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Cepel realiza ensaio de curto-circuito em seccionador em condição inédita no Brasil

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Cepel realiza ensaio de curto-circuito em seccionador em condição inédita no Brasil

01-08-2019

O Laboratório de Alta Potência do Cepel, único no Hemisfério do Sul, realizou, pela primeira vez no Brasil, um ensaio de corrente com valor eficaz de 50 kA para verificar a corrente suportável nominal de curta duração e o valor de crista da corrente assimétrica em um seccionador de classe 550 kV. Uma das principais funções de um seccionador de alta tensão é possibilitar o isolamento elétrico pleno entre partes de circuitos elétricos e equipamentos, garantindo segurança para realização de serviços de manutenção ou outro tipo de trabalho em ambiente desenergizado de subestações. Neste contexto, o ensaio realizado serve para verificar o desempenho do equipamento diante de um dos eventos mais críticos do sistema elétrico, o curto-circuito.

 

 

De acordo com o pesquisador Marcelo Guimarães Rodrigues, responsável pelo laboratório, um dos pontos que merece atenção para a realização deste ensaio é a representação física do circuito, com dimensões significativas – mais de 50 m de condutores e uma altura superior a 10 m –, levando-se em conta que toda a estrutura deve suportar os intensos esforços resultantes das forças eletromagnéticas em função da corrente elétrica elevada.

 

“Foram nove dias de trabalho, incluindo toda a parte de montagem e duas aplicações de corrente, uma simétrica com valor eficaz de 50 kA e duração de 1 s e outra, assimétrica com o primeiro valor de crista de 130 kA e duração de 0,30 s. Com estes valores de corrente, o seccionador é submetido às mais severas condições de curto-circuito para o nível especificado. A primeira aplicação, com duração mais longa, tem como objetivo analisar a suportabilidade do equipamento aos efeitos térmicos. Já a segunda, com curta duração e alto valor de crista, visa verificar a capacidade de o equipamento suportar esforços dinâmicos elevados”, assinala Marcelo.

 

Segundo o pesquisador, ensaio do gênero já havia sido realizado no Cepel, mas com níveis de corrente inferiores. “O Cepel é a única instituição, no país, que conta com infraestrutura laboratorial com capacidade de realizar ensaios com potência elevada. Sem as instalações e capacitação técnica do Centro, a indústria nacional e as empresas de energia elétrica teriam de recorrer a laboratórios estrangeiros, o que implicaria altos custos de logística e poderia inviabilizar o desenvolvimento de vários produtos nacionais”, destaca.

 

Além de Marcelo, fazem parte da equipe técnica do laboratório os seguintes profissionais: Cláudio Cerqueira Siqueira, Cristiano Sobreira Xavier, Mario Gonçalves de Melo e Robson Bianchi.

 


Ensaios de seccionadores em outros laboratórios do Cepel

 

Ao longo destes mais de 35 anos de operação de seus laboratórios, o Cepel tem realizado um grande número de ensaios em seccionadores de alta tensão com classes de 72,5 kV a 550 kV. Tanto ensaios de potência, quanto ensaios dielétricos de alta tensão. No período de 2005 a 2019 foram realizados ensaios de corrente suportável em cerca de 50 seccionadores nos três maiores laboratórios da Unidade Adrianópolis do Cepel: o Laboratório de Alta Potência, o Laboratório de Alta Corrente e o Laboratório de Alta Tensão.

 

 

No Laboratório de Alta Tensão, os ensaios em seccionadores envolvem aplicação de alta tensão em corrente alternada, tensão de impulso e, em alguns casos, ambas combinadas, com as chaves seccionadoras em diferentes posições de operação e condições a seco e sob chuva artificial.

 

Sobre os Laboratórios do Cepel, Unidade Adrianópolis

 

Os Laboratórios da Unidade de Adrianópolis do Cepel estão em operação desde o início da década de 1980, atendendo a fabricantes de equipamentos elétricos de potência nacionais e do exterior e, direta ou indiretamente, a concessionárias do setor elétrico brasileiro e à sociedade.

 

Laboratório de Alta Potência

 

O Laboratório de Alta Potência do Cepel tem capacidade nominal de 1050 MVA, para ensaios com duração de até um segundo. Por utilizar como fonte a rede elétrica, a operação do laboratório condiciona-se às normas operativas do Sistema Interligado Nacional (SIN). Pelos níveis atuais de potência de curto-circuito disponível, é permitido ao Cepel utilizar até 750 MVA trifásicos durante 0,3 s, o que tem sido suficiente para atender a 95 % dos casos de ensaios de potência demandados no país para dispositivos fusíveis, cubículos, transformadores, disjuntores, reguladores de tensão e seccionadores. Especificamente para os casos de ensaios de arco de potência em cadeia de isoladores, o Cepel tem capacidade para atender a cerca de 80 % da demanda no país. Em termos de níveis de tensão, este laboratório tem capacidade para realizar ensaios trifásicos com tensões de até 60 kV e monofásicos com tensões de até 100 kV.
Laboratório de Alta Corrente

 

A capacidade nominal do Laboratório de Alta Corrente do Cepel é de 140 MVA, para ensaios com duração de até cinco segundos, e 21 MVA em regime permanente, com tensões que podem variar de 110 a 6000 V. A corrente elétrica máxima, em valor eficaz, neste laboratório é de 230 kA, por até cinco segundos, e de 51 kA em regime permanente. Entretanto, devido às dimensões da área de ensaios desse laboratório, a qual se encontra em um ambiente confinado, o espaço físico é mais limitado, sobretudo para os casos de seccionadores de maior porte.

 

Laboratório de Alta Tensão

 

O Cepel conta com laboratórios de alta tensão abrigados, para ensaios dielétricos em ambiente com condições controladas de temperatura e umidade e com blindagem contra interferências eletromagnéticas para ensaios especiais. São duas áreas de ensaio: uma com 10 m x 10 m x 8 m (CxLxA), para ensaios até 230 kV, e outra maior, com dimensões de 44 m x 30 m x 27 m (CxLxA). Esta última foi projetada e construída para realizar ensaios em equipamentos com classe de tensão até 765 kV, em Corrente Alternada (CA), e até 800 kV, em Corrente Contínua (CC).

 

Para ensaios em isoladores de alta tensão sob poluição, o Cepel conta com um laboratório específico onde podem ser realizados ensaios com névoa salina, névoa limpa e poluição natural. Neste caso, são duas câmaras de ensaio: uma com 16 m x 18 m x 20 m (CxLxA), para ensaios até 600 kV CA ou CC, e outra, com dimensões de 5,2 m x 4,6 m x 4,6 m (CxLxA), para tensões até 200 kV CA ou CC.

 

O Cepel, em sua unidade de Adrianópolis, conta também com laboratórios de calibração de sistemas de medição em alta tensão e de instrumentos, laboratório de eficiência em máquinas elétricas e em transformadores e está construindo uma nova infraestrutura laboratorial para o tema redes elétricas inteligentes.

 

Contatos para mais informações sobre os serviços prestados pelos Laboratórios de Alta Corrente (AP1), de Alta Potência (AP2) e de Alta Tensão (AT1) do Cepel podem ser feitos, respectivamente, pelos emails ap1@cepel.br, ap2@cepel.br e at1@cepel.br ou por meio do Sistema de Informações dos Laboratórios do Cepel (http://silab.cepel.br/acesso_externo/).