Análise de revestimento dielétrico de um sensor UHF de microfita aplicado na detecção de descargas parciais em transformadores de potência
DOI:
https://doi.org/10.18265/1517-03062015v1n47p214-226Palavras-chave:
Antenas de microfita, Descargas parciais, Sensor UHF, Transformadores de potênciaResumo
O uso de sensores UHF em equipamentos elétricos de alta tensão para monitoramento de seu sistema de isolamento é largamente empregado. Com o intuito de melhorar a eficácia desses sensores, é apresentada, neste trabalho, uma análise sobre diferentes tipos de materiais dielétricos que podem ser utilizados como revestimento físico protetor e para aprimoramento das características eletromagnéticas de sensores UHF de microfita aplicados à detecção de descargas parciais em transformadores de potência. Os materiais usados como revestimento foram vidro, silicone, FR4, teflon e acrílico. Para tanto, simulações no software HFSS para o desenvolvimento das análises em duas antenas UHF de microfita foram realizadas. A partir das análises feitas, verificou-se o aprimoramento do coeficiente de reflexão e do ganho do sensor UHF, indicando que os materiais avaliados demonstraram ter aplicabilidade prática. Ademais, simulações de uma típica blindagem eletromagnética aplicada em conjunto com o sensor também foram desenvolvidas, demonstrando que a concepção da blindagem ainda nas etapas de projeto é de grande relevância. Para fundamentar os dados obtidos a partir das simulações, modelos reais dos sensores UHF avaliados foram construídos e submetidos a experimentos em laboratório.
Downloads
Referências
AQUINO, M. V. D. et al. Avaliação da inserção de camadas dielétricas no desempenho de sensor UHF de microfita aplicado a detecção de descargas parciais. In: INTERNATIONAL WORKSHOP ON ADVANCED DIELECTRICS AND APPLICATIONS (IWADA), 3., 2019, Campina Grande. Anais [...].Campina Grande: [s. n.], 2019a.
AQUINO, M. V. et al. Influência de estruturas mecânicas no projeto de um sensor UHF para detecção de descargas parciais em transformadores de potência. In: ENCONTRO REGIONAL IBERO-AMERICANO do CIGRÉ (ERIAC), 17., 2019, Foz do Iguaçu. Anais [...].Foz do Iguaçu: [s. n.], 2019b. Disponível em: http://www.xviiieriac.com.br/index.php?pagina=na /trabalhos&dir=Trabalhos%20Tecnicos/D1/. Acesso em: 8 dez. 2019.
BALANIS, C. A. Antenna theory: analysis and design. 3. ed. New Jersey: Wiley, 2005.
CHAI, H.; PHUNG, B. T.; ZHANG, D. Development of UHF sensors for partial discharge detection in power transformer. In: Condition Monitoring and Diagnosis, 2018, Perth. Proceedings [...] Perth: IEEE, 2018. DOI: 10.1109/CMD.2018.8535779. Disponível em: https://ieeexplore.ieee.org/document/8535779. Acesso em: 8 dez. 2019.
CIGRÉ. Recommendations for condition monitoring and condition assessment facilities for transformers. Working Group A2.27. [S. l.]: CIGRÉ, 2008. Disponível em: https://cigreindia.org/CIGRE%20Lib/Tech.%20Brochure/343%20Recommendaions%20for%20condition%20monitoring%20&%20condition%20assessment%20facilities%20or%20Trafo.pdf. Acesso em: 8 dez. 2019.
CRUZ, J. N. et al. Bio-inspired printed Monopole antenna applied to partial discharge detection. Sensors (Basel), v. 19, n. 3, 628, p. 1-15, 2019. DOI: 10.3390/s19030628. Disponível em: https://www.mdpi.com/1424-8220/19/3/628. Acesso em: 8 dez. 2019.
HARAZ, O.; SEBAK, A.-R. UWB antennas for wireless applications. In: KISHK, A. (ed.). Advancement in Microstrip Antennas with Recent Applications. [S. l.]: InTech, 2013. p. 125-152. DOI: 10.5772/3385. Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/272150882_UWB_Antennas_for_Wireless_Applications. Acesso em: 8 dez. 2019.
