Concepção de um sistema de automação e monitoramento para equipamento utilizado em ensaios de trilhamento elétrico e erosão

Raphael Borges da Nobrega

ORCID iD Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) Brasil

Valmir do Nascimento Júnior

ORCID iD Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) Brasil

Ítalo Oliveira Medeiros

ORCID iD Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) Brasil

Edson Guedes da Costa

ORCID iD Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) Brasil

Ronimack Trajano de Souza

ORCID iD Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) Brasil

Resumo

Este trabalho teve como objetivo projetar e desenvolver de um sistema de controle e aquisição de dados empregando a plataforma open source Arduino para automatizar um equipamento responsável pela realização do ensaio de trilhamento elétrico e erosão proposto pela norma IEC 60587. O sistema desenvolvido permite selecionar resistores de proteção especificados pela norma a partir do valor de tensão informado pelo operador, monitorar a corrente de fuga que circula sobre cinco amostras ensaiadas simultaneamente e realizar a interrupção individual das amostras de forma automática caso a corrente de fuga exceda 60 mA por mais de dois segundos. Os valores de corrente de fuga são medidos, indiretamente, a partir da queda de tensão sobre resistores shunt de 50 Ω instalados em série com cada amostra. Os valores de tensão sobre os resistores shunt são condicionados por meio de um circuito de medição que permite adequar o nível de tensão às entradas analógicas do microcontrolador, isto é, entre 0 V e 5 V. No microcontrolador é realizado o tratamento do sinal de tensão obtido pelo circuito de medição, o cálculo do valor eficaz da corrente e o monitoramento do critério de parada da corrente de fuga. A calibração do circuito de medição da corrente de fuga foi realizada por meio da comparação com valores de tensão medidos por um osciloscópio digital para quatro diferentes formas de onda alternadas e valores até 5 Vrms, que corresponde a correntes de até 100 mA. Os resultados evidenciaram que o circuito proporcionou medições próximas aos valores medidos pelo osciloscópio, com erros inferiores a 11%. Para valores de corrente entre 30 mA e 80 mA, os erros foram inferiores a 6%.

Palavras-chave


Arduino; Corrente de fuga; Erosão; Polímeros; Trilhamento elétrico


Texto completo:

Referências


AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS – ASTM. ASTM D2303: Standard test method for liquid-contaminant, inclined-plane packing and erosion of insulating materials. West Conshohocken: ASTM, 2013.

ARDUINO. analogRead(). 2019. Disponível em: https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/analog-io/analogread/. Acesso em: 14 out. 2019.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 10296: Material isolante elétrico – avaliação de sua resistência ao trilhamento elétrico e erosão sob severas condições ambientais. Rio de Janeiro: ABNT, 2014.

FERREIRA, T. V. Estudo do trilhamento de núcleo em isoladores poliméricos. 2007. 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2007.

GERMANO, A. D. Análise da degradação de isolamentos poliméricos. 2010. 69 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2010.

INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION – IEC. IEC 60050-212: International Electrotechnical Vocabulary – Part 212: electrical insulating solids, liquids, and gases. Genebra: IEC, 2010.

INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION – IEC. IEC 60112: Method for the determination of the proof and the comparative tracking indices of solid insulating materials. Genebra: IEC, 2009.

INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION – IEC. IEC 60587: Electrical insulating materials used under severe ambient conditions: test methods for evaluating resistance to tracking and erosion. Genebra: IEC, 2007.

MALIK, N. H.; AL-ARAINY, A. A.; QURESHI, M. I. Electrical insulation in power systems. Nova York: Marcel Dekker, 1998.

NASCIMENTO JUNIOR, V. et al. Sistema de controle e monitoramento para equipamento de trilhamento elétrico e erosão. In: INTERNATIONAL WORKSHOP ON ADVANCED DIELECTRICS AND APPLICATIONS (IWADA), 3., 2019, Campina Grande. Proceedings […] Campina Grande: UFCG, 2019.

SALAMA, M. M. A.; SALLAM, M. M. A mathematical model for tracking time calculation for polymeric materials. In: IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTRICAL INSULATION, 1992, Baltimore, EUA. Conference Record [...] Baltimore, EUA: IEEE, 1992.

SANTOS, K. O. Equipamento para ensaios de trilhamento e erosão em isolamentos poliméricos. 2016. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2016.

SILVA, R. F. Trilhamento elétrico sobre materiais poliméricos pela análise da energia absorvida devido as descargas elétricas superficiais. 2014. 125 f. Tese (Doutorado em Engenharia e Ciência dos Materiais) – Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2014.

THOMAZINI, D. Classificação da hidrofobicidade em isoladores elétricos poliméricos de alta tensão. 2009. 114 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2009.

XAVIER, J. A. R. Ajustamento de técnica de monitoração remota de poluição em cadeias de isoladores a partir de aferições laboratoriais. 2017. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2017.


DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-03062015v1n48p33-45

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