BRPI0712931B1

BRPI0712931B1 - Método e dispositivo para diagnosticar um componente de alta voltagem online

Info

Publication number: BRPI0712931B1
Application number: BRPI0712931-9A
Authority: BR
Inventors: Klaus Winter
Original assignee: Swedish Neutral Ab
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2018-06-12
Also published as: WO2008002259A1; EP2033000B1; RU2437111C2; RU2008150524A; SE0601386L; AU2007265746A1; BRPI0712931A2; AU2007265746B2; EP2033000A4; CN101479615A; SE529746C2; EP2033000A1; CN101479615B

Abstract

metodo e dispositivo para diagnosticar um componente de alta voltagem online. a presente invenção se refere a um método para facilitar a inspeção de um componente de alta voltagem (7). o componente de alta voltagem compreende uma cobertura isolante (17> envolvendo o componente e pertencente a um sistema de alta voltagem (1), o qual compreende dois ou mais condutores de alta voltagem, adaptados a cada conduto com uma corrente elétrica alternada. as correntes alternadas apresentam um potencial máximo em relação ao potencial terra e são adaptadas relativamente entre si quanto ao tamanho e quanto à fase, de modo que as correntes alternadas adicionadas em conjunto, substancialmente, se cancelam entre si em um potencial comum, o qual é próximo do potencial terra. a invenção também se refere a um dispositivo (3) para facilitar a inspeção do componente de alta voltagem.

Description

(54) Título: MÉTODO E DISPOSITIVO PARA DIAGNOSTICAR UM COMPONENTE DE ALTA VOLTAGEM ONLINE (51) Int.CI.: G01R 31/12; G01R 31/08 (30) Prioridade Unionista: 26/06/2006 SE 0601386-6 (73) Titular(es): SWEDISH NEUTRAL AB (72) Inventor(es): WINTER KLAUS

1/22 “MÉTODO E DISPOSITIVO PARA DIAGNOSTICAR UM COMPONENTE DE ALTA VOLTAGEM ONLINE

Campo Técnico da Invenção [001] A presente invenção se refere a um método para facilitar a inspeção de um componente de alta voltagem durante sua operação, como também a um dispositivo adaptado para ser conectado a um sistema de alta voltagem para facilitar a inspeção de um componente de alta voltagem durante sua operação.

Estado da Técnica [002] Um componente de alta voltagem, por exemplo, um condutor de alta voltagem, um transformador, um comutador de alta tensão ou mecanismos similares, normalmente compreendem um condutor elétrico, normalmente de metal, e uma cobertura isolante disposta em torno do condutor elétrico. Devido à alta voltagem, surge um campo elétrico no meio isolante, onde fracas correntes podem surgir no interior do isolante. Em particular, essas fracas correntes podem surgir em possíveis partes não homogêneas do isolamento. A corrente fraca destrói lentamente o material, de modo que a parte não homogênea é ampliada e/ou modificada. Assim, a corrente se torna ainda mais intensa, destruindo ainda mais o material no isolamento. Após algum tempo resulta uma chamada descarga parcial, e o defeito no isolamento cresce exponencialmente. Eventualmente, resulta em uma descarga de ruptura no isolamento e o componente de alta voltagem sofre um curto-circuito. As descargas parciais e as descargas de ruptura constituem um grande problema para os sistemas de alta voltagem, uma vez que o sistema deve ser desligado quando ocorrer uma descarga de ruptura, para evitar danos e permitir a reparação.

[003] É conhecido se inspecionar os condutores

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2/22 de alta voltagem para os sinais de descargas parciais, a fim de prevenir o risco de descargas de ruptura. Essa inspeção de, entre outros, condutores de alta voltagem para distribuição de energia elétrica inclui a visita de uma equipe de inspeção ao local, que deve ser inspecionado, com um caminhão em que o condutor de alta voltagem que deve ser inspecionado é temporariamente desligado e em que o dispositivo de inspeção é conectado ao condutor de alta voltagem. O dispositivo de inspeção compreende um gerador de alta voltagem, o qual aplica uma voltagem no condutor, após a qual o condutor é inspecionado quanto a quaisquer descargas parciais. Um problema decorrente disso é que apenas uma pequena parcela do condutor de alta voltagem pode ser medida e que a medição deve ser realizada no campo. Para sistemas de distribuição que compreendem diversos quilômetros de condutores de alta voltagem é na prática impossível de ser feito a fim de completamente evitar as descargas de ruptura. Além disso, o equipamento de inspeção é bastante caro, além de que deve ser trazido para o local da inspeção por meio de um caminhão.

[004] No documento de patente WO 2004/013642 é mostrado um método em que um detector é conectado a uma tela disposta em volta de um cabo de alta voltagem. A tela se constitui de uma cobertura de um material eletricamente condutor, mantida no potencial de aterramento a fim de capturar o campo elétrico no interior do cabo de alta voltagem. Durante uma descarga parcial, um curto pulso elétrico aparece na tela. O método compreende registrar pulsos em ambas as extremidades do cabo e comparar os aparecimentos dos pulsos entre si, em relação a um quadro de tempo comum. Partindo dos tempos em que os pulsos foram aferidos nas duas extremidades do cabo, o local para a descarga parcial pode ser estimado. Desse modo, é possível

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3/22 inspecionar o surgimento de descargas parciais no cabo enquanto o cabo se encontra em operação. Além disso, não se faz mais necessário o deslocamento para o local em que ocorreu a falha sendo possível monitorar todo o cabo ao mesmo tempo.

