Esta análise detalhada explorará as causas comuns para leituras flutuantes de resistência em CC em uma fase de um transformador trifásico, combinando princípios teóricos com exemplos práticos e padrões de dados ilustrativos.
O teste de resistência em CC mede a resistência ôhmica de um enrolamento de transformador injetando uma corrente contínua conhecida e regulada (tipicamente entre 1A e 50A, dependendo da potência do transformador) e medindo a queda de tensão resultante no enrolamento. De acordo com a Lei de Ohm:
R = V/I
Onde:
R é a resistência em CC em ohms (Ω).
V é a queda de tensão medida em volts (V).
I é a corrente contínua injetada em amperes (A).
Para que a leitura seja estável, tanto a corrente injetada (I) quanto a tensão medida (V) devem se estabilizar rapidamente após o início do teste. Flutuações indicam que um ou ambos esses valores são instáveis durante o período de medição.
Flutuações em uma única fase, enquanto as outras duas fases fornecem leituras estáveis, localizam fortemente o problema naquele enrolamento específico, suas conexões ou no mecanismo associado do comutador de derivação. As causas mais comuns são categorizadas da seguinte forma:
Esta é a causa mais frequente e muitas vezes a mais crítica. Uma leitura flutuante geralmente aponta para uma conexão intermitente de alta resistência.
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Mecanismo: No local de uma conexão solta (por exemplo, um terminal aparafusado, uma conexão de bucha ou uma crimpagem de cabo para enrolamento), o caminho da corrente é instável. A corrente contínua injetada cria aquecimento localizado (P = I2R). À medida que a junta solta aquece, a pressão de contato pode expandir ou deslocar temporariamente, melhorando momentaneamente a conexão (a resistência cai). À medida que a corrente é mantida, microvibrações ou movimentos menores podem fazer com que a área de contato se desloque novamente, levando a um aumento abrupto da resistência e, consequentemente, a uma queda na corrente medida/aumento na tensão medida (ou vice-versa, dependendo do método de regulação do equipamento de teste).
Exemplo de Dados:
| Tempo (s) | Fase A (Ω) | Fase B (Ω) | Fase C (Ω) |
| :------: | :----------------: | :----------------: | :----------------: |
| 5 | 0.125 Ω | 0.124 Ω | 0.128 Ω (Estável) |
| 10 | 0,125 Ω | 0,124 Ω | 0,135 Ω (Salto) |
| 15 | 0,125 Ω | 0,124 Ω | 0,126 Ω (Queda) |
| 20 | 0,125 Ω | 0,124 Ω | 0,141 Ω (Pico) |
Para enrolamentos conectados a um comutador de taps, o movimento e o assentamento do mecanismo de contato são cruciais para uma resistência estável.
Mecanismo: Se os contatos do seletor, os contatos do interruptor diversor (em OLTCs) ou os contatos móveis (em DETCs) estiverem picados, sujos ou desalinhados, eles podem não estabelecer uma ponte elétrica firme e estável. Quando a corrente CC é aplicada, a resistência de contato pode mudar intermitentemente devido a um leve movimento físico causado pelas forças magnéticas da corrente ou por mudanças de temperatura interna no óleo. Isso é especialmente verdadeiro se o teste for realizado imediatamente após uma operação de mudança de tap.
Problema Específico do OLTC - Resistores de Transição: Durante a breve operação de mudança de tap, os resistores de transição ficam temporariamente no circuito. Se um teste for tentado durante a transição, ou se o mecanismo não assentar completamente e deixar um resistor de transição parcialmente no circuito devido a uma falha mecânica, a resistência medida será errática e anormalmente alta.
Ação de Diagnóstico: Execute o teste em todas as posições de tap. Se a flutuação ocorrer apenas em um ou dois taps, o problema está quase certamente nos contatos do comutador de taps para essas posições.
Embora menos comum do que problemas de conexão, uma falha dentro do próprio enrolamento pode causar flutuações, particularmente em enrolamentos feitos de vários condutores paralelos (por exemplo, cabo continuamente transposto - CTC).
Mecanismo: Um condutor quebrado ou severamente comprometido ou uma junta de transposição dentro do feixe do enrolamento pode entrar em contato intermitente com o condutor adjacente ou com o corpo principal do condutor. As leves forças magnéticas da corrente CC de teste podem fazer com que a extremidade do condutor quebrado se mova, fazendo e interrompendo o contato, resultando em um valor de resistência flutuante, mas tipicamente mais alto.
