An_lise_e_Preven_o_de_Falha_em_TPCs_1573262234

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* Cleiner.assis@eletronorte.gov.br 
XVIII ERIAC 
DÉCIMO OITAVO ENCONTRO 
REGIONAL IBERO-AMERICANO DO CIGRE 
 
 
 
 
Análise e prevenção de falhas nas unidades eletromagnéticas de Transformadores 
de Potencial Capacitivo (TPCs 500kV) a partir de inspeções pós-falha e 
diagnósticos de ensaios de campo e laboratório. 
 
 
C.S. ASSIS* J.B.S. FEITOSA B.M. CAMPOS 
ELETRONORTE ELETRONORTE ELETRONORTE 
BRASIL BRASIL BRASIL 
 
Resumo: O objetivo deste Trabalho Técnico é compartilhar conhecimento com a experiência adquirida 
na empresa Eletronorte com base na análise integrada de técnicas de manutenção preventiva aplicada em 
um determinado modelo (família) de Transformadores de Potencial Capacitivo (TPC). A estratégia visa 
demonstrar análise a partir do estudo dos históricos de manutenção e as inspeções pós-falha com abertura 
da unidade eletromagnética dos TPC`s. Para validação da metodologia foram realizados testes em 
laboratório de alta tensão com o intuito de confirmar os diagnósticos de criticidade dos equipamentos que 
foram retirados antes da falha. 
 
Palavras-chave: Transformador – Instrumento – Potencial – Capacitivo – Eletromagnética – Preditiva – 
Preventiva – Falha – Subestação 
 
1 INTRODUÇÃO 
Os transformadores para instrumentos possuem papel fundamental nos sistemas elétricos, responsáveis pela 
interface entre o Sistema Elétrico de Potência (SEP) e as unidades de supervisão, controle e proteção. Os 
TI`s como são conhecidos no setor, são transformadores que possuem a função de reduzir os valores das 
principais grandezas dos sistemas elétricos (corrente e tensão) a níveis seguros para serem manipuladas pelas 
UCD`s ( Unidades de Controle Digital) e principalmente UPD`s (Unidades de Proteção Digital). Assim, o 
sistema de controle de qualquer SEP, exige necessariamente que estes TI`s estejam informando 
continuamente essas grandezas para os dispositivos eletrônicos de monitoramento e proteção contra falhas. 
Portanto esses equipamentos são primordiais para a operação segura e confiável do sistema. 
No caso dos TPCs (Transformadores de Potencial Capacitivo), ainda que o custo desses equipamentos não 
seja tão representativo quando comparados a outros ativos, sua falha funcional geralmente implica em sérios 
problemas de controle do Sistema Interligado Nacional (SIN), podendo causar a indisponibilidade de 
importantes funções de transmissão, resultando em grandes prejuízos financeiros e operacionais. 
 As falhas de TPC`s, instalados nos bays das linhas de 500 kV (funções de transmissão) da interligação 
Norte-Sul, que serão demonstradas nesse Informe Técnico (IT), colocam em risco a segurança operacional 
do SIN podendo causar blackouts em regiões inteiras. 
 
2 CONTEXTUALIZAÇÃO TEÓRICA 
O Transformador de Potencial Capacitivo (TPC) é composto por um divisor de tensão capacitivo e uma 
Unidade Eletromagnética (UEM). 
Dependendo da tensão nominal, o divisor capacitivo pode ser composto por um ou vários módulos 
capacitivos (C1), com um terminal (derivação) de tensão intermediária (Capacitância de interligação – C2) 
que alimenta através de uma bucha de média tensão a Unidade Eletromagnética. Os TPCs com classe de 
tensão de 500 KV, ligados entre fase e terra com a linha, normalmente possuem três modulos capacitivos, 
cujas células que formam o condensador são ligadas em série e o conjunto fica imerso no interior de um 
invólucro de porcelana. 
19 a 23 de maio de 2019 
A3 - Equipamentos de alta tensão 
CE-A3 Foz do Iguaçu, Brasil 
 2 
A Unidade Eletromagnetica é montada em um tanque hermeticamente selado preenchido com óleo mineral. 
No tanque existe um visor para inspeção visual do óleo, uma válvula para coleta de óleo e uma cavidade no 
flange do tanque, selada por um parafuso com arruela de vedação. 
A Unidade Eletromagnética de um TPC de 500 kV é composta por: 
 