[005] Um problema que ocorre com esses métodos de inspeção é que se descobre uma falta de regularidade ou um defeito em um cabo somente depois da ocorrência de uma descarga parcial. Quando a falta de homogeneidade ou defeito é de tal magnitude que uma descarga parcial tenha ocorrido, o material se degrada de modo rápido. Isso significa que o tempo para planejamento de longo prazo é bastante curto quando se usa o método acima. Normalmente, leva apenas algumas horas ou dias do surgimento de uma descarga parcial para que ocorra uma descarga de ruptura completa. Dessa forma, a possibilidade de se prevenir o efeito de uma descarga de ruptura é pequena, uma vez que, de um modo geral, se leva bastante tempo para a troca um cabo defeituoso.

Sumário da Invenção [006] Um objetivo da presente invenção é facilitar a manipulação de um componente de alta voltagem em relação às descargas parciais no componente.

[007] Ao deslocar o potencial comum para os condutores de alta voltagem durante a operação de um sistema de alta voltagem, obtém-se a possibilidade de modificar a diferença de potencial entre um componente e o potencial de aterramento, sem que seja afetada a própria operação do sistema de alta voltagem. O sistema de alta voltagem não é afetado pelo fato de que as cargas no sistema são conectadas entre as fases, de modo que o potencial comum em relação à terra não afeta o resultado. No entanto, ao modificar a diferença de potencial entre um

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4/22 componente e a terra, a extensão do campo elétrico no isolante do componente é afetada, o que pode ser usado para melhorar a manipulação das descargas parciais no isolamento.

[008] O sistema de alta voltagem pode ser qualquer forma de sistema compreendendo duas ou mais fases. Um sistema de alta voltagem é um sistema no qual estão presentes voltagens de 1 kV e voltagens superiores a estas. Normalmente, a voltagem do sistema é de 10-400 kV. Preferivelmente, o sistema de alta voltagem é um sistema de corrente alternada compreendendo três fases. O sistema de alta voltagem pode ser, por exemplo, um sistema de distribuição, um sistema gerador ou um sistema usuário. Preferivelmente, o sistema de alta voltagem é constituído de condutores de alta voltagem para distribuição de energia elétrica. O componente de alta voltagem conectado com o sistema de alta voltagem pode ser um gerador, um transformador ou um motor elétrico. Preferivelmente, o componente de alta voltagem é um condutor de alta voltagem ou um cabo de alta voltagem.

[009] Preferivelmente, a voltagem no sistema é uma corrente alternada, em que a voltagem oscila em torno de um potencial médio. Em uma operação normal, o potencial médio é normalmente zero. A voltagem normalmente oscila na forma de uma curva senoidal tendo um potencial máximo. Uma descarga parcial é obtida quando o valor absoluto da voltagem for suficientemente alto, assim, normalmente, no potencial máximo.

[0010] Preferivelmente, qualquer carga no sistema de alta voltagem é acoplada entre as fases e não entre as fases e a terra. Portanto, um deslocamento do potencial comum não irá afetar a voltagem sobre as cargas. Consequentemente, o método pode ser realizado mesmo que o

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5/22 sistema de alta voltagem esteja operacional.

[0011] De acordo com uma modalidade, a invenção compreende deslocar o potencial, de modo que seja diminuída a diferença de potencial entre o componente de alta voltagem defeituoso e o potencial de aterramento, se for detectada uma descarga parcial para o componente de alta voltagem. Preferivelmente, o potencial comum é deslocado, de modo que o potencial do componente de alta voltagem defeituoso seja o mais próximo do potencial de aterramento a fim de acabar com quaisquer descargas parciais. Consequentemente, o potencial máximo no componente de alta voltagem defeituoso diminui, de modo que a corrente através de partes não homogêneas também diminui, significando que o tempo para a descarga de ruptura destruir o componente de alta voltagem aumenta. Portanto, obtém-se um tempo maior para realização de manutenção, de modo que o sistema de alta voltagem pode continuar sua operação por um período de tempo mais longo.

[0012] De acordo com uma modalidade, o potencial comum é deslocado, de modo que aumenta a máxima diferença de potencial entre o componente de alta voltagem a ser inspecionado e o potencial de aterramento, em que qualquer surgimento de descargas parciais na cobertura isolante do componente de alta voltagem é inspecionado. Quando a diferença máxima de potencial entre o componente de alta voltagem a ser inspecionado e o potencial de aterramento aumenta, a diferença de potencial ao longo de quaisquer partes não homogêneas no isolamento em volta do componente de alta voltagem também aumenta, de modo que uma descarga parcial é obtida de forma mais breve, mesmo que as não homogeneidades sejam demasiadamente pequenas para que uma descarga parcial seja obtida durante circunstâncias normais. Ao inspecionar qualquer surgimento de descargas

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6/22 grandes para permitir as encontradas. Assim, os potencial entre o inspecionado e o determinado nível parciais na cobertura isolante do componente de alta voltagem, não homogeneidades podem ser descobertas antes do desenvolvimento das descargas parciais nas não homogeneidades em condições normais de operação. Assim, a capacidade de detecção da inspeção aumenta, em que não homogeneidades, as quais não são ainda suficientemente descargas parciais, podem ser defeitos podem também ser descobertos, por exemplo, no enrolamento de um gerador, motor ou transformador. Assim, a amplitude de tempo para um planejamento de longo prazo aumenta, de modo que fica muito mais simples planejar a manutenção do componente.

[0013] A descarga parcial pode ser descoberta mediante uso de qualquer método de inspeção em processamento durante a operação de desenvolvimento. Preferivelmente, o método compreende detecção de pulsos elétricos no componente de alta voltagem, o qual é para ser inspecionado, cujos pulsos se originam de uma descarga parcial no isolamento do componente de alta voltagem.

