Teste de Isolador Elétrico | Causa da Falha do Isolador
Para garantir o desempenho desejado de um isolador elétrico, ou seja, para evitar falhas indesejadas de isolador, cada isolador deve passar por vários testes de isolador.
Antes de realizar o teste de isolador, vamos tentar entender as diferentes causas da falha do isolador. Porque o teste de isolador garante a qualidade do isolador elétrico e as chances de falha da isolação dependem da qualidade do isolador.
Causas da Falha do Isolador
Existem diferentes causas pelas quais a falha da isolação no sistema de energia elétrica pode ocorrer. Vamos analisá-las uma a uma:
Trincamento do Isolador
O isolador de porcelana consiste principalmente em três materiais diferentes. O corpo principal de porcelana, o arranjo de fixação de aço e o cimento para fixar a parte de aço com a porcelana. Devido às mudanças nas condições climáticas, esses diferentes materiais no isolador se expandem e contraem em taxas diferentes. Essa expansão e contração desiguais da porcelana, aço e cimento são a principal causa do trincamento do isolador.
Material de Isolamento Defeituoso
Se o material de isolamento usado para o isolador for defeituoso em algum lugar, o isolador terá uma alta chance de ser perfurado nesse local.
Porosidade nos Materiais de Isolamento
Se o isolador de porcelana for fabricado em baixas temperaturas, ele ficará poroso e, por essa razão, absorverá umidade do ar, diminuindo assim sua isolação e permitindo que a corrente de fuga comece a fluir através do isolador, levando à falha do isolador.
Vitrificação Inadequada na Superfície do Isolador
Se a superfície do isolador de porcelana não estiver adequadamente vitrificada, a umidade pode aderir a ela. Essa umidade, juntamente com a poeira depositada na superfície do isolador, cria um caminho condutor. Como resultado, a distância de flashover do isolador é reduzida. Com a redução da distância de flashover, a chance de falha do isolador devido ao flashover aumenta.
Flashover Através do Isolador
Se ocorrer um flashover, o isolador pode superaquecer, o que pode resultar em sua quebra.
Estresses Mecânicos no Isolador
Se o isolador tiver alguma parte fraca devido a um defeito de fabricação, ele pode quebrar nessa parte fraca quando for submetido a estresse mecânico pelo condutor. Estas são as principais causas da falha do isolador. Agora, discutiremos os diferentes testes de isolador para garantir a mínima chance de falha da isolação.
Teste de Isolador
De acordo com o Padrão Britânico, o isolador elétrico deve passar pelos seguintes testes:
Testes de flashover do isolador
Testes de desempenho
Testes rotineiros
Vamos discuti-los um a um:
Teste de Flashover
Há principalmente três tipos de testes de flashover realizados em um isolador, que são:
Teste de Flashover Seco de Frequência de Potência do Isolador
Primeiro, o isolador a ser testado é montado da maneira como seria usado na prática.
Em seguida, os terminais da fonte de tensão de frequência variável de potência são conectados aos dois eletrodos do isolador.
Agora, a tensão de frequência de potência é aplicada e gradualmente aumentada até o valor especificado. Este valor especificado está abaixo da tensão mínima de flashover.
Esta tensão é mantida por um minuto e observa-se que não deve ocorrer nenhum flashover ou perfuração.
O isolador deve ser capaz de suportar a tensão mínima especificada por um minuto sem flashover.
Teste de Flashover Úmido de Frequência de Potência ou Teste de Chuva do Isolador
Neste teste, o isolador a ser testado também é montado da maneira como seria usado na prática.
Em seguida, os terminais da fonte de tensão de frequência variável de potência são conectados aos dois eletrodos do isolador.
Depois, o isolador é borrifado com água em um ângulo de 45o de tal forma que sua precipitação não seja superior a 5,08 mm por minuto. A resistência da água usada para o borrifamento deve estar entre 9 kΩ e 11 kΩ por cm3 em pressão e temperatura atmosféricas normais. Dessa forma, criamos uma condição de chuva artificial.
Agora, a tensão de frequência de potência é aplicada e gradualmente aumentada até o valor especificado.
Esta tensão é mantida por um minuto ou 30 segundos, conforme especificado, e observa-se que não deve ocorrer nenhum flashover ou perfuração. O isolador deve ser capaz de suportar a tensão mínima de frequência de potência especificada pelo período especificado sem flashover nessas condições úmidas.
Teste de Tensão de Flashover de Frequência de Potência do Isolador
O isolador é mantido de maneira similar ao teste anterior.
Neste teste, a tensão aplicada é gradualmente aumentada de maneira semelhante aos testes anteriores.
Mas, nesse caso, a tensão quando o ar circundante quebra, é anotada.
Teste de Tensão de Flashover de Impulso de Frequência do Isolador
O isolador externo aéreo deve ser capaz de suportar surtos de alta tensão causados por raios, etc. Portanto, deve ser testado contra surtos de alta tensão.
O isolador é mantido de maneira similar ao teste anterior.
Em seguida, um gerador de tensão de impulso muito alta de várias centenas de milhar de Hz é conectado ao isolador.
Essa tensão é aplicada ao isolador e a tensão de faísca é anotada.
A razão entre essa tensão anotada e a leitura de tensão coletada do teste de tensão de flashover de frequência de potência é conhecida como a razão de impulso do isolador.
Esta razão deve ser aproximadamente 1,4 para isoladores do tipo pino e 1,3 para isoladores do tipo suspensão.
Teste de Desempenho do Isolador
Agora, discutiremos os testes de desempenho do isolador um a um:
Teste de Ciclo de Temperatura do Isolador
O isolador é primeiro aquecido em água a 70oC por uma hora.
Em seguida, este isolador é imediatamente resfriado em água a 7oC por outra hora.
Este ciclo é repetido três vezes.
Após a conclusão desses três ciclos de temperatura, o isolador é secado e a vitrificação do isolador é minuciosamente observada.
Após este teste, não deve haver danos ou deterioração na vitrificação da superfície do isolador.
Teste de Tensão de Perfuração do Isolador
O isolador é primeiro suspenso em um óleo isolante.
Em seguida, a tensão de 1,3 vezes a tensão de flashover, é aplicada ao isolador.
Um bom isolador não deve se perfurar nessas condições.
Teste de Porosidade do Isolador
O isolador é primeiro quebrado em pedaços.
Em seguida, esses pedaços quebrados do isolador são imersos em uma solução de 0,5% de álcool de corante fucsina sob pressão de cerca de 140,7 kg/cm2 por 24 horas.
Depois disso, as amostras são removidas e examinadas.
A presença de ligeira porosidade no material é indicada pela profunda penetração do corante nele.
Teste de Resistência Mecânica do Isolador
O isolador é submetido a 2,5 vezes a força máxima de trabalho por cerca de um minuto.
O isolador deve ser capaz de suportar esse estresse mecânico por um minuto sem qualquer dano.
Teste Rotineiro do Isolador
Cada isolador deve passar pelos seguintes testes rotineiros antes de ser recomendado para uso no local.
Teste de Carga de Prova do Isolador
No teste de carga de prova do isolador, uma carga de 20% acima da carga de trabalho máxima especificada é aplicada por cerca de um minuto a cada isolador.
Teste de Corrosão do Isolador
No teste de corrosão do isolador,