 Um transformador intermediário que pode possuir um ou mais enrolamentos, onde os terminais 
secundários estão acessíveis em uma caixa de terminais. 
 Um reator série sintonizado à frequência nominal com a capacitância equivalente (C1 + C2); 
 Circuito supressor de ferrorressonância também conhecido como filtro de supressão de harmônicos, é 
composto por um resistor em série com um reator saturável e um resistor em paralelo. O reator é 
projetado para saturar à 150% da tensão nominal a fim de formar um circuito de carga, que 
amortecerá oscilações de ferro-ressonância sub-harmônicas; 
 Dispositivo de proteção contra sobre tensão que consiste num “gap” de proteção que é um dispositivo 
sensor de tensão, conectado em série com um resistor de carga no enrolamento secundário do reator 
série. 
 
A principal função de um TPC é reduzir alta tensão de uma linha de transmissão a valores compatíveis com 
os circuitos de medição ou proteção. O princípio de operação de um TPC de 500 kV pode ser descrito da 
seguinte forma; O divisor capacitivo (C1 + C2), responsável por reduzir a tensão da linha para um nível 
intermediário (10 kV), está conectado em série com o reator, que por sua vez é conectado em paralelo com o 
transformador intermediário abaixador que reduz a tensão intermediária para os terminais secundários 
acessíveis. O reator é fabricado de tal forma que sua impedância cancele a impedância do capacitor, portanto, 
a tensão plena intermediária é entregue nos terminais primários do transformador abaixador, em fase com a 
tensão primária de linha. 
O reator e o enrolamento primário do transformador intermediário são fabricados com “taps” que permitem o 
ajuste da relação e do ângulo de fase. A reatância série e a relação do transformador são ajustados e 
sintonizados com o TPC durante os ensaios de rotina em fábrica para o atendimento à classe de exatidão 
especificada. Cada UEM é sintonizada com um determinado divisor capacitivo. Caso exista substituição de 
um dos módulos capacitivos é necessário refazer os ajustes e a sintonia dos “taps”. 
A tensão nominal no primário do transformador intermediário de TPCs de 500 kV varia entre 10 kV e 13 kV 
e todo o sistema de isolação da Unidade Eletromagnética é composto por papel impregnado em óleo, onde o 
tanque é preenchido com óleo e hermeticamente selado. Entre o primário e o secundário do transformador 
intermediário existe uma blindagem, denominada campo de Faraday, que auxilia na distribuição de potencial 
e a concatenação do fluxo, como num transformador convencional. A figura abaixo demonstra o diagrama 
esquemático do modelo de TPC que é objeto de estudo desse Informe Técnico. 
 
 
Fig 1. Diagrama esquemático Unidade Eletromagnética do TPC TEIRF - 500 
 
 
3 ANÁLISE DE FALHAS DA FAMÍLIA DE TPC – TEIRF 500 NA INTERLIGAÇÃO NORTE-
SUL 
As falhas em TPCs nas SEs de 500 kV, podem ocasionar sérios transtornos para o sistema, esses 
equipamentos estão instalados nas saídas de linhas e nas barras, existentes na configuração mais usual de SEs 
 