Exemplo de Dados: A flutuação aqui pode ser menor e mais rápida do que em um problema de conexão, manifestando-se como uma "instabilidade" em torno da leitura esperada, em vez de saltos distintos. Esta falha é extremamente grave e indica uma falha iminente do enrolamento.
Embora o problema esteja isolado em uma fase, a possibilidade de erro externo ou procedural deve ser eliminada primeiro.
Mecanismo: Os próprios cabos de teste, particularmente os cabos de detecção de tensão (V), são altamente sensíveis. Se o cabo de tensão para a fase problemática estiver mal fixado, tiver um conector defeituoso ou for movido fisicamente durante o teste, a leitura flutuará intensamente. Os cabos de corrente (I) são menos sensíveis ao movimento, mas uma conexão solta pode fazer com que a injeção de corrente fique instável, levando a flutuações em V e, portanto, em R.
Ação de Diagnóstico:
1. Verificar a Integridade dos Cabos: Desligue o equipamento de teste, inspecione e limpe as garras/grampos e restabeleça a conexão para a fase afetada (tanto os cabos de corrente I quanto os de tensão V).
2. Loop de Aterramento: Certifique-se de que o equipamento de teste está devidamente aterrado e de que nenhum loop de aterramento estranho esteja interferindo no circuito de medição da fase afetada.
Ao se deparar com uma leitura flutuante, uma abordagem sistemática é obrigatória.
Reconfigurar o Teste: Interrompa imediatamente o teste, limpe todos os pontos de conexão no terminal/buchão do transformador e recoloque as garras dos cabos de corrente e tensão para a fase afetada, garantindo que uma conexão Kelvin de quatro fios esteja sendo usada corretamente. Repita o teste.
Estabilidade da Temperatura: Assegure-se de que a temperatura do óleo esteja estável. Mudanças rápidas de temperatura podem causar um desvio genuíno e não flutuante, mas se a temperatura estiver estável e a leitura estiver errática, a temperatura não é a causa direta. Todas as leituras devem ser corrigidas para uma temperatura de referência padrão (por exemplo, 75℃) usando a fórmula:
Onde: k é 234,5 para cobre ou 225 para alumínio; Tstd é a temperatura padrão; Tm é a temperatura medida; Rm é a resistência medida. Nota: A flutuação em si é uma indicação de uma falha, independentemente da correção de temperatura.
Teste de Agitação: Se o enrolamento estiver conectado a um TCSC, tente balançar suavemente o mecanismo de acionamento ou motor do comutador de derivação enquanto a corrente é aplicada e monitorada. Se a leitura mudar ou se estabilizar durante este movimento, o problema está definitivamente dentro do comutador de derivação (por exemplo, um problema de assentamento ou um desalinhamento de contato).
Medir em Todas as Derivações: Como observado, teste cada posição de derivação. Uma flutuação presente apenas em certas derivações aponta diretamente para os contatos associados a essas derivações.
Se os diagnósticos externos e do comutador de derivação não resolverem o problema, o transformador deve ser retirado de serviço e desenvasado, ou o compartimento do enrolamento deve ser aberto para inspeção visual interna.
Áreas de Foco: A inspeção deve visar a transição entre o enrolamento e o terminal de saída, as conexões soldadas/prensadas ao bushings, e todo o caminho de corrente exposto para a fase afetada. Sinais de arco, descoloração localizada (pontos quentes) ou parafusos soltos são confirmação de uma conexão de alta resistência severa.
Impacto Futuro: Uma leitura flutuante é uma condição pré-falha. O arco repetido e as altas perdas I²R na conexão defeituosa gerarão grandes quantidades de gás de falha (acetileno, hidrogênio, etc.), levando a uma fuga térmica e a uma falha catastrófica se não for tratada.
Conclusão
Uma flutuação errática e repetida na resistência CC do enrolamento de uma única fase é um indicador inequívoco de um problema de contato intermitente, mais comumente uma conexão solta em um terminal ou uma falha dentro dos contatos do comutador de derivação. Ao contrário de uma leitura estável, mas incorreta (que sugere um curto no enrolamento ou uma configuração de derivação incorreta), um valor flutuante sinaliza uma mudança física e não contínua na resistência do caminho da corrente durante o período de teste. Os padrões de dados, caracterizados por saltos abruptos ou picos de resistência, devem ser tratados com a máxima seriedade, exigindo um processo de diagnóstico sistemático para evitar uma falha em serviço iminente e custosa.
Kingrun Transformer Instrument Co.,Ltd.
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