[0014] Preferivelmente, o potencial comum é deslocado, de modo que aumente a máxima diferença de componente de alta voltagem a ser potencial de requerido

Preferivelmente, o potencial comum é deslocado, de modo que aumente o potencial máximo entre o componente de alta voltagem a ser inspecionado e o potencial de aterramento para mais de ou igual a uma vez e meia o seu potencial Consequentemente, é assegurado que homogeneidades sejam descobertas com suficiente tempo de antecedência. Preferivelmente, o potencial comum é deslocado, de modo que a diferença de potencial entre o componente de alta voltagem a ser aterramento para um para a inspeção.

máximo original quaisquer não

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7/22 inspecionado e o potencial de aterramento não aumenta mais que o potencial máximo para uma total proteção de voltagem conectada ao sistema de alta voltagem. Dessa forma, é assegurado que o potencial máximo não aumentará a tal grau, de modo que o isolamento em torno do componente de alta voltagem não seja necessariamente danificado. Preferivelmente, o potencial comum é, portanto, também deslocado durante um intervalo de tempo mais curto que três minutos. Preferivelmente, o intervalo de tempo é mais curto que um minuto, mais preferivelmente, o intervalo de tempo é mais curto que trinta segundos. Consequentemente, o potencial aumentado não provoca uma inaceitável ação negativa nas não homogeneidades menores presentes no isolamento. Uma inspeção para as descargas parciais, nos dias de hoje, pode ser realizada de modo bastante rápido, em que não se torna necessário a submissão do componente de alta voltagem a altas voltagens durante um longo período de tempo, uma vez que as não homogeneidades podem então ser ampliadas.

[0015] De acordo com uma modalidade, o potencial comum é deslocado mediante alimentação de uma voltagem e/ou corrente ao sistema de alta voltagem. Assim, o potencial comum pode ser facilmente deslocado, com satisfatória supervisão e controle do deslocamento. Preferivelmente, o potencial comum é deslocado mediante alimentação de uma voltagem ao ponto zero do sistema de alta voltagem. Consequentemente, se torna mais fácil controlar o deslocamento, uma vez que o deslocamento do potencial comum se torna o mesmo da voltagem alimentada. Preferivelmente, o potencial comum é deslocado mediante alimentação de uma corrente alternada ao sistema de alta voltagem. Ao alimentar o sistema de alta voltagem com uma corrente alternada, diferentes efeitos podem ser obtidos, dependendo

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8/22 do ângulo de fase com o qual a corrente alternada é alimentada. Preferivelmente, a corrente alternada alimentada, tipicamente, é do mesmo tamanho da corrente alternada nos condutores de alta voltagem.

[0016] Em uma modalidade, o sistema de alta voltagem é alimentado com uma corrente alternada que está em fase com a corrente alternada em um dos condutores de alta voltagem. Assim, o potencial máximo de um componente de alta voltagem conectado a este condutor irá aumentar, uma vez que as voltagens alternadas são adicionadas entre si. Consequentemente, esse componente de alta voltagem pode facilmente ser inspecionado quanto à presença de descargas parciais. Em um sistema trifásico, a voltagem das outras fases também diminui, em que se torna simples determinar a partir de qual fase qualquer descarga parcial foi originada.

[0017] Em outra modalidade preferida, o sistema de alta voltagem é alimentado com uma corrente alternada que está em fase oposta em relação à corrente alternada através de um componente de alta voltagem, que não seja para ser inspecionado. Assim, o potencial máximo desse componente de alta voltagem em relação à terra diminui, o que diminui o risco de que esse componente de alta voltagem seja degradado. Ao mesmo tempo, o potencial máximo de todos os outros condutores ou componentes de alta voltagem aumentam, pelo fato de que esses componentes de alta voltagem podem ser inspecionados simultaneamente. Preferivelmente, o potencial comum é deslocado, de modo que a diferença de potencial entre o segundo componente de alta voltagem, o qual não é para ser inspecionado, e o potencial de aterramento, seja menor que, preferivelmente, menor que a metade de, o potencial máximo durante a operação normal do componente de alta voltagem. Preferivelmente, o

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9/22 potencial comum é então deslocado, de modo que o potencial do segundo componente de alta voltagem, que não é para ser inspecionado, seja de valor próximo ao potencial de aterramento. Ao alimentar uma corrente alternada, a qual está em fase oposta ou está na mesma fase de uma das fases do sistema de alta voltagem, a alimentação e deslocamento do potencial podem ser controlados de modo bastante simples.

[0018] De acordo com uma modalidade, o componente de alta voltagem compreende uma tela condutora disposta em volta do componente, tela na qual é mantida substancialmente no potencial de aterramento, em que um pulso elétrico na tela condutora é detectado. Assim, as descargas parciais podem ser detectadas mediante monitoramento online de quaisquer pulsos elétricos na tela condutora. Preferivelmente, a inspeção é realizada de maneira correspondente, conforme descrito no documento de patente WO 2004/013642. Consequentemente é bastante simples deslocar o potencial comum e, automaticamente, monitorar e detectar os pulsos elétricos na tela condutora do componente a ser inspecionado em intervalos regulares, por exemplo, uma vez por semana. Isto é feito a fim de detectar qualquer presença de pequenas não homogeneidades antecipadamente, que, em certas ocasiões, pode levar a não homogeneidades ampliadas e descargas parciais. Dessa forma, obtém-se um satisfatório planejamento de longo prazo, com grande quantidade de tempo disponível para reparação do componente de alta voltagem. Ao utilizar o método de acordo com o documento de patente WO 2004/013642, o local para a não homogeneidade pode ser também estimado.

[0019] De acordo com uma modalidade adicional, a corrente terrestre entre o sistema de alta voltagem e a terra é, pelo menos, parcialmente compensada pelo uso de um

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10/22 reator. Ao utilizar um reator durante o deslocamento do potencial comum, a corrente para obtenção do deslocamento do potencial pode, em parte, ser tomada de geradores do próprio sistema de alta voltagem, o que é muito mais eficiente do que alimentar o sistema de alta voltagem com a alta voltagem proveniente de um gerador de voltagem. Um gerador de alta voltagem pode, além disso, apresentar o risco de usar grandes quantidades de corrente e precisar ser bastante potente.