 1 - Reatores Série 
 2 - Transformador de Tensão Intermediária 
 3 - Filtro de Supressão de Harmônicas 
 4 - Gap de Proteção Selado 
 5 - Régua Terminal Secundária 
 6 - Campo de Faraday 
 7 - Chave de Aterramento de Potencial 
 8 - Bobina de Choque & Conjunto Gap 
 9 - Bobina de Drenagem, Gap & Conjunto 
Chave de Aterramento Carrier 
 3 
de 500 kV, denominada Disjuntor e meio. Falhas em TPCs instalados nos bays das linhas indisponibiliza a 
função de transmissão causando perdas financeiras para a transmissora, podendo até causar blackout no SIN. 
O principal sintoma das falhas nessa família de TPC, antes da conclusão da análise demonstrada nesse IT, 
era o desvio nos valores de tensão no secundário. A tensão no secundário chega a quase zero, 
impossibilitando a supervisão de tensão e a operação do sistema deproteção, obrigando uma intervenção 
emergencial para substituição do equipamento. Outro sintoma verificado em alguns casos é o 
sobreaquecimento do tanque, onde se encontra a unidade eletromagnética do equipamento. 
A partir de análise de histórico de Notas EA (Eliminação de Anomalia) no sistema de gestão da manutenção 
SAP/ERP ficou constatado que 50% dos equipamentos dessa família que falharam possuíam histórico de 
vazamento de óleo no tanque. 
3.1 Histórico de falhas 
A Tabela 1 abaixo demonstra o histórico de falhas em TPCs, todos de um mesmo modelo/família, nas 
subestações da interligação Norte-sul, sob a responsabilidade da Eletronorte; 
 
TABELA I – HISTÓRICO DE FALHAS EM TPCs FAMÍLIA TEIRF - 500 
DATA DA 
FALHA 
SUBESTAÇÃO EQUIPAMENTO 
/ COD. OPER. 
LOCAL DE 
INSTALAÇÃO 
ANO FAB. / 
MODELO 
NÚMERO 
DE SÉRIE 
04.03.2010 SE COLINAS TPC 
CODP7- BR1 
Fase A da Barra 2 
de 500 kV 
1998 
TEIRF-500 
987732903 
26.08.2011 SE MIRACEMA TPC 
MCDP7- BR2 
Fase A da Barra 2 
de 500 kV 
1998 
TEIRF-500 
987732912 
10.11.2013 SE MIRACEMA TPC 
MCDP7- BR2 
Fase V da Barra 2 
de 500 kV 
1998 
TEIRF-500 
987732910 
16.04.2015 SE MIRACEMA TPC 
MCDP7- BR2 
Fase B da Barra 2 
de 500 kV 
1998 
TEIRF-500 
987732911 
07.08.2015 SE COLINAS TPC 
CODP7- BR2 
Fase A da Barra 1 
de 500 kV 
1998 
TEIRF-500 
987732906 
27.02.2016 SE MIRACEMA TPC 
MCDP7- BR1 
Fase V da Barra 1 
de 500 kV 
1998 
TEIRF-500 
987732907 
29.02.2016 SE MIRACEMA TPC 
MCDP7- BR1 
Fase B da Barra 1 
de 500 kV 
1998 
TEIRF-500 
987732908 
30.05.2016 SE COLINAS TPC 
CODP7- BR2 
Fase B da Barra 2 
de 500 kV 
1998 
TEIRF-500 
987732902 
27.01.2017 SE MIRACEMA TPC * 
MCDP7- DX 
Fase V da Linha 
COMC de 500 kV 
1998 
TEIRF-500 
987647206 
22.04.2018 SE COLINAS TPC * 
CODP7- CX 
Fase B da linha 
IZCO de 500 kV 
1998 
TEIRF-500 
987647105 
*Equipamento substituído antes da falha 
 
Analisando a tabela acima percebemos que as falhas começaram em 2010, quando os equipamentos estavam 
com pouco mais de 10 anos de operação, tempo bem menor que a vida útil esperada para um TPC, que é de 
aproximadamente 30 anos. Outro fato relevante a ser destacado é que a grande maioria das falhas se 
concentram nos equipamentos instalados nas Barras de 500 kV das SEs Colinas e Miracema. As falhas em 
equipamentos nas barras não causam indisponibilidade de função, porém causam restrição à operação do 
sistema, além do risco aos operadores e mantenedores das SEs. Os equipamentos em destaque na tabela 
foram substituídos antes da falha iminente, como resultados das análises e diagnósticos a partir das técnicas 
empregadas que serão demonstrados no item diagnósticos e resultados deste IT. 
3.2 Análise dos dados históricos de manutenção 
A análise dos dados histórico de manutenção dessa família de equipamentos engloba todos os resultados 
obtidos com os ensaios oriundos de técnicas preditivas e preventivas de rotina e especiais, que foram 
realizadas nos TPCs nas manutenções durante a vida util dos equipamentos. As tcnicas especiais foram 
realizadas e desenvolvidas em função do histórico de falha dessa família. 
3.2.1 Histórico de técnicas preditivas 
A principal técnica preditiva, realizada pela equipe de manutenção da Eletronorte, é a inspeção termográfica 
realizada semestralmente em todas as subestações da interligação Norte-Sul que possuem ativos de 
 4 
responsabilidade da Eletronorte. Segue abaixo registro termográfica do tanque do TPC, modelo TEIRF – 
500, série 987647206, código de operação MCDP7-CX (Fase V), que possibilitou à equipe de manutenção 
da Eletronorte identificar um vazamento de óleo e um leve sobre aquecimento da Unidade Eletromagnética 
abrigada dentro do tanque de ferro fundido do equipamento. 
 
