Descargas Parciais em cabos: como identificar defeitos antes que se tornem falhas críticas 

Enquanto a medição de Tangente Delta permite avaliar o envelhecimento do isolamento ao longo do tempo, a técnica de ensaios de Descargas Parciais (PD) oferece uma abordagem diagnóstica pontual e precisa, voltada à detecção de defeitos localizados que podem evoluir para falhas em curto ou médio prazo. 

Essa técnica é fundamental para identificar defeitos iniciais em cabos e acessórios de média tensão antes que comprometam a operação do sistema. Ao localizar regiões de estresse elétrico elevado, torna-se possível intervir de forma preventiva, aumentando a confiabilidade da instalação elétrica. 

O que são descargas parciais? 

As Descargas Parciais são rupturas dielétricas localizadas que ocorrem em pequenas regiões do isolamento de cabos ou acessórios. Elas geram solicitações abruptas de carga, mas não rompem completamente o isolamento, o que impede o acionamento dos sistemas de proteção. 

Essas descargas são causadas por acúmulo de estresse elétrico localizado, frequentemente relacionado a: 

• Arborescências de água; 

• Imperfeições no isolamento; 

• Deformações no campo elétrico. 

As figuras abaixo ilustram como a deformação das linhas de campo elétrico favorece o surgimento de descargas, que, com o tempo, reduzem a rigidez dielétrica até causar a falha do cabo. 

Defeitos causadores de descargas parciais 

Defeitos internos no isolamento de cabos podem levar a Descargas Parciais e evoluir rapidamente, com falhas ocorrendo em minutos ou dias. Por isso, diagnósticos convencionais podem não ser suficientes, já que a janela de detecção é estreita. 

Defeitos típicos incluem: 

• Inclusões metálicas ou vazios internos; 

• Danos mecânicos; 

• Arborescência de água. 

Esses defeitos costumam ser identificados durante testes de tensão aplicada em VLF, tanto em comissionamentos quanto em manutenções de rotina. A figura abaixo apresenta exemplos visuais desses defeitos. 

Defeitos em acessórios de cabos 

Os acessórios montados em campo (terminações e emendas) são mais suscetíveis a erros de instalação, como: 

• Abertura incorreta de ponteiras; 

• Limpeza deficiente; 

• Dimensionamento inadequado. 

A criticidade aumenta em sistemas de alta tensão, exigindo maior rigor nos procedimentos. A figura abaixo exemplifica defeitos comuns que podem gerar atividade de Descarga Parcial em acessórios. 

Tecnologias para ensaios de Descargas Parciais 

Existem diversas tecnologias no mercado para detecção de Descargas Parciais, mas há baixa padronização entre os fabricantes, o que pode gerar confusão na escolha de equipamentos. Entre as mais utilizadas estão os quadrupolos elétricos e os transformadores de corrente de alta frequência (HFCT). 

Os ensaios se dividem em duas categorias principais: 

Ensaios offline de Descargas Parciais

Realizados com o sistema desenergizado, exigem a desconexão das terminações e o uso de fonte externa para aplicação da tensão. 

Características principais: 

• Controle das variáveis de medição; 

• Maior sensibilidade e menor ruído; 

• Localização de defeitos via reflectometria; 

• Identificação da tensão de ignição e extinção das descargas. 

O equipamento registra os sinais gerados durante o ensaio e os submete a análise com auxílio de Inteligência Artificial, permitindo classificar e quantificar os eventos. A figura abaixo mostra um arranjo típico desse tipo de ensaio.

Ensaios online de Descargas Parciais

São realizados com o sistema energizado, utilizando transdutores de corrente de alta frequência conectados à blindagem dos cabos, como na figura abaixo: 

Opcionalmente, é possível realizar o ensaio online também por meio das portas VDS dos cubículos, caso estejam disponíveis.

Vantagens: 

• Monitoramento contínuo sem interrupção da operação; 

• Aplicável em sistemas com baixa disponibilidade para desligamentos, como parques solares e eólicos. 

Desvantagens: 

• Maior nível de ruído e interferência eletromagnética; 

• Menor sensibilidade; 

• Impossibilidade de correlacionar o comportamento à tensão aplicada. 

Esses sistemas utilizam Inteligência Artificial para filtrar e identificar sinais de descarga dentro de grandes volumes de dados coletados em tempo real.

Conclusão 

A técnica de medição de Descargas Parciais é uma ferramenta essencial na manutenção preditiva de sistemas elétricos com cabos isolados. Sua aplicação permite detecção precoce de defeitos críticos, principalmente em acessórios instalados em campo, onde as falhas são mais frequentes. 

Com a escolha adequada entre ensaios online ou offline, é possível equilibrar a sensibilidade da medição com a disponibilidade operacional do sistema. A correta identificação e tratamento de defeitos por Descarga Parcial evita falhas inesperadas e aumenta a confiabilidade da rede elétrica, contribuindo para a segurança e continuidade dos processos industriais e energéticos.