HWANG, K. R. et al. Development of UHF sensor for partial discharge diagnosis of power transformer. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON HIGH VOLTAGE ENGINEERING (ISH), 17., 2011, Berlin. Proceedings [...]. Berlin: VDE-Verlag, 2011. Disponível em: http://vlabs.iitkgp.ac.in/vhvlab/html/pages/CD/topics_a-h/D-051-HWA-F.pdf. Acesso em: 8 dez. 2019.
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION. IEC 60270: High-voltage test techniquies - Partial discharge measurements. Genebra: IEC, 2000.
JUDD, M. D. Locating discharges in power transformers. In: EURO TECHCON, 2011, Warwick. Proceedings [...].Warwick: [s. n.], 2011. Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/283324619_Locating_Partial_Discharges_in_Power_Transformers. Acesso em: 8 dez. 2019.
JUDD, M. D.; YANG, L.; HUNTER, I. B. B. Partial discharge monitoring for power transformers using UHF sensors. Part 1: sensors and signal interpretation. IEEE Electrical Insulation Magazine, v. 21, n. 2, p. 5-14, 2005a. DOI: 10.1109/MEI.2005.1412214. Disponível em: https://ieeexplore.ieee.org/document/1412214. Acesso em: 8 dez. 2019.
JUDD, M. D.; YANG, L.; HUNTER, I. B. B. Partial discharge monitoring for power transformers using UHF sensors part 2 – field experience. IEEE Electrical Insulation Magazine, v. 21, n. 3, p. 5-13, 2005b. DOI: 10.1109/MEI.2005.1437603. Disponível em: https://ieeexplore.ieee.org/document/1437603. Acesso em: 8 dez. 2019.
JUDD, M. D. et al. Dielectric windows of UHF partial discharge detection. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, v. 8, n. 6, p. 953-958, 2001. DOI: 10.1109/94.971451. Disponível em: https://ieeexplore.ieee.org/document/971451. Acesso em: 8 dez. 2019.
LUO, H. et al. Research on the UHF microstrip antenna for partial discharge detection in high voltage switchgear. In: CONFERENCE ON INDUSTRIAL ELECTRONICS AND APPLICATIONS (ICIEA), 11., 2016, Hefei. Proceedings [...]. Hefei: IEEE, 2016. p. 2273-2276. DOI: 10.1109/ICIEA.2016.7603970. Disponível em: https://ieeexplore.ieee.org/document/7603970. Acesso em: 8 dez. 2019.
METWALLY, I. A. Status review on partial discharge measurement in gas insulated switchgear/lines. Electric Power Systems Research, v. 69, n. 1, p. 25-36, 2004. DOI: 10.1016/j.epsr.2003.07.006. Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/222018273_Status_review_on_partial_discharge_measurement_techniques_in_gas-insulated_switchgearlines. Acesso em: 08 de dezembro de 2019.
NATTRASS, D. A. Partial discharge measurement and interpretation. IEEE Electrical Insulation Magazine, v. 4, n. 3, p. 10-23, 1988. DOI: 10.1109/57.830. Disponível em: https://ieeexplore.ieee.org/document/830. Acesso em: 08 de dezembro de 2019.
NOBREGA, L. A. M. M. et al. Design and development of a bio-inspired UHF sensor for partial discharge detection in power transformers. Sensors (Basel), v. 19, n. 3, p. 1-16, 2019a. DOI: 10.3390/s19030653. Disponível em: https://www.mdpi.com/1424-8220/19/3/653. Acesso em: 08 de dezembro de 2019.
NOBREGA, L. A. M. M. et al. UHF partial discharge location in power transformers via solution of the Maxwell equations in a computational environment. Sensors (Basel), v. 19, n. 15, p. 1-13, 2019b. DOI: 10.3390/s19153435. Disponível em: https://www.mdpi.com/1424-8220/19/15/3435. Acesso em: 08 de dezembro de 2019.
RUTGERS, W. R.; FU, Y. H. UHF PD detection in a power transformer. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON HIGH VOLTAGE ENGINEERING, 10., 1997, Montreal. Proceedings [...].Montreal: [s. n.], 1997. p. 219-22. Disponível em: https://www.osti.gov/etdeweb/biblio/597322. Acesso em: 08 de dezembro de 2019.