 
Fig 2. Registro termográfico tanque TPC TEIRF – 500 com 34°C 
 
A imagem acima demonstra a existência de vazamento de óleo no tanque e um sobreaquecimento da 
unidade eletromagnética, realizando-se uma análise comparativa com o equipamento da outra fase foi 
verificada uma diferença de temperatura de aproximadamente 2°C. 
3.2.2 Histórico de técnicas preventivas 
A principal técnica de manutenção preventiva aplicada nos TPCs, que fazem parte dos ativos de transmissão 
da Eletronorte, é a avaliação do sistema de isolamento a partir da medição da capacitância e fator de perdas 
dielétricas (Fator de potência/Tangente Delta). Para realização desses ensaios o TPC deve estar fora de 
operação (off-line), o que aumenta o custo e a dificuldade de aplicação dessa técnica. A figura abaixo 
demonstra o esquema de ligação para realização dos ensaios de isolação CA nos TPCs TEIRF-500. 
 
 Fig 3. Configuração teste de isolação CA Modulo do Meio (C1-2) 
Analisando a figura acima percebemos que as medições nos TPCs TEIRF 500, são realizadas de forma 
independentes nos três módulos capacitivos que compõe C1 (C1-1, C1-2, C1-3) e no C2 (capacitância de 
interligação). A tensão de teste é de 10 kV e os ensaios são realizados com o primário desconectado do 
sistema. A medição é realizada com variação de frequência (40 – 100 Hz) traçando uma assinatura (curva) 
para cada TPC. Essa assinatura quando comparada entre equipamentos do mesmo modelo e com mesmo 
tempo de operação nos permite um diagnóstico do sistema de isolação CA. Apesar de importante a técnica 
acima avalia o sistema de isolação dos módulos capacitivos (C1) e da capacitância de interligação (C2). A 
isolação da unidade eletromagnética pode ser avaliada a partir da Análise de Gases Dissolvidos (AGD) e o 
teor de umidade no óleo isolante do tanque do TPC. 
3.2.3 Histórico de ensaios preditivos especiais 
A análise gascromatográfica ou AGD (análise de gases dissolvidos) e Teor de água em TPCs, apesar de 
constarem no procedimento de manutenção da Eletronorte, normalmente não são realizadas pelas equipes de 
 5 
mantenedores em campo, com a alegação de que devido ao pouco volume de óleo isolante dos TPCs, essas 
coletas poderiam de alguma forma prejudicar o sistema de isolamento do equipamento. As análises de óleo 
isolante acabam sendo realizadas, quando há necessidade de diagnósticos especiais devido a histórico de 
falhas em algumas famílias desses equipamentos. 
No caso dos TPCs TEIRF – 500 das SEs da interligação Norte-Sul, as coletas de óleo começaram a ser 
realizadas com mais frequência a partir de 2016 quando do inicio da análise demonstrada nesse Informe 
Técnico (IT). A quantidade de óleo utilizada para análise, aproximadamente 150 ml, considerando a 
ambientação do sistema de coleta, não é representativa para que possa comprometer o nivel de óleo isolante 
no tanque do equipamento, que é em torno de 60 litros. A tabela abaixo demonstra resultados obtidos com a 
AGD e teor de umidade de TPCs TEIRF-500 que foi determinante para antever as falhas, conforme será 
demonstrada no item 5 deste IT. 
 
