Koeeng
Buchas
Fator de correção de altitude
Objetivo
Descrever a variação na distância de arco das buchas em função da altitude de instalação do
transformador.
Descrição
O estudo baseou-se no item 5.2 da norma IEC 60137 Revisão 2008 (Insulated bushings for
alternating above 1000 V1), que define como corrigir a distância de arco.
Esta distância de arco2 , conforme item 3.36 da mesma norma, é “a menor distância externa ao
isolador no ar entre duas partes metálicas que possuem a tensão de operação entre elas”, e
considerada pelos fabricantes a altura da porcelana entre duas partes metálicas, conforme
desenho abaixo.
A versão antiga desta norma dava uma correção na distância de arco da bucha de + 1% a cada
100 m acima da altitude de 1000 m. Ou seja, para 1600 m de altitude a bucha deveria ser
selecionada com mais 6% na distância de arco3.
A versão de 2008 da IEC 60137 alterou este critério, passando a ter o seguinte texto no item 5.2:
Embora o nível de isolamento refira-se ao nível do mar, as buchas correspondentes a
esta norma são consideradas como adequadas para operação em qualquer altitude não
excedendo 1000 m. Para assegurar que a bucha resiste às tensões externas em altitudes
superiores a 1000 m, a distância de arco normalmente requerida deve receber um
acréscimo adequado. Não há necessidade de aumentar a espessura radial do
isolamento, ou as distâncias no extremo submerso. A rigidez à perfuração e a rigidez à
descarga superficial não são afetadas pela altitude na parte imersa de uma bucha.
1
A norma IEC 60076-3 (Power transformers - Insulation levels, dielectric test, and external clearences in
air) também define critérios de variação nas distâncias em função da altitude, contudo deixa claro no item
16.1 que não é aplicável a isoladores de buchas (“... This standard does not deal with the requirements of
effective flashover distance or creepage distance along the bushing insulators”)
2
Distância de arco = arcing distance, dry arcing distance ou taut string distance.
3
Como as buchas são testadas na altitude da fábrica, que costuma ser inferior a 1000 m, a adequação da
bucha à maior altitude de instalação normalmente não é testada.
Juarez Koehler
17 nov 2014
Koeeng
Para instalações em altitudes maiores do que 1000 m, a distância de arco, nas condições
atmosféricas de referência da norma, deve ser determinada para resistir às tensões
obtidas a partir da multiplicação das tensões suportáveis especificadas para o local de
operação por um fator k conforme a figura 1.
1,5
Fator de correção (k)
1,4
1,3
1,2
m=1
m = 0,75
1,1
1
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Altitude (H)
Figura 1 - Fator de correção de altitude
Estes fatores são calculados com a seguinte equação:
= (
)/
Onde:
H = altitude em metros
m = 1 para tensão suportável à frequência industrial ou de impulso atmosférico
m = 0,75 para tensão de impulso de manobra
Devido aos limites de tensões de perfuração e de descarga superficial na parte imersa
em líquido isolante, nem sempre é possível verificar a adequação do aumento na
distância de arco por ensaios reais em altitude menor do que a de operação. Nestas
situações o fornecedor deve demonstrar que a distância de arco da bucha é adequada.
Nesta nova versão um aumento na altitude implica não mais em simplesmente aumentar a
distância de arco, mas comprovar por meio de ensaios (ou de outras demonstrações dadas pelo
Juarez Koehler
17 nov 2014
Koeeng
fornecedor) que este aumento é compatível com os novos limites de tensões calculados
conforme descrito acima.
Por exemplo, para uma altitude de 1600 m, a tensão suportável à frequência industrial (FI) e a
de impulso atmosférico (NBI) serão corrigidas por um fator k é igual a 1,0764. Caso o nível de
isolamento seja de 145 kV, com NBI = 650 kV e FI = 275 kV em altitude inferior a 1000 m, para
1600 m a parte externa das buchas deverá suportar NBI = 700 kV e FI = 296 kV.
Cabe ressaltar que o ensaio especial citado é para a bucha e não para o transformador, mas
como o mesmo não é prático o usual é utilizar-se uma bucha com maior nível de isolamento, ou
buscar alguma alternativa com o fornecedor da bucha.
Juarez Koehler
17 nov 2014