Breve Descrição dos Desenhos [0020] A invenção será agora explicada na forma de um exemplo não limitativo, fazendo-se referência aos desenhos anexos.

A figura 1 mostra um sistema de alta voltagem e um dispositivo para facilitar a inspeção de um condutor de alta voltagem, conectado ao sistema de alta voltagem.

A figura 2 mostra uma vista de um condutor de alta voltagem defeituoso, em seção transversal.

As figuras 3a-3b mostram dois exemplos de como o potencial comum pode ser deslocado.

A figura 4 mostra um método de acordo com a invenção.

Descrição Detalhada da Invenção [0021] Na figura 1 são mostrados um sistema de alta voltagem 1 e um dispositivo 3 de acordo com a invenção. O sistema de alta voltagem 1 compreende três geradores 5, dispostos para cada um gerar uma corrente alternada. As correntes alternadas geradas são deslocadas em fase de um ângulo de 120° em relação uma à outra, apresentando substancialmente a mesma amplitude, de modo que as correntes alternadas adicionadas em conjunto se tornam substancialmente de valor zero durante uma operação

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11/22 normal. Os geradores 5 são individualmente conectados aos seus próprios componentes de alta voltagem 7, no presente exemplo, seus próprios condutores de alta voltagem 7, dispostos para conduzir uma fase de corrente alternada, respectivamente. Os condutores de alta voltagem 7 são conectados entre si em um ponto zero 9. Devido ao projeto do sistema de alta voltagem, a voltagem no ponto zero 9 é no presente exemplo de valor próximo ao potencial da terra 11 que possui o potencial de aterramento. O ponto 9 é posteriormente conectado a terra 11.

[0022] Na figura 1 é mostrado que os condutores de alta voltagem 7 estão localizados acima do solo, mas os condutores de alta voltagem podem, também, se apresentar como cabos cavados abaixo do solo. O sistema de alta voltagem 1 compreende ainda três cargas 13, nas quais a energia elétrica gerada pelos geradores 5 aciona alguma forma de trabalho. As cargas 13 podem ser, por exemplo, motores, um transformador, uma máquina ou algum outro item acionado por eletricidade. As cargas 13 podem também conter condutores de alta voltagem em si. As cargas 13 são, no presente exemplo, conectadas entre dois condutores de alta voltagem 7, em que as cargas são conectadas entre duas fases.

[0023] Na figura 2 é mostrada uma seção transversal do condutor de alta voltagem 7 ilustrado na figura 1. O condutor de alta voltagem 7 compreende um condutor elétrico interno 15, uma cobertura isolante 17 e uma tela eletricamente condutora 19 envolvendo a cobertura isolante 17 e que ainda é mantida no potencial de aterramento. A tela 19, assim, captura o campo elétrico gerado em volta do condutor interno 15. O condutor de alta voltagem 7 compreende ainda uma cobertura externa 21 disposta para proteger o condutor de alta voltagem 7 de,

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12/22 por exemplo, desgaste mecânico, e uma fina camada de condutividade aumentada 23, disposta próximo ao condutor interno 15, a fim de suavizar quaisquer picos no campo elétrico em volta do condutor interno 15, o que pode depender das irregularidades da superfície do condutor interno.

[0024] Na figura 2 é também mostrado que a cobertura isolante 17 compreende uma não homogeneidade ou defeito 25. A não homogeneidade 25 pode depender de um defeito de fabricação, tal como, umidade em excesso, ou de um dano, tal como, um choque mecânico ou uma mudança brusca de temperatura. Devido aos altos campos criados no interior do condutor de alta voltagem 7, pode ser gerada uma corrente fraca na não homogeneidade 25 ou em torno da mesma. Com o tempo, a corrente fraca irá ampliar e/ou aperfeiçoar a não homogeneidade 25, de modo que uma corrente ainda mais forte será gerada através da não homogeneidade 25. Assim, um efeito de degradação foi criado, o qual lentamente destrói a cobertura isolante 17 no condutor de alta voltagem 7, até que ocorra uma descarga parcial 26. Durante a descarga parcial 26 é conduzida uma corrente à não homogeneidade 25 a partir do condutor interno. Após isso, ocorre uma degradação tipo avalanche da não homogeneidade 25, de modo que após um curto período de tempo ocorre uma completa ruptura da cobertura isolante 17. O condutor de alta voltagem 7 pode, então, por exemplo, no caso de ser disposto cavado dentro do solo, ser um atalho em relação ao solo, de modo que é criado um defeito na terra. O condutor de alta voltagem 7 deve então ser retirado de operação para evitar danos e para ser reparado.

[0025] Na figura 1 é mostrado que o dispositivo 3 conforme a invenção é adaptado para ser conectado ao sistema de alta voltagem 1. O dispositivo 3, nesse exemplo,

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13/22 é dividido em diversas unidades, as quais são adaptadas para se comunicarem entre si, porém, o dispositivo pode ser também projetado como uma unidade única. No presente exemplo, o dispositivo 3 compreende um sensor 27 adaptado para detectar quaisquer descargas parciais e um dispositivo de controle 29 adaptado para controlar o dispositivo 3. No presente exemplo, o dispositivo de controle 29 compreende um computador e uma mídia legível por computador 31, tendo um programa de computador gravado na mesma, em que o computador é adaptado para a leitura da mídia legível por computador 31, para baixar o programa de computador para uma memória de trabalho e executar o programa de computador. O programa de computador, dessa forma, controla o dispositivo 3, para executar as etapas do método de acordo com a invenção.