TABELA II – AGD EM TPCs FAMÍLIA TEIRF - 500 
CONDIC. 
OPERAC. 
CODIGO FASE ANÁLISE DE GASES DISSOLVIDAS E TEOR DE ÁGUA (PPM) NO ÓLEO 
H2 
 
O2 N2 CH4 CO CO2 C2
H4 
C2
H6 
C2
H2 
TEOR 
AGUA 
Em 
opração 
CODP7-
CZ 
A 2 17505 47488 2 18 831 0 0 0 27 
B 11 14528 45861 2 12 14457 0 0 0 75 
Em 
opração 
CODP7-
BR1 
B 9 15400 40296 1 12 11454 0 0 0 73 
Retirado 
em 2018 
CODP7-
CX 
A 8 16035 48605 2 12 11130 0 0 0 70 
B * 78 8787 45942 4 1728434 0 0 0 71 
Retirado 
em 2017 
MCDP7-
DX 
V * 22 15775 49663 3 30 18485 5 3 2 100 
A 10 12733 44685 2 32 9686 0 0 0 75 
*Equipamentos substituído antes da falha 
 
Na tabela acima estão os resultados de AGD de equipamentos que entraram em fabricação no mesmo ano, 
além de considerar valores limites constantes na norma IEC 60599, tomando como referência o equipamento 
da Fase A do CODP7-CZ, percebemos desvios significativos no CO2 (Dióxido de carbono) e H2O (Teor de 
Umidade). A unidade instalada na Fase V do MCDP7-DX, chegou a indicar a presença de gases 
combustíveis, como acetileno (C2H2). 
Diante do número de falhas dessa família a engenharia de manutenção da Eletronorte, buscou a realização 
de outras técnicas preditivas que poderiam auxiliar no diagnóstico dessa família de equipamentos. 
Foram utilizadas técnicas de medições de Descargas Parciais (DP) nos TPCs TEIRF 500; A figura abaixo 
demonstra a configuração de ensaios do método eletromagnético que utiliza como sensor um TC de alta 
frequência conectado ao aterramento do equipamento. 
 
 
 
Fig 4. Configuração teste Método Eletromagnético para medição de Descargas Parciais 
 
Além do método eletromagnético demonstrado acima, foram utilizados os métodos de emissão acústica, que 
é similar ao método já consagrado e utilizado em transformadores de potência de grande porte e o método 
UHF, realizado a partir de uma instrumentação da Doble DFA 500 que utiliza como sensor uma antena UHF 
que capta radiações eletromagnéticas provenientes de possíveis descargas parciais. A Tabela 3 demonstra os 
resultados sintetizados, após análise por nível de criticidade do equipamento no que tange a medição de 
Descargas Parciais. 
 6 
 
TABELA III – ANÁLISE SINTETIZADA DAS MEDIÇÕES DE DP DE MAIOR RELEVÂNCIA 
CODIGO 
EQUIPAMENTO 
FASE 
 
CRITÍCIDADE A PARTIR DA ANÁLISE DOS RESULTADOS DE 
MEDIÇÕES DE DESCARGAS PARCIAIS 
EMISSÃO 
ACUSTICA 
METODO 
ELETROMAGNÉTICO 
METODO 
UHF 
 
 CODP7-CX 
A 1 3 1 
B* 1 3 1 
 MCDP7-DX V* 1 3 1 
 MCDP7-BR1 
B 1 3 3 
V 3 2 2 
 *Equipamentos substituídos antes da falha 
 
A sintetização dos resultados demonstrados na tabela 3 são definidas pelos seguintes niveis de criticidade; 
 Nível 1: Condição de normalidade 
 Nível 2: Necessidade de novas medições além de acompanhar outros parâmetros do ativo. 
 Nível 3: Programar quando possível a retirada de operação para analisar o padrão de anormalidade 
identificado, além de acompanhar com maior frequência outros parâmetros de diagnóstico do ativo. 
Na tabela 3 estão em destaque os equipamentos que apresentaram maior criticidade nas medições de DP, 
vale ressaltar que o MCDP7-BR1 (fases B e V) falhou 30 dias após a medição e o TPC da Fase B foi o 
equipamento inspecionado após a falha, conforme será demonstrado no item 4.1 deste IT. Já o TPC 
CODP7-CX (Fase B) retirado antes da falha foi enviado para o laboratório de alta tensão da Eletronorte. 
 
