A eficácia dos testes de tensão aplicada em VLF

Seja na etapa de comissionamento ou durante a operação, é imprescindível garantir os requisitos mínimos de performance dos cabos isolados de média tensão. Para isso, devemos sempre executar testes e diagnósticos que visam prevenir possíveis falhas antes que elas comprometam as operações. Uma das técnicas de manutenção focadas nesse objetivo são os testes de tensão aplicada em VLF (Very Low Frequency). Nesses ensaios, submetemos os isolamentos dos cabos são a níveis pré-determinados de sobretensão de operação, por tempo definido, conforme o guia internacional IEEE 400.2-2013. A finalidade principal é identificar pontos frágeis ou defeitos no material isolante do cabo de energia, como falhas de isolamento. Essas falhas, em curto prazo, poderiam comprometer a confiabilidade das redes de média tensão.

Eficácia dos testes de tensão aplicada em VLF

Mas, afinal, os testes em VLF são realmente eficazes? Em quais estágios da vida útil dos cabos isolados em média tensão devemos executar esses testes? Nos próximos tópicos, vamos responder a essas questões. Vamos ainda visualizar estudos de casos reais que comprovam a utilidade da técnica para o aumento da confiabilidade das redes de média tensão.

Finalidade dos testes de tensão aplicada em VLF

Fragilidades e defeitos em cabos isolados podem ocorrer durante o processo construtivo, a instalação e a confecção dos acessórios devido ao envelhecimento natural ou até mesmo às peculiaridades de aplicação, como a proximidade a uma câmara quente durante a operação.

Por isso, os testes de tensão aplicada aos isolamentos dos cabos são importantes na fase de comissionamento e verificação inicial das redes de média tensão. Entretanto, também possuem alta relevância após anos de serviço.

Procedimentos dos testes de tensão aplicada em VLF

Nos testes dos isolamentos feitos em VLF, submetemos os cabos a tensões elétricas alternadas em 0,1 Hz por períodos pré-determinados. Dessa maneira, cumprem com a função de submeter o cabo a uma tensão superior à nominal sem danificar o material isolante. Os defeitos, nessas condições, apresentam dinâmica acelerada e crescem mais rapidamente do que se fossem mantidos sob a tensão de operação.

Assim, aqueles defeitos que estão em estágio suficientemente desenvolvido, e que teriam alta probabilidade de falha posteriormente em operação, geralmente falham durante as condições dos testes. Diversos estudos mostram a eficácia do método para aumento de confiabilidade e redução do número de falhas durante a operação.

Estudo de caso: comparação entre os testes VLF vs. HIPOT-DC

Um importante estudo (Very Low Frequency Testing – Its effectiveness in detecting hidden defects in cables), que abrangeu um grande universo de amostra, foi apresentado no congresso CIRED, em Barcelona (ES), em 2003. Neste trabalho, a empresa Tenaga Nasional Berhad evidenciou que, com a introdução dos testes VLF em substituição ao HIPOT-DC, a taxa de falha diminuiu em 90% no período de 20 meses.

Outro estudo desenvolvido pelo National Electric Energy Testing Research and Applications Center (NEETRAC – CHAPTER 9 Simple Dielectric Withstand – Joshua Perkel) demonstra a maior eficácia do teste em VLF frente a outras alternativas, como, os testes DAC (Damped AC Voltage). Esses testes, conforme o estudo, não cumprem os requisitos para teste “Simple Withstand”.

Resultados comparativos

É possível observar, na tabela acima, que os cabos submetidos a testes de tensão aplicada obtiveram os seguintes resultados:

• Sem falhas: 68
• Falhas durante o teste: 23
• Falhas durante a operação: 9

Já nos cabos que não foram submetidos a nenhum teste de tensão aplicada, observamos o seguinte resultado:

• Sem falhas: 81
• Falhas durante a operação: 19

Esse estudo trouxe duas informações importantes: quando empregamos os testes de tensão aplicada, a quantidade de falhas aumentou. Em contrapartida, quando não aplicamos as medições, o número de cabos sem falhas foi maior, mas as falhas durante a operação aumentaram significativamente.

Testar os cabos de média tensão é preciso

As falhas, quando ocorrem em plena operação, são em sua maioria críticas e danosas para os circuitos. Baseado nesse estudo, concluímos que, se realizarmos testes de tensão aplicada, poderá haver um aumento do total de falhas durante as medições. Em contrapartida, observa-se uma diminuição significativa da taxa de falhas durante a operação. Caso se opte por não realizar nenhum teste, visando a diminuição do total de falhas, haverá, por outro lado, um aumento expressivo da taxa de falha durante a operação.