Compensação de Erros: Adicionar enrolamentos/núcleos para corrigir erros via capacitância/indutância.

• Calibração: Realizar desmagnetização/testes de polaridade após instalação/manutenção.

(2) Tratamento de Emergência (Segurança Primeiro)

• Desligar Energia: Cortar imediatamente a energia por segurança.

• Inspeção do Circuito Secundário: Verificar circuitos abertos, minimizar a corrente primária, usar equipamentos de isolamento e seguir diagramas.

Para circuitos secundários abertos:

• Avaliar Impacto: Identificar circuitos afetados, informar ao despacho.

• Reduzir Carga/Isolar: Transferir cargas e desenergizar se danificado.

• Curto-Circuitar o Secundário: Usar materiais aprovados; faíscas indicam falhas downstream, sem faíscas indica problemas upstream.

(3) Técnicas de Detecção

• Teste de Isolamento: Medir perdas dielétricas, capacitância para identificar defeitos, bom para avaliação de envelhecimento.

• Termografia Infravermelha: Minha ferramenta principal! Detecta conexões soltas/problemas térmicos rapidamente.

Conclusão

Os TCs são vitais para a confiabilidade da rede. Dominar sua estrutura, princípios e tratamento de falhas garante estabilidade. Seguir diretrizes, usar ferramentas de detecção e agir em emergências minimiza falhas, garantindo uma rede mais segura.