A isolação do enrolamento estatórico é um dos componentes mais caros e demorados de reparar em um gerador. As descargas parciais (DP) são um dos indicadores mais sensíveis da sua condição, revelando envelhecimento, descargas de ranhura (slot), de cabeça de bobina (end-winding) e delaminação interna. Este artigo trata da física da isolação estatórica e do que a DP revela, conforme IEEE 1434 e IEC 60034-27.

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

1. A isolação estatórica de alta tensão

Em geradores de média/alta tensão, a isolação principal das barras e bobinas é, predominantemente, à base de mica (em fita), aglomerada por resina. A mica é escolhida justamente por sua resistência à erosão por DP — uma decisão de projeto que reconhece que alguma atividade de DP é, muitas vezes, inevitável ao longo da vida da máquina. Os sistemas construtivos típicos são o resin-rich (fita pré-impregnada) e o VPI (impregnação a vácuo e pressão).

Sobre a isolação, dois recursos controlam o campo: o revestimento semicondutor de ranhura (que iguala o potencial entre a superfície da barra e o núcleo aterrado, evitando descargas na ranhura) e o sistema de gradação de tensão na saída da ranhura (stress grading), que suaviza o campo na transição para a cabeça de bobina.

2. O que a DP revela do estator

• Envelhecimento global — perda gradual das propriedades da isolação por estresse térmico, elétrico, ambiental e mecânico (TEAM);
• Slot discharge — descargas na ranhura por folga (afrouxamento de cunhas, vibração) ou desgaste do revestimento semicondutor;
• End-winding — descargas nas cabeças de bobina, por contaminação, espaçamento insuficiente ou degradação do stress grading;
• Delaminação interna — vazios entre camadas de mica/resina, gerando DP interna.

3. Onde a DP ocorre

A medição em máquinas é orientada pela IEEE 1434 e pela série IEC 60034-27 (27-1 offline, 27-2 online), com o método elétrico padronizado pela IEC 60270. Em máquinas, a comparação de valores absolutos entre unidades diferentes é arriscada; privilegia-se comparar a máquina com ela mesma ao longo do tempo, com sensores e montagem consistentes.

4. Por que acompanhar a DP do gerador

Um rebobinamento é uma das intervenções mais caras e longas da manutenção elétrica. A medição de DP permite acompanhar a isolação estatórica ao longo dos anos, identificar o mecanismo predominante (slot, end-winding, interna) e planejar a manutenção com antecedência, em vez de reagir a uma falha em serviço. Em hidro e turbogeradores, esse acompanhamento integra a gestão de ativos de geração.

5. Como a Tecnvolt avalia geradores

A Tecnvolt, empresa de engenharia elétrica de Recife/PE com atuação no Nordeste, mede DP no estator (offline e online) conforme IEEE 1434 e IEC 60034-27, interpreta o PRPD à luz dos mecanismos e do tipo de isolação, e entrega laudo com classificação da condição e recomendação.

Perguntas frequentes

Por que a isolação é à base de mica?

Porque a mica resiste bem à erosão por DP, reconhecendo que alguma atividade de DP é frequentemente inevitável na vida da máquina de alta tensão.

O que é slot discharge?

Descarga na ranhura, entre a barra e o núcleo, por folga (afrouxamento, vibração) ou desgaste do revestimento semicondutor.

A DP indica que preciso rebobinar?

Não diretamente. Ela indica condição e mecanismo; a decisão depende da severidade, da tendência e do conjunto de diagnósticos.

Quais normas se aplicam?

IEEE 1434 e IEC 60034-27 (offline/online), com o método elétrico da IEC 60270.

Referências