SARKAR, B. et al. Microstrip patch antennas
based UHF sensor for detection of partial discharge in high voltage electrical equipments. In: ANNUAL IEEE INDIA CONFERENCE (INDICON), 2014, Pune. Proceedings [...].Pune: IEEE, 2014. DOI: 10.1109/INDICON.2014.7030463. Disponível em: https://ieeexplore.ieee.org/document/7030463. Acesso em: 08 de dezembro de 2019.
SINAGA, H. H.; PHUNG, B. T.; BLACKBURN, T. R. Design of ultra high frequency sensors for detection of partial discharges. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON HIGH VOLTAGE ENGINEERING (ISH), 16., 2009, Cape Town. Proceedings [...]. Cape Town: Paper D-10, 2009. Disponível em: https://www.tib.eu/en/search/id/TIBKAT%3A667708715/Proceedings-of-the-16th-International Symposium/. Acesso em: 8 dez. 2019.
STONE, G. C. Partial discharge diagnostics and electrical equipment insulation condition assessment. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, v. 12, n. 5, p. 891-904, 2005. DOI: 10.1109/TDEI.2005.1522184. Disponível em: https://ieeexplore.ieee.org/document/1522184?denied=. Acesso em: 8 dez. 2019.
XAVIER, G. V. R. et al. Study on the applicability microstrip circular antennas in partial discharges detection in power transformers. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SISTEMAS ELÉTRICOS (SBSE), 2018, Niterói. Anais [...].Niterói: IEEE, 2018. DOI: 10.1109/SBSE.2018.8395595. Disponível em: https://ieeexplore.ieee.org/document/8395595. Acesso em: 8 dez. 2019.
XUE, N.; YANG, E. J. The location of partial discharge source in the power transformer with UHF sensors. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON SYSTEMS AND INFORMATICS (ICSAI), 5., 2018, Nanjing. Proceedings [...]. Nanjing: IEEE, 2018. DOI: 10.1109/ICSAI.2018.8599407. Disponível em: https://ieeexplore.ieee.org/document/8599407. Acesso em: 8 dez. 2019.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
• O(s) autor(es) autoriza(m) a publicação do artigo na revista;
• O(s) autor(es) garante(m) que a contribuição é original e inédita e que não está em processo de avaliação em outra(s) revista(s), nem esteja publicado em anais de congressos e/ou portais institucionais;
• A revista não se responsabiliza pelas opiniões, ideias e conceitos emitidos nos textos, por serem de inteira responsabilidade de seu(s) autor(es). Opiniões e perspectivas expressas no texto, assim como a precisão e a procedência das citações, são de responsabilidade exclusiva do(s) autor(es), e contribuem para a promoção dos:
- Princípios FAIR (Findable, Accessible, Interoperable, and Reusable – localizável, acessível, interoperável e reutilizável);
- Princípios DEIA (diversidade, equidade, inclusão e acessibilidade).
• É reservado aos editores o direito de proceder ajustes textuais e de adequação do artigos às normas da publicação.
Responsabilidades dos autores e transferência de direitos autorais
Os autores devem declarar a originalidade do estudo, bem como o fato de que este não foi publicado anteriormente ou está sendo considerado para publicação em outro meio, como periódicos, anais de eventos ou livros. Ao autorizarem a publicação do artigo na Revista Principia, os autores devem também responsabilizar-se pelo conteúdo do manuscrito, cujos direitos autorais, em caso de aprovação, passarão a ser propriedade exclusiva da revista. A Declaração de Responsabilidades dos Autores e Transferência de Direitos Autorais deverá ser assinada por todos os autores e anexada ao sistema como documento suplementar durante o processo de submissão. Clique no link abaixo para fazer o download do modelo.
Esta revista, seguindo as recomendações do movimento de Acesso Aberto, proporciona seu conteúdo em Full Open Access. Assim os autores conservam todos seus direitos permitindo que a Revista Principia possa publicar seus artigos e disponibilizar pra toda a comunidade.
A Revista Principia adota a licença Creative Commons 4.0 do tipo atribuição (CC-BY). Esta licença permite que outros distribuam, remixem, adaptem e criem a partir do seu trabalho, inclusive para fins comerciais, desde que lhe atribuam o devido crédito pela criação original.
Os autores estão autorizados a enviar a versão do artigo publicado nesta revista em repositório institucionais, com reconhecimento de autoria e publicação inicial na Revista Principia.
