Detecção precoce de danos no isolamento de geradores elétricos através da análise do espectro de impedâncias

Este trabalho descreve uma metodologia para detecção precoce de danos no isolamento de geradores elétricos. Foi escolhida a técnica por espectro de impedância, dado que a literatura indica que esta é sensível o suficiente para detectar mudanças nas propriedades dielétricas do isolamento. Um protótipo de laboratório foi desenvolvido para injetar sinais senoidais em larga faixa de frequências e medir a impedância da máquina sob teste em cada uma destas frequências, obtendo-se assim um espectro de impedâncias. Cada espectro obtido é, então, comparado a seu histórico (chamado baseline). Em caso de diferenças de um determinado espectro para seu baseline, isto pode ser indício de mudanças nas propriedades dielétricas do isolamento. Também é descrito um procedimento de projeto do sistema de acoplamento entre o protótipo e um gerador em funcionamento, para operação online. Este sistema é composto por um filtro passa altas C-L-C e um circuito com amplificadores operacionais e supressor de transitório. É enfatizado que o acoplamento produz um efeito de “sombra” no espectro, diminuindo a região útil para análise. É discutido que um acoplamento C-L-C melhora o desempenho de um acoplamento capacitivo comum. Resultados experimentais são relatados, tanto para operação offline quanto para operação online em um gerador de indução a 235V e em um gerador síncrono de polos lisos em 220V. Como a técnica de FRA é baseada em comparações entre espectros, repetibilidade entre as medidas é fundamental para obtenção de um diagnóstico confiável. Este trabalho mostra que vários fatores externos (tais como temperatura, umidade do ar e a posição angular do rotor) podem ter influência nas medidas. Uma metodologia estatística foi proposta visando a um diagnóstico mais preciso, mesmo quando existe variabilidade entre as medidas.