4 INSPEÇÕES E TESTES NOS TPCs APÓS A RETIRADA DE OPERAÇÃO. 
Foram realizadas inspeções com abertura de equipamento, bem como testes elétricos em alguns TPCs que 
foram substituídos após e antes da falha. As inspeções nos equipamentos que foram retirados após a falha 
foram realizadas na oficina de eletromecânica da SE Miracema, já as inspeções e testes em um dos TPCs 
retirados antes da falha foi realizada no laboratório da alta tensão da Eletronorte, no centro de tecnologia 
Miramar, situado em Belém – PA. 
4.1 Inspeções e testes realizados nos TPCs retirados após a falha 
A inspeção pós falha realizada na oficina de eletromecânica da SE Miracema foi no TPC série 987732908, 
TEIRF – 500, que estava instalado sob o código operacional MCDP7-BR1 (fase B). Foi realizada uma 
inspeção minuciosa buscando problemas na porcelana, verificando o estado das vedações, verificando a 
condição do óleo no interior do tanque, bem como verificação dos componentes. Ainda, durante esta fase foi 
realizado testes elétricos, com isolação CC (Megger), como forma de comprovar a isolação de componentes 
e de seu funcionamento. Toda essa análise culminou na abertura do enrolamento do equipamento com o 
auxílio de uma lixadeira. A figura abaixo demonstra a abertura do enrolamento do TPC. 
 
Fig 5. Imagens da Abertura do enrolamento durante a inspeção pós falha 
Conforme podemos verificar nas imagens agrupadas acima o núcleo do transformador intermediário se 
encontrava com bastante oxidação, isso em função da umidade no óleo, que pode ser confirmada pela análise 
do óleo isolante realizada em outros equipamentos desta mesma família/modelo (ver tabela 2). A falha de 
isolação verificada na imagem mais à direita, entre o primário do transformador intermediário e a blindagem 
 7 
ou gaiola de Faraday (ver figura 1) ficou evidenciada também a partir das medições de isolação CC que 
indicaram falha de isolação do primário do transformador para a massa. 
4.2 Inspeções e testes em laboratório de Alta Tensão nos TPCs retirados antes da falha. 
 
Nos testes realizados no laboratório de alta tensão da Eletronorte no TPC TEIRF 500, série 987647105, 
codigo operacional CODP7-CX (Fase B), foram avaliadas os modulos capacitivos, submetidas a testes de 
impulsos, que por sinal apresentaram um desempenho satisfatório. Já na unidade eletromagnética foram 
realizados ensaios de análise de resposta do dielétrico, medição de descargas parciais com capacitor padrão 
e medição de resistência de isolamento. Para análise da resposta dielétrica foi utilizado o DIRANA. Essa 
instrumentação fornece uma indicação da condição do conteudo da umidade no isolamento papel e óleo. A 
tabela abaixo demonstra o resultado obtido com essa técnica; 
 
TABELA IV – ANÁLISE SINTETIZADA DAS MEDIÇÕES COM DIRANA NO LABORATÓRIO 
TESTES ÓLEO PAPEL 
Condutividade Diagnóstico Umidade Diagnóstico 
1ª Medição UE com Coluna 4.5 nS/m Insatisfatório 4,4% Moderadamente úmido 
2ª Medição UE com Coluna 3.0 nS/m Insatisfatório 3,0% Moderadamente úmido 
1ª Medição UE sem Coluna 2.5 nS/m Insatisfatório 3,6% Moderadamente úmido 
2ª Medição UE sem Coluna 5.7 nS/m Insatisfatório 3,4% Moderadamente úmido 
 
Conforme podemos verificar na tabela 4 acima, o diagnóstico obtido com essa técnica confirmou os 
resultados de AGD (ver tabela 2), indicando uma condição insatisfatória para o óleo isolante e umidade no 
papel do transformador intermediário. A medição de descargas parciais em laboratório também 
corroboraram com as medições realizadas em campo, com o equipamento ainda em operação, indicando 
descargas moderadas que se intensificam com a elevação da tensão aplicada. 
 