[0026] O dispositivo 3 compreende um dispositivo de deslocamento de potencial 33, adaptado para obter um deslocamento do potencial comum do sistema de alta voltagem. Nesse exemplo, o dispositivo é adaptado para deslocar o potencial comum, de modo que a diferença de potencial entre um componente de alta voltagem e o potencial de aterramento diminua, caso tenha sido detectada uma descarga parcial nesse componente de alta voltagem. No presente exemplo, o dispositivo é adaptado para deslocar o potencial comum, de modo que a diferença de potencial de um componente de alta voltagem seja de valor próximo ao potencial de aterramento, caso uma descarga parcial seja detectada em tal componente de alta voltagem. Assim, o tempo de vida do componente irá aumentar, uma vez que a voltagem sobre as não homogeneidades diminui.

[0027] O dispositivo 3 é adicionalmente adaptado para facilitar uma inspeção de um componente mediante obtenção de um deslocamento do potencial comum para o

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14/22 sistema de alta voltagem, de modo que aumente a máxima diferença de potencial entre o condutor de alta voltagem 7 a ser inspecionado pelo sensor 27 e o potencial de aterramento. Nesse caso, o dispositivo de deslocamento de potencial 33 é adaptado para obter um deslocamento do potencial comum no ponto zero 9. Pelo fato do dispositivo 3 ser adaptado para deslocar o potencial comum no ponto zero 9, de modo que aumente a voltagem entre o condutor de alta voltagem 7, o qual deve ser inspecionado, e a terra, a voltagem sobre quaisquer não homogeneidades 25 na cobertura isolante 17 do condutor de alta voltagem 7 também aumenta. Dessa forma, a corrente através da não homogeneidade 25 aumenta, de modo que ocorre uma descarga parcial, mesmo que uma descarga parcial não fosse ocorrer em voltagem normal sobre a não homogeneidade. Assim, a descarga parcial acontece de modo antecipado, de modo que a não homogeneidade 25 é detectada muito antes do que quando da ocorrência de detecção de quaisquer descargas parciais durante um potencial de operação normal.

[0028] No presente exemplo, os componentes de alta voltagem 7, os quais devem ser inspecionados, são constituídos pelos condutores de alta voltagem 7. Porém, o dispositivo pode ser também usado para inspecionar outros componentes de alta voltagem, tais como os geradores 5 e as cargas 13.

[0029] Devido a isso, as cargas 13 são conectadas entre cada respectivo condutor de alta voltagem 7 e, assim, entre as respectivas fases de correntes alternadas, a voltagem sobre as cargas não é afetada pelo deslocamento do potencial comum no ponto zero 9. Assim, a operação das cargas 13 não é afetada e a inspeção pode ser efetuada a qualquer momento, durante a operação do sistema de alta voltagem 1.

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15/22 [0030] O dispositivo 3 é adicionalmente adaptado para deslocar o potencial comum durante um intervalo de tempo menor do que três minutos. Assim, a corrente através da não homogeneidade 25 não corre o risco de ampliar a não homogeneidade 25 para tal grau de ampliação no qual ocorre uma descarga parcial quando o potencial é subsequentemente abaixado. No presente exemplo, o dispositivo é adaptado para deslocar o potencial comum durante um intervalo de tempo menor do que um minuto, mais preferivelmente, menor do que trinta segundos. No presente exemplo, o dispositivo 3 é adicionalmente adaptado para deslocar o potencial comum durante um intervalo de tempo que é superior a dez segundos.

[0031] O dispositivo de deslocamento de potencial 33 compreende um alimentador de voltagem 35, adaptado para alimentar o ponto zero 9 com uma determinada voltagem. O alimentador de voltagem 35, dessa forma, desloca o potencial comum para o sistema de alta voltagem 1. O alimentador de voltagem é adaptado para alimentar uma voltagem, a qual é ajustável em relação a um ângulo de fase, amplitude e frequência. O alimentador de voltagem 35 é também adaptado para alimentar duas ou mais correntes alternadas sobrepostas. No presente exemplo, uma das correntes alternadas sobrepostas alimentadas é síncrona em relação à voltagem do sistema.

[0032] O dispositivo de deslocamento de potencial 33 compreende ainda um reator de ponto zero 37. O reator de ponto zero 37 compreende uma bobina e uma pluralidade de capacitores. O reator 37 é adaptado para compensar uma corrente capacitiva de terra do sistema de alta voltagem 1. Assim, a energia necessária para o alimentador de voltagem 35 diminui. Além disso, o reator 37 é adaptado para prover um simples e eficiente ponto de

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16/22 alimentação para o alimentador de voltagem 35.

[0033] O sensor 27 é adaptado para detectar as descargas parciais no condutor de alta voltagem 7 a ser inspecionado. No presente exemplo, o sensor 27 é adaptado para detectar um pulso elétrico na tela 19. O pulso se origina de uma descarga parcial na cobertura isolante 17 do condutor de alta voltagem 7. Quando ocorre uma descarga parcial, ocorrem pulsos temporários na tela 19, os quais são transferidos através da tela 19 ao longo da extensão do condutor de alta voltagem 7. Uma vez que o condutor de alta voltagem 7 conduz uma corrente alternada, ocorrem descargas parciais em cada voltagem máxima. Dessa forma, é criada uma sequência de pulsos na tela 19. O sensor 27 é adaptado para detectar pulsos de dois diferentes locais ao longo do cabo. Mediante comparação dos tempos em que os pulsos são detectados nas diferentes posições, pode ser calculada a localização da não homogeneidade 25 ao longo da extensão do condutor 7. Preferivelmente, o sensor 27 compreende dois sensores adaptados para serem conectados a uma extremidade do condutor de alta voltagem 7.

