Quantificar a descarga parcial (DP) em pC é tarefa do método elétrico; localizar a fonte dentro de um transformador cheio de óleo exige métodos complementares — o acústico (ultrassom) e o UHF. Este artigo trata dos princípios físicos desses métodos, da triangulação por tempo de chegada (TDOA), do uso do sinal elétrico/UHF como gatilho e da norma IEC 62478.

Por Raphael Leite Menezes Santos — Especialista em Sistema Elétrico de Potência · Tecnvolt Engenharia (Recife/PE)

1. A DP como fonte multifísica no transformador

Cada descarga gera simultaneamente um pulso elétrico, uma emissão eletromagnética de banda larga (até UHF) e uma onda acústica que se propaga pelo óleo e pela estrutura. O método elétrico mede o pulso e quantifica em pC; os métodos acústico e UHF exploram as outras manifestações, sendo especialmente úteis para responder à pergunta “onde está a fonte?”, que o método elétrico isolado não responde.

2. Método acústico e localização por TDOA

Sensores piezoelétricos fixados na parede do tanque captam a onda de pressão. Como a fonte está em um ponto interno, o som chega a cada sensor em um tempo diferente, proporcional à distância. Conhecendo a velocidade do som no óleo (da ordem de 1.400 m/s, com dependência de temperatura) e as diferenças de tempo de chegada entre sensores, é possível triangular a posição da fonte.

Na prática, usa-se um gatilho de referência — frequentemente o pulso elétrico ou UHF, que viaja praticamente à velocidade da luz e chega “instantaneamente” — para marcar o instante da descarga (t₀) e medir, a partir dele, o atraso acústico em cada sensor. Quanto maior o número de sensores e melhor o sincronismo, mais precisa a localização. A propagação por múltiplos caminhos (reflexões em paredes e no núcleo) é o principal desafio.

3. Método UHF

O UHF capta a emissão eletromagnética da DP na faixa de 300 MHz a 3 GHz, por meio de acopladores internos (em flanges/válvulas dedicadas) ou externos. Suas vantagens são a alta sensibilidade e a imunidade ao ruído conduzido de baixa frequência (corona externa, chaveamentos), pois nessa faixa esses ruídos são fracos. É consagrado em GIS e cada vez mais usado em transformadores, inclusive para monitoramento online. A IEC 62478 normatiza os métodos eletromagnético e acústico.

4. Combinação dos métodos

A prática mais robusta combina os três. O elétrico quantifica a severidade em pC; o UHF oferece detecção sensível e serve de gatilho temporal; o acústico localiza a fonte por TDOA. Essa fusão reduz falsos positivos (uma fonte confirmada por dois métodos é mais confiável) e entrega o que a manutenção precisa: existe DP, qual a severidade e onde está.

5. Aplicação em serviço

Boa parte das técnicas acústica e UHF é aplicável com o transformador em operação, em varreduras periódicas ou monitoramento contínuo. Associadas ao histórico de DGA e a medições elétricas pontuais, compõem uma estratégia de acompanhamento da isolação ao longo do tempo, com foco na tendência.

6. Como a Tecnvolt localiza a DP

A Tecnvolt, empresa de engenharia elétrica de Recife/PE com atuação no Nordeste, combina a medição elétrica (IEC 60270) com técnicas acústica e UHF (IEC 62478), usando o sinal elétrico/UHF como gatilho para a triangulação acústica, em campo ou em serviço, entregando relatório com a região provável da fonte e recomendação.

Perguntas frequentes

Por que usar o sinal elétrico/UHF como gatilho?

Porque ele viaja praticamente à velocidade da luz e marca o instante da descarga, a partir do qual se mede o atraso acústico (muito mais lento) em cada sensor para triangular.

Qual a velocidade do som no óleo?

Da ordem de 1.400 m/s, com dependência de temperatura; é esse valor que converte diferenças de tempo em distância na localização acústica.

O acústico mede a severidade em pC?

Não. Ele localiza a fonte; a quantificação em pC vem do método elétrico (IEC 60270). Os métodos se complementam.

Dá para localizar com o trafo ligado?

Sim. Muitas técnicas acústica e UHF são aplicáveis em operação, em varreduras ou monitoramento contínuo.

Referências