5 CRUZAMENTO DE TÉCNICAS, DIAGNÓSTICOS E CAUSAS. 
A tabela 5 abaixo representa a análise do cruzamento de técnicas que foi determinante para evitar a falha 
dos TPCs CODP7-CX e MCDP7- DX, instalados nas linhas de 500 Kv Imperatriz – Colinas (IZCO) e 
Colinas – Miracema (COMC). 
 
TABELA 5 – ANÁLISE A PARTIR DO CRUZAMENTO DE TÉCNICAS 
CODIGO 
OPRAC. 
RETIRADO 
ANTES DA 
FALHA EM 
INSPEÇÃO 
TERMOGR. 
∆t°c 
ISOLAÇÃO 
CA (TD e CP) 
AGD ÓLEO DP MÉTODO 
ELETROMAG. 
ISOL. TI 
CC 
(MEGGER) CO2 H20 
MCDP7-DX (V) JAN/2017 2 °C Sem desvios 18485 100 Alta Criticidade 2,8 MΩ 
CODP7-CX (B) ABR/2018 Sem desvios Sem desvios 28434 71 Alta Criticidade 4,1 MΩ 
 
A tabela 5 nos permite concluir que apesar de ter sido verificada uma diferença sensível de temperatura na 
técnica de inspeção termográfica, as técnicas determinantes no diagnóstico do equipamento para evitar a 
falha foram; AGD e Teor de água do óleo, DP método eletromagnético e o teste de isolação CC (“Megger”) 
do primário do Transformador intermediário. No caso do MCDP7-DX a medição de isolação CC foi 
realizadana inspeção pós falha do equipamento. Sendo determinante para o diagnóstico a presença elevada 
de CO2 e H2O e a existência de gases combustíveis (ver tabela 2) no óleo isolante, além das medições de 
DP com metodo eletromagnético que indicaram uma alta probabilidade de falha. 
A partir das inspeções pós falha foi possível desenvolver um procedimento para a medição de isolação CC 
do primário do transformador intermediario do TPC (local onde foi constatada a falha) com o equipamento 
em operação. A tensão para aplicação no teste não deve ultrapassar 2 kV, no entanto por questão de 
segurança, nos equipamentos em operação, realizamos o teste de isolação CC com uma tensão de 500V. 
Como parametro utilizamos o valor de 50 MΩ. Resultados abaixo desse patamar indicam indício de 
degradação da isolação.A figura abaixo demonstra essa medição simples com a utilização de um “Megger”. 
 8 
 
 
Fig 6. Medição de Isolação CC do Primário do Transformador Intermediário contra a massa 
 
A medição de isolação CC do primário do TPI é realizada diretamente na caixa de terminais secundários, 
conforme imagem acima que contem a placa com o diagrama esquemático que fica atrás da tampa da caixa 
dos terminais secundários (ver fig. 1). A conexão é realizada no terminal P1, importante frisar que para 
realizar a medição é necessário sacar o varistor que fica entre P1 e P2 no diagrama, conforme demonstrado 
na figura 6 na imagem mais à direita. 
Para determinação da causa fundamental as inspeções pós falha alinhadas com os resultados obtidos com a 
AGD e teor de água no óleo isolante foi determinante. A quantidade elevada de gás CO2 (dióxido de 
carbono), bem acima do valor (990 ppm) definido pela norma IEC 60599, foi verificada em vários 
equipamentos da família, indicando a degradação precoce da isolação com a queima do papel, em alguns 
casos chegando a evoluir para defeito térmico de alta intensidade, com a presença de acetileno (C2H2). 
O fator fundamental para a causa da degradação da isolação é a entrada de umidade no equipamento, 
verificado no alto teor de água nos resultados de análise de Teor de água em vários TPCs da família, alguns 
chegando até 100ppm. A figura abaixo demonstra os pontos suspeitos de falha de vedação que possibilitam a 
entrada de umidade para o tanque hermeticamente fechado. 
 
 
Fig 7. Pontos suspeitos para entrada de unidade 
 
Em função do designer da tampa do tanque da UEM (imagem à esquerda) que favorece acúmulo de água da 
chuva, a vedação do parafuso da cavidade superior do tanque (imagem central) fica comprometida. Outro 
ponto de entrada de umidade é o visor de inspeção do tanque (imagem mais à direita), isso se comprova 
devido ao histórico de vazamento de óleo pelo componente, chegando a embaçar o visor. 
 