[0034] Na figura 3a é mostrado um primeiro exemplo de como o potencial comum pode ser deslocado. O dispositivo de deslocamento de potencial 33, compreendendo o alimentador de voltagem 35 e o reator 37, é assim adaptado para alimentar uma corrente alternada ao ponto zero 9, para deslocar o potencial comum. O dispositivo 3 é adicionalmente adaptado para alimentar uma corrente alternada, a qual, tipicamente, é de fase oposta em relação à corrente alternada de um condutor de alta voltagem, a fim de deslocar o potencial comum.

[0035] Na figura 3a, são mostrados três vetores pontilhados 39, correspondendo às três fases de corrente alternada original no sistema de alta voltagem 1. Quando da

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17/22 adição das fases de corrente alternada, isto é, mediante adição dos três vetores pontilhados 39, é obtido um potencial comum 41 que é de valor próximo ao potencial de aterramento, no presente exemplo, de valor zero. O potencial zero, assim, corresponde ao ponto zero 9 na figura 1. Na figura 3a é mostrado como o potencial comum é deslocado 40 ao alimentar uma corrente alternada ao ponto zero, o qual está substancialmente em fase oposta em relação a uma corrente alternada de um dos condutores de alta voltagem. Assim, o potencial nesse condutor de alta voltagem se torna zero, em que o vetor 43 para o condutor de alta voltagem, o qual não é para ser inspecionado, acaba no potencial zero. Isso é vantajoso no caso do condutor de alta voltagem ser afetado por uma não homogeneidade.

[0036] O potencial comum é adicionalmente deslocado de modo que o potencial comum obtenha um potencial igual, porém oposto ao potencial anterior no condutor de alta voltagem, o qual é mostrado no ponto 45. Conforme é evidente da figura 3a, a diferença de potencial relativa aos outros dois condutores de alta voltagem 46 e a terra é aumentada. Dessa forma, as descargas parciais podem ser obtidas para esses condutores mesmo para as não homogeneidades, que são demasiadamente pequenas para provocar descargas parciais em um potencial normal, o que facilita a inspeção dos condutores.

[0037] No presente exemplo, a amplitude da corrente alternada alimentada é tipicamente do mesmo tamanho que a amplitude das correntes alternadas originais nos condutores de alta voltagem 7. O dispositivo, assim, é adaptado para deslocar o potencial comum de modo que o potencial máximo entre o componente de alta voltagem que é para ser inspecionado e o potencial de aterramento tenha aumentado mais que ou igual a uma vez e meia o potencial

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18/22 máximo original. No presente exemplo, o dispositivo 3 é adaptado para deslocar o potencial comum de modo que o potencial do segundo componente de alta voltagem, o qual não é para ser inspecionado, é de valor próximo ao do potencial de aterramento. Alternativamente, o potencial comum pode ser deslocado com uma voltagem menor, em que o potencial de um condutor no qual as descargas parciais tenham sido detectadas pode ser diminuído, ao mesmo tempo em que a voltagem dos outros condutores aumenta somente com uma parte menor, em que a probabilidade de ocorrência de descargas parciais para esses condutores aumenta somente com uma parte menor.

[0038] Em uma modalidade alternativa, a qual é mostrada na figura 3b, o dispositivo de deslocamento de potencial, de outro modo, é adaptado para alimentar uma corrente alternada, a qual tipicamente apresenta a mesma fase da corrente alternada através do componente de alta voltagem 7, o qual é para ser inspecionado, para deslocar o potencial comum. Na figura 3b, são mostrados três vetores pontilhados 47, correspondentes a três fases originais do sistema de alta voltagem. Os três vetores pontilhados 47 coincidem com um potencial de aterramento 49. Quando alimentando uma corrente alternada estando na mesma fase do da fase do componente de alta voltagem, o qual é para ser inspecionado, e tendo uma correspondente amplitude, é obtido um deslocamento do potencial comum para um potencial que é igual ao potencial original do componente de alta voltagem, o qual é para ser inspecionado, cujo potencial é mostrado no ponto 51. O ponto 51, assim, representa o potencial comum após deslocamento do potencial comum. O deslocamento é ilustrado pela seta 52. Os vetores cheios 53 mostram as fases do sistema de alta voltagem após o deslocamento do potencial comum 51. Conforme é evidente da

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19/22 figura 3b, o potencial do componente de alta voltagem a ser inspecionado aumentou de duas vezes o potencial original. Ao mesmo tempo, o potencial para os outros dois componentes de alta voltagem, que não são para ser inspecionados, permanece no mesmo potencial anterior, porém, tendo outra fase.

[0039] Os exemplos nas figuras 3a e 3b são escolhidos somente para fins de ilustração. Na prática, a amplitude da corrente alternada usada para deslocar o potencial comum será menor que a correspondente amplitude das voltagens no sistema de alta voltagem. Uma adequada amplitude e, dessa forma, um adequado tamanho para o deslocamento do potencial comum, pode ser decidido por um versado na técnica, dependendo do que foi mostrado no presente pedido de patente e da informação comercialmente disponível sobre o componente a ser inspecionado. Além disso, é possível deslocar o potencial comum com uma corrente alternada tendo uma fase entre as fases do sistema de alta voltagem.

[0040] O dispositivo de controle 29 é adaptado em parte para controlar o dispositivo de deslocamento de potencial 33 e, também, para controlar e receber informação do sensor 27. O dispositivo de controle 29, dessa forma, coordena o sensor 27 e o dispositivo de deslocamento de potencial 33 com cada um, sendo adaptado para controlar o dispositivo 3, para executar um determinado número de métodos, de acordo com a invenção. O dispositivo 3, dessa forma, é adaptado para executar as etapas do método de acordo com o programa de computador gravado no meio legível do computador 31.

[0041] Na figura 4 é mostrado um exemplo de um método de acordo com a invenção, o qual é possível de se executar com o dispositivo 3 e o dispositivo de controle

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29, de acordo com a figura 1.

