Em motores e geradores de média/alta tensão, a descarga parcial (DP) concentra-se em duas zonas: a ranhura (slot) e a cabeça de bobina (end-winding). Cada uma depende de um recurso de engenharia específico — o revestimento semicondutor de ranhura e o sistema de gradação de campo — cuja degradação origina a descarga. Este artigo detalha a física de cada zona e como diagnosticá-las (IEEE 1434, IEC 60034-27).

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

1. O revestimento semicondutor de ranhura

Na ranhura, a superfície da isolação da barra precisa estar ao mesmo potencial do núcleo aterrado, evitando que se forme um espaço de ar sob tensão. Para isso, aplica-se um revestimento semicondutor (tinta ou fita condutiva) que faz o contato elétrico entre a barra e o ferro. Quando há folga (cunhas afrouxadas, vibração) ou desgaste/abrasão desse revestimento, surge um pequeno espaço de ar sob campo — e ali ocorre o slot discharge, que erode o revestimento e a isolação progressivamente.

2. O sistema de gradação de campo (end-winding)

Na saída da ranhura e nas cabeças de bobina, o campo elétrico tende a se concentrar abruptamente. Para suavizá-lo, usa-se um sistema de gradação de tensão (stress grading), comumente baseado em material de resistividade não linear (por exemplo, à base de carbeto de silício), que distribui o potencial ao longo de um comprimento. A degradação desse sistema — por envelhecimento térmico, contaminação ou montagem — eleva o campo local e origina DP de superfície no end-winding.

3. Fatores agravantes no end-winding

Além da degradação do stress grading, contribuem para a DP de end-winding: contaminação (poeira condutiva, óleo, umidade), espaçamento insuficiente entre bobinas de fases diferentes, vibração e ressecamento. Por estar exposto ao ambiente interno da máquina, o end-winding é sensível às condições de operação e limpeza.

4. Assinaturas no PRPD por fase

A medição é feita por fase; comparar as três fases ajuda a localizar a zona afetada. Slot discharge e end-winding tendem a apresentar assinaturas distintas no PRPD (posição, simetria, polaridade), mas a confirmação combina o padrão com inspeção visual, com a tendência e, quando possível, com mapeamento. A medição segue a IEEE 1434 e a IEC 60034-27.

5. Por que distinguir as zonas

A ação depende da zona. Slot discharge por folga pede recolocação/reaperto de cunhas, reforço de fixação ou recuperação do revestimento semicondutor. DP de end-winding por contaminação pede limpeza técnica e melhoria de espaçamento; por degradação do stress grading, pode exigir recuperação do sistema de gradação. Tratar tudo como “DP genérica” leva a intervenções equivocadas.

6. Como a Tecnvolt localiza a DP no enrolamento

A Tecnvolt, empresa de engenharia elétrica de Recife/PE com atuação no Nordeste, mede DP por fase, distingue slot discharge de end-winding pelo PRPD e pela inspeção, conforme IEEE 1434 e IEC 60034-27, e entrega laudo que aponta a zona e orienta a manutenção.

Perguntas frequentes

O que causa slot discharge?

Folga entre a barra e o núcleo (cunhas afrouxadas, vibração) ou desgaste do revestimento semicondutor de ranhura, criando espaço de ar sob campo.

O que é stress grading?

O sistema de gradação de campo na saída da ranhura, geralmente de material de resistividade não linear, que suaviza o campo elétrico e evita DP no end-winding.

Como diferenciar slot de end-winding?

Pela medição por fase e pelo PRPD, combinados com inspeção e tendência — a conclusão é de engenharia.

A zona muda a manutenção?

Muito. Slot e end-winding pedem ações distintas; localizar a zona é decisivo para a intervenção correta.

Referências