6 CONCLUSÕES E RESULTADOS. 
 
As técnicas preditivas de coleta de óleo para AGD e DP se mostraram eficientes, no entanto a análise 
integrada com o cruzamento das técnicas para fechamento do diagnóstico foi fundamental. A técnica de 
medição de isolação CA se mostrou pouco eficiente, visto que o foco dessa medição são os módulos 
capacitivos, já a medição de isolação CC do primário do TPI se mostrou bastante eficiente, com 
procedimento bem mais simples e custo de execução bem mais baixo. 
A análise demonstrada neste IT a partir do diagnóstico realizado pela engenharia de manutenção da 
Eletronorte, além de definir a causa fundamental da falha nos TPCs da família TEIRF 500, evitou perdas 
financeiras no processo de operar e manter da empresa. A falha de um TPC instalado na linha causa sua 
indisponibilidade até a substituição do equipamento sob falha, o que pode levar em média até 10 horas. No 
caso da linha IZCO, onde a indisponibilidade intempestiva custa R$22.000,00 por minuto para a empresa, 
essa perda seria milionária. Vale ressaltar que os resultados dos testes realizados no laboratório de alta 
tensão da Eletronorte comprovaram a falha iminente do equipamento e a eficiência das técnicas aplicadas. 
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7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS. 
 
(1) Manual TPC HEAFLEY TRANCH 
 
(2) Manual TPC GE OCTF 
 
(3) O. FRONTIN, SERGIO – EQUIPAMENTOS DE ALTA TENSÃO – Prospecção e Hierarquização de Inovações 
Tecnológicas 
 
(4) SPRESSOLA EDUARDO, FLAVIO - Avaliação do comportamento térmico de transformadores de corrente de extra-
alta tensão, isolados a papel e óleo - Dissertação submetida ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia 
Elétrica da Universidade Federal de Itajubá. 
 
(5) International Standard – Mineral oil-impregnated electrical equipment in service – Guide to the interpretation of 
dissolved and free gases analyses – CEI IEC 60599 
 
(6) VIEIRA C. JUNIOR, ADEMAR – Interação Transitória Entre Transformadores de Potencial Capacitivos e Linhas de 
Transmissão: Uma Contribuição para Minimizar Falhas - Dissertação submetida ao Programa de Pós-Graduação 
em Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Pernambuco. 
 
(7) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – Guia de Inspeção em Equipamentos Elétricos e 
Mecânicos – NBR-15572 
 
 
 
BIOGRAFIA 
 
 
 
 
 
Cleiner da Silva Assis graduou-se em Engenharia Elétrica pela Universidade Estadual de Minas Gerais (UEMG) no ano 
de 2005, é Pós Graduado na área de Sistema de Potência pela Sociedade Educacional de Santa Catarina (SOCIESC) 
em 2016. Na ELETROBRAS ELETRONORTE desde 2008; Atuou na área de planejamento elétrico da operação 
(Estudos Elétricos) da transmissão, na sede em Brasília, no período de 2008 à 2010 , na regional de transmissão do 
Mato Grosso como responsável técnico da operação e manutenção da Subestação de Jauru, onde coordenou e 
executou ensaios e testes elétricos em comissionamentos e manutenções de equipamentos de alta tensão no período 
de 2010 à 2013. Desde 2014 integra a equipe de engenharia de manutenção de subestações da interligação Norte-Sul 
do Sistema Interligado Nacional na Regional de Transmissão do Tocantins. 
Participou de alguns congressos, como autor e apresentador de contribuições técnicas na área de ensaios em 
equipamentos de subestações, entre eles; SBSE / 2010, em Belém-PA e o ERIAC /2011, na Cidad Del Este(PY), 
ERIAC/2013 – Foz do Iguaçu, SNPTEE/2013- Brasília, ERIAC/2015 – Puerto Iguazu (AR) e 30º CBMGA/2015 – 
Campinas SP; XXIV SNPTEE – Curitiba PR.