[0042] Em uma primeira etapa 55, o método compreende iniciar uma inspeção de um sistema de alta voltagem. A iniciação pode ser automática, por exemplo, após o decorrer de um predeterminado tempo ou após algum evento particular ou a inspeção pode ser iniciada manualmente por um operador.

	[0043] Em	uma	segunda	etapa	57,	o método
compreende	a leitura	de	um programa de	computador para
controlar	e coordenar	a	inspeção	de um	meio	legível por

computador. O meio legível por computador pode ser, por exemplo, um disco rígido, um disco CD ou um disco DVD ou um meio similar. Alternativamente, o dispositivo pode ser programado em hardware, em que não é necessária a leitura de nenhum programa.

[0044] Em uma terceira etapa 59, o método compreende deslocar o potencial comum para os condutores de alta voltagem durante uma operação de desenvolvimento do sistema de alta voltagem, de modo que aumente a máxima diferença de potencial entre o componente de alta voltagem a ser inspecionado e o potencial de aterramento. O potencial comum é deslocado mediante alimentação de uma voltagem e/ou corrente para o componente de alta voltagem. No presente exemplo, o potencial comum é deslocado mediante alimentação de uma corrente alternada para um potencial zero do sistema de alta voltagem. Nesse exemplo, a corrente alternada alimentada está principalmente na fase oposta em relação à corrente alternada de um segundo componente de alta voltagem, o qual não é para ser inspecionado. Além disso, o método compreende pelo menos parcialmente compensar uma corrente de terra entre o sistema de alta voltagem e o elemento de aterramento (o terra), mediante uso de um reator.

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21/22 [0045] O método compreende deslocar o potencial comum, de modo que a máxima diferença de potencial entre o componente de alta voltagem a ser inspecionado e o potencial de aterramento aumente para mais de ou igual a uma vez e meia o potencial máximo original. Além disso, o método compreende que o potencial comum seja deslocado, de modo que a diferença de potencial entre um segundo componente de alta voltagem, o qual não deve ser inspecionado, e o potencial de aterramento seja inferior à metade do potencial máximo original, em que, no presente exemplo, o potencial do segundo componente de alta voltagem, que não deve ser inspecionado, seja próximo do potencial de aterramento. Além disso, o potencial comum é deslocado durante um intervalo de tempo menor do que 3 minutos, preferivelmente, menor do que 1 minuto e, mais ainda preferivelmente, menor do que 30 segundos.

[0046] Em uma quarta etapa 61, o método compreende a inspeção de uma possível ocorrência de descargas parciais na cobertura isolante do componente de alta voltagem a ser inspecionado. Nesse exemplo, o componente de alta voltagem compreende uma tela condutora disposta em volta do componente, cuja tela é mantida substancialmente no potencial de aterramento. Portanto, o método compreende a detecção de um pulso elétrico na tela condutora do componente de alta voltagem a ser inspecionado através de um sensor, cujo pulso elétrico se origina de uma descarga parcial no isolamento do componente de alta voltagem. Nesse exemplo, o método compreende a detecção de pulsos elétricos em uma primeira posição e segunda posição, respectivamente, e o registro de um primeiro e segundo ponto de tempo, respectivamente, nos quais ou pulsos são registrados em cada respectiva posição. No presente exemplo, os pulsos são registrados nas extremidades dos

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22/22 componentes de alta voltagem.

[0047] Em uma quinta etapa 63, o método compreende a análise dos dados obtidos pelo sensor. Assim, o método compreende determinar se uma descarga parcial ocorreu com base ou não no registro de um pulso elétrico. No registro de um pulso elétrico, o método compreende adicionalmente comparar os primeiro e segundo pontos de tempo e estimar a posição da descarga parcial, partindo da diferença de tempo entre os pontos de tempo.

[0048] Se uma descarga parcial for detectada para um componente de alta voltagem, o método irá compreender em uma sexta etapa 69 o deslocamento do potencial comum, de modo que o potencial do componente de alta voltagem, no qual a descarga parcial ocorreu, diminuirá. Nesse exemplo, o potencial comum é deslocado, de modo que o potencial do componente de alta voltagem no qual ocorreu a descarga parcial se torna inferior à metade do potencial máximo durante a operação normal para o componente de alta voltagem. Nesse exemplo, o potencial é de valor próximo ao potencial de aterramento.

[0049] A presente invenção não está limitada às modalidades aqui mostradas, podendo ser variada de diversas maneiras, de acordo com a estrutura das reivindicações anexas.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para manipular um componente de alta voltagem em relação a descargas parciais (25) no componente de alta voltagem (7), cujo componente de alta voltagem (7) compreende uma cobertura isolante (17) envolvendo o componente e cujo componente de alta voltagem é conectado a um sistema de alta voltagem (1), o qual compreende dois ou mais condutores de alta voltagem adaptados para cada um conduzir uma corrente elétrica alternada, cujas correntes elétricas alternadas são adaptadas em relação uma à outra quanto ao tamanho e à fase de modo que as correntes alternadas adicionadas em conjunto cancelam uma a outra em um potencial comum, o qual é próximo do potencial de aterramento, o método sendo caracterizado pelo fato de compreender

- deslocar conjuntamente o potencial comum para os condutores de alta voltagem durante uma operação de desenvolvimento do sistema de alta voltagem (1).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método compreende deslocar o potencial comum de modo que diminua a diferença de potencial entre o componente de alta voltagem (7) e o potencial de aterramento, caso uma descarga parcial (25) seja detectada no componente de alta voltagem (7).
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o potencial comum é deslocado de modo que aumente a máxima diferença de potencial entre o componente de alta voltagem (7) a ser inspecionado e o potencial de aterramento, o método compreendendo:

