1. Metodologia para Detecção Precoce de Danos no Isolamento de Unidades Hidrogeradoras através da Análise do Espectro de Impedância 1

3. Objetivo do Projeto

4. Motivação

5. Falhas em Hidrogeradores

6. Espectroscopia da Impedância

7. Padrões de falta

9. Algumas técnicas de monitoração da condição da máquina podem ser dispendiosas, entre estas técnicas podem-se citar: inspeção visual e instalação de transdutores de descargas parciais.

13. O aquecimento causa dois problemas fundamentais, diminuição do rendimento e envelhecimento ou deterioração – “aging”, do isolamento

14. O envelhecimento do isolamento é função do tempo e da temperatura. Contudo, mesmo em condições de controle excepcionais, seus efeitos acumulados não estão devidamente estabelecidos

16. Capacitâncias associadas ao isolante Cer : capacitor entre o enrolamento estatórico e as chapas do rotor. (Dielétrico = entreferro+isolante de ranhura+isolamento dos fios) Crc : capacitor entre as chapas do rotor e do estator. (Dielétrico = entreferro) Cec : capacitor entre enrolamento estatórico e carcaça. (Dielétrico = isolamento de ranhura + o isolamento dos fios)

19. Polarização e Relaxação Considerando um material dielétrico sob a ação de um campo elétrico externo, constante e uniforme. As equações de Maxwell neste meio (no SI) tem a forma: O campo magnético efetivo dentro do dielétrico é dado por é o campo efetivo no interior do meio, chamado de deslocamento elétrico, definido como onde ε0 é a permissividade dielétrica do vácuo e a polarização do meio dielétrico. A polarização é definida como o momento dipolar por unidade de volume, de forma geral,

20. Polarização e Relaxação Para meios dielétricos submetidos a campos elétricos variáveis no tempo, os mecanismos de polarização discutidos permanecem válidos. Neste caso, a constante dielétrica se torna uma grandeza complexa dada por Geralmente, a perda dielétrica é determinada através de um parâmetro conhecido como tangente de perda, sendo δ conhecido com ângulo de perda.

21. MODELO PARA ANÁLISE DO ISOLAMENTO PELO ESPECTRO DE IMPEDÂNCIA O modelo é associado com o de motores de indução trifásico, dado a simplicidade de teste e sua similaridade, no esquema de isolação, envolvendo enrolamento do estator e carcaça, entre espiras do estator e entre espiras e rotor. Modelo básico de uma das fases do enrolamento do estator

22. OS PADRÕES DE FALHA DO ISOLAMENTO PELO ESPECTRO DE IMPEDÂNCIA A freqüência de ressonância (fres) se desloca para (fcut), quando o enrolamento sofreu alguma modificação

23. MODELO PARA ANÁLISE DO ISOLAMENTO PELO ESPECTRO DE IMPEDÂNCIA Outra situação é, por exemplo, o aumento de umidade no enrolamento do estator.

24. MODELO PARA ANÁLISE DO ISOLAMENTO PELO ESPECTRO DE IMPEDÂNCIA Outro fenômeno que modifica o dielétrico dos isolantes e assim sua capacidade de isolação é a ocorrência de infiltração (percolation) no enrolamento.

25. MODELO PARA ANÁLISE DO ISOLAMENTO PELO ESPECTRO DE IMPEDÂNCIA As situações em que os isolantes são constituídos de cerâmica e ocorre acúmulo de impurezas, essas após serem aquecidas se ionizam e oferecem um caminho alternativo para a corrente.

26. PRIMEIROS TESTES DE VERIFICAÇÃO DO MODELO

27. fres~98kHz PRIMEIROS TESTES DE VERIFICAÇÃO DO MODELO A resposta para o motor off-line em condição normal, ou seja, com os isolantes íntegros, à temperatura ambiente e livre de contaminantes ou infiltrações

28. fres~94kHz fres~98kHz PRIMEIROS TESTES DE VERIFICAÇÃO DO MODELO Outra simulação que justifica o modelo abordado é a ligação de um dos taps do indutor para massa.