Uma descarga parcial emite, no mesmo instante, um pulso de corrente, uma onda eletromagnética que vai de VHF a UHF, uma onda acústica e até luz. Cada sensor de DP explora um desses sinais. Conhecer o princípio físico, a faixa de frequência e o domínio de aplicação de cada um — acoplador capacitivo, HFCT, TEV, UHF e ultrassom — é o que permite escolher a ferramenta certa para detectar e localizar a fonte.

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

1. A DP é uma fonte multifísica

O pulso de DP tem tempo de subida de nanossegundos, o que lhe confere um conteúdo espectral que se estende de baixas frequências até a faixa de UHF. Ao mesmo tempo, a microexplosão gera uma onda de pressão (acústica) e emissão luminosa. Essa natureza multifísica é a razão de existirem vários sensores: cada um “enxerga” a descarga por uma janela diferente, com vantagens e limitações próprias de sensibilidade, imunidade a ruído e capacidade de localização.

2. Acoplador capacitivo (método elétrico)

É o sensor do método da IEC 60270. Um capacitor de acoplamento de baixa indutância oferece caminho de baixa impedância ao pulso, que é medido por um quadripolo. É o único caminho que entrega a carga aparente em pC de forma calibrada e rastreável — portanto, a referência para quantificar a severidade. Aplica-se a transformadores, máquinas, cabos e ensaios de aceitação. Sua faixa útil típica fica na região de HF (centenas de kHz a alguns MHz, conforme o sistema).

3. HFCT (transformador de corrente de alta frequência)

O HFCT é um transformador de corrente toroidal de banda larga, instalado em torno do condutor de aterramento (malha de terra, blindagem, cabo de neutro). Ele capta o pulso de corrente de DP que retorna pela terra, tipicamente em faixa de HF. É muito usado em cabos e máquinas, é de instalação não intrusiva e permite medição online. Sua resposta depende da posição e do laço de terra, o que exige cuidado na montagem e na interpretação.

4. TEV (Transient Earth Voltage)

Quando há DP interna em um cubículo ou painel metálico de média tensão, surge na superfície externa da carcaça um transitório de tensão de alta frequência (faixa de VHF), captado por sensores capacitivos do tipo TEV. É uma técnica de varredura rápida, não intrusiva, ideal para triagem de switchgear em operação. Não fornece carga calibrada em pC, mas indica a presença e a intensidade relativa de atividade.

5. UHF (300 MHz a 3 GHz)

O método UHF capta a emissão eletromagnética de altíssima frequência da DP por meio de antenas/acopladores internos ou externos. Tem duas grandes virtudes: alta sensibilidade e boa imunidade ao ruído conduzido de baixa frequência (corona externa, chaveamentos), pois opera em uma faixa onde esses ruídos são fracos. É consagrado em GIS e crescente em transformadores, sendo normalizado, junto ao acústico, pela IEC 62478.

6. Acústico / ultrassom

Sensores piezoelétricos captam a onda de pressão da descarga, tipicamente em faixa de dezenas a centenas de kHz. O método acústico é, por excelência, de localização: a diferença de tempo de chegada (TDOA) do som entre vários sensores permite triangular a posição da fonte dentro de um tanque de transformador. É imune a interferência eletromagnética, mas sensível a ruído mecânico e à atenuação no meio.

7. Sensor x grandeza x aplicação

8. Detectar/quantificar x localizar

É útil separar dois objetivos. Para quantificar a severidade em pC de forma rastreável, o caminho é o método elétrico (acoplador capacitivo, IEC 60270), eventualmente com HFCT. Para localizar a fonte, destacam-se o acústico (TDOA) e o UHF (em GIS e trafos), além de técnicas de mapeamento. Um diagnóstico completo costuma combinar: um sensor detecta e quantifica; outro confirma e aponta a origem, aumentando a confiança e reduzindo falsos positivos.

9. Seleção e combinação de sensores

A escolha considera o ativo (transformador, GIS, máquina, painel, cabo), o objetivo (triagem, quantificação, localização), o ambiente de ruído e a possibilidade de instalação. Em switchgear, TEV e ultrassom fazem triagem rápida; em GIS, UHF é referência; em transformadores, combina-se elétrico (pC) com acústico/UHF para localizar; em máquinas e cabos, acoplador capacitivo e HFCT predominam. A IEC 62478 organiza os métodos não convencionais.

10. Como a Tecnvolt aplica os sensores

A Tecnvolt, empresa de engenharia elétrica de Recife/PE com atuação no Nordeste, seleciona e combina sensores conforme o ativo e o objetivo, integrando o método elétrico calibrado (IEC 60270) aos métodos UHF e acústico (IEC 62478) para detectar, quantificar e localizar a DP, com relatório técnico de condição e recomendação.

Perguntas frequentes

Qual sensor dá a carga em pC?

O acoplador capacitivo do método elétrico (IEC 60270). O HFCT também capta o pulso, mas a quantificação calibrada em pC é própria do método elétrico.

Por que o UHF é tão usado em GIS?

Porque é muito sensível e opera em faixa onde o ruído conduzido de baixa frequência é fraco, oferecendo boa imunidade dentro do invólucro metálico da GIS.

O acústico mede severidade?

Ele serve sobretudo para localizar a fonte (por TDOA). A severidade em pC vem do método elétrico; o acústico complementa.

Preciso de mais de um sensor?

Em ativos críticos, combinar sensores aumenta a confiança: um detecta e quantifica, outro confirma e localiza, conforme a IEC 62478.

Referências