- inspecionar uma possível ocorrência de descargas parciais (25) na cobertura isolante (17) do

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2/6 componente de alta voltagem a ser inspecionado.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o potencial comum é deslocado de modo que aumente a máxima diferença de potencial entre o componente de alta voltagem (7) a ser inspecionado e o potencial de aterramento até que uma descarga parcial (25) seja detectada.
5. Método, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o potencial comum é deslocado de modo que aumente a máxima diferença de potencial entre o componente de alta voltagem (7) a ser inspecionado e o potencial de aterramento para um valor maior ou igual a uma vez e meia o máximo potencial durante a operação normal do componente de alta voltagem (7).
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que o potencial comum é deslocado de modo que a diferença de potencial entre um segundo componente de alta voltagem, que é diferente daquele a ser inspecionado, e o potencial de aterramento é inferior à metade do máximo potencial do componente de alta voltagem durante operação normal.
7. Método, de acordo com a reivindicação caracterizado pelo fato de que o potencial comum deslocado de modo que o potencial do segundo condutor de alta voltagem, que é diferente daquele a ser inspecionado, é próximo do potencial de aterramento.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 7, caracterizado pelo fato de que o potencial comum é deslocado durante um intervalo de tempo inferior a 3 minutos, preferivelmente inferior a 1 minuto, mais preferivelmente inferior a 30 segundos.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 8, caracterizado pelo fato de que o

6, é

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3/6 método compreende detectar um pulso elétrico no componente de alta voltagem (7) a ser inspecionado, cujo pulso elétrico se origina de uma descarga parcial (25) no isolamento do componente de alta voltagem (7).
10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o componente de alta voltagem (7) compreende uma tela condutora (19) disposta em torno do componente, cuja tela é mantida no potencial de aterramento, o método compreendendo detectar um pulso elétrico na tela condutora (19).
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o potencial comum é deslocado mediante alimentação de uma voltagem ou corrente ao sistema de alta voltagem (1).
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o potencial comum é deslocado mediante alimentação de uma corrente alternada a um ponto zero (9) do sistema de alta voltagem (1).
13. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que o potencial comum é deslocado mediante alimentação de uma corrente alternada que está principalmente em fase oposta em relação à corrente alternada em um segundo componente de alta voltagem, o qual é diferente daquele a ser inspecionado.
14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que caso seja detectada uma descarga parcial (25) para um componente de alta voltagem (7), o método compreende deslocar o potencial comum de modo que o potencial do componente de alta voltagem seja próximo do potencial de aterramento.
15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o

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4/6 método compreende compensar uma corrente de terra entre o sistema de alta voltagem (1) e a terra (11) através de um reator (37).
16. Dispositivo adaptado para ser conectado a um sistema de alta voltagem (1), compreendendo um componente de alta voltagem (7) envolvido por uma cobertura isolante (17) e dois ou mais condutores de alta voltagem adaptados para cada um conduzir uma corrente elétrica alternada, cujas correntes alternadas são adaptadas relativamente uma à outra quanto ao tamanho e quanto à fase de modo que as correntes adicionadas em conjunto cancelam uma a outra em um potencial comum que é próximo do potencial de aterramento, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (3) é adaptado para durante uma operação de desenvolvimento do sistema de alta voltagem obter um deslocamento conjunto do potencial comum para os condutores de alta voltagem.
17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (3) é adaptado para deslocar o potencial comum de modo que diminua a diferença de potencial entre o componente de alta voltagem (7) e o potencial de aterramento, caso uma descarga parcial (25) seja detectada no componente de alta voltagem.
18. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (3) é adaptado para obter um deslocamento comum do potencial comum para os condutores de alta voltagem, de modo que aumente a diferença de potencial entre o componente de alta voltagem (7) e a terra (11), em que a inspeção de uma possível ocorrência de descargas parciais (25) através da cobertura isolante (17) do componente de alta voltagem é medida.
19. Dispositivo, de acordo com a reivindicação

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18, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (3) é adaptado para deslocar o potencial comum, de modo que aumente a máxima diferença de potencial entre o componente de alta voltagem (7) a ser inspecionado e o potencial de aterramento até que uma descarga parcial (25) seja detectada.
20. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 19, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (3) é adaptado para deslocar o potencial comum durante um intervalo de tempo menor que 3 minutos, preferivelmente menor que 1 minuto, mais preferivelmente menor que 30 segundos.
21. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 20, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (3) compreende um alimentador de voltagem (35) adaptado para alimentar uma voltagem e corrente ao sistema de alta voltagem (1) a fim de deslocar o potencial comum.
22. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o alimentador de voltagem (35) é adaptado para alimentar uma corrente alternada a um ponto zero (9) do sistema de alta voltagem (1) a fim de deslocar o potencial comum.
23. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 21 ou 22, caracterizado pelo fato de que o alimentador de voltagem (35) é adaptado para alimentar uma corrente alternada que está principalmente em uma fase oposta em relação à corrente alternada, através de um segundo componente de alta voltagem, que é diferente daquele a ser inspecionado, a fim de deslocar o potencial comum.
24. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 23, caracterizado pelo fato de que o dispositivo compreende um sensor (27) adaptado para detectar um pulso elétrico no componente de alta voltagem

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6/6 (7) a ser inspecionado, cujo pulso elétrico se origina de uma descarga parcial (25) no isolamento do componente de alta voltagem (7).
25. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 24, caracterizado pelo fato de que o sensor (27) é adaptado para detectar um pulso elétrico em uma tela condutora (19) disposta em torno do componente de alta voltagem (7), cuja tela é mantida no potencial de aterramento.
26. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 25, caracterizado pelo fato de que o dispositivo compreende um reator (37) adaptado para compensar uma corrente de terra entre o sistema de alta voltagem (1) e a terra (11).

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