AULA PLENA

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CURSO: 
MANUTENÇÃO PREVENTIVA E PREDITIVA EM 
EQUIPAMENTOS DE AT 
ESCOPO: 
 
MANUTENÇÃO: CONCEITOS BÁSICOS, METODOLOGIAS 
E PERIODICIDADE. 
 
SEGURANÇA 
 
MEDIDAS ELÉTRICAS 
 
CARACTERÍSTICAS DOS ISOLANTES 
 
ENSAIOS DE CAMPO 
 
EQUIPAMENTOS DE SUBESTAÇÃO 
 
DIAGNÓSTICOS 
 
SOLICITANTE: 
 
PLENA TRANSMISSORA 
 
 
 
EQUIPE TÉCNICA: 
 
Roberto de Aguiar 
Luiz Ricardo Alfaro Gamboa 
 
AUTOR: 
 
ROBERTO DE AGUIAR 
CREA: 91137/TD (PR) 
 
REVISOR: 
CREA 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 O SISTEMA DE ENERGIA ELÉTRICA ........................................................................................ 3 
 
2 MANUTENÇÃO: CONCEITOS BÁSICOS, METODOLOGIAS E PERIODICIDADE. ..................... 5 
 
 
3 SEGURANÇA ............................................................................................................................. 18 
 
4 MEDIDAS ELÉTRICAS ............................................................................................................... 25 
 
5 CARACTERÍSTICAS DOS ISOLANTES ..................................................................................... 29 
 
6 ENSAIOS DE CAMPO ................................................................................................................ 34 
 
7 TRANSFORTMADOR................................................................................................................. 72 
 
8 SISTEMAS DE ISOLAMENTO ................................................................................................. 101 
 
9 PROTEÇÃO DOS TRANSFORMADORES ............................................................................... 111 
 
10 ENSAIOS EM TRANSFORMADORES .................................................................................. 112 
 
11 DISJUNTORES ..................................................................................................................... 116 
 
12 PARA RAIOS ........................................................................................................................ 121 
 
13 TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS -TIs .......................................................... 124 
 
14 ENSAIOS DIELÉTRICOS ...................................................................................................... 139 
 
15 AULAS EXTRAS ................................................................................................................... 178 
 
16 - DISJUNTORES SF6 ........................................................................................................... 178 
 
17 - CAPACITORES DE EQUALIZAÇÃO E RESISTORES DE INSERÇÃO .............................. 178 
 
18 - BATERIAS ......................................................................................................................... 178 
 
19 - COMPENSADORES SÉRIE E PARALELO ........................................................................ 178 
 
20 - VEDAÇÕES PARA TRANSFORMADORES ....................................................................... 178 
 
21 - SISTEMA ANTI-INCÊNDIO PARA TRANSFORMADORES / REATORES .......................... 178 
 
 
 
1 O SISTEMA DE ENERGIA ELÉTRICA 
 
Os sistemas de energia são projetados para atender a certos critérios mínimos, no que diz respeito a: 
 
Capacidade de Transmissão de energia; 
Qualidade de Transmissão; 
Confiabilidade; 
Economia. 
 
O Objetivo básico de um sistema de energia elétrica é fornecer essa energia às várias cargas 
existentes numa dada área de serviço. 
 
Quando adequadamente projetado e operado, ele deve atender aos seguintes requisitos: 
 
- Deve fornecer energia praticamente em todas os locais exigidos pelos consumidores; 
 
- A carga alimentada necessita de potência ativa e reativa, variáveis com o tempo. O sistema deve 
estar apto a fornecer essa demanda variável. 
 
- A energia fornecida deve obedecer a certas condições mínimas, relacionadas com a “qualidade”, 
freqüência, tensão constante e alta confiabilidade. 
 
Deve fornecer energia com custos mínimos, tanto econômicos como ecológicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Definição de Subestação (SE) 
 
Subestação é um conjunto de equipamentos de manobra, de transformação e de compensação de 
reativos usados para dirigir o fluxo de energia em sistema de potência e possibilitar a sua 
diversificação através de rotas alternativas, possuindo dispositivos de proteção capazes de detectar 
os diferentes tipos de faltas que ocorrem no sistema e de isolar os trechos onde estas faltas ocorrem. 
 
 
Tipos de subestações 
 
- Subestação Elevadora 
- Subestação de Interligação (Transmissão) 
- Subestação de Transmissão 
- Subestação de Subtransmissão 
- Subestação de Distribuição 
- Subestação Industrial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 MANUTENÇÃO: CONCEITOS BÁSICOS, METODOLOGIAS E PERIODICIDADE. 
Vida útil 
 
Equipamentos Elétricos são projetados para uma determinada espectativa de vida útil econômica 
viável. 
 
A vida útil de um equipamento depende da qualidade de fabricação, das condições de instalação e 
operacionais e de um programa adequado de manutenção. 
 
Para além do período de vida útil em serviço, não se espera que o equipamento possa operar de 
acordo com a eficiência desejada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Principais causas de falhas precoses em equipamentos: 
 
- Má qualidade da matéria-prima 
 
- Qualidade da mão de obra e técnicas de fabricação 
 
- Ciclos freqüentes de stresses elétrico, mecânico e térmico durante a operação 
 
A necessidade de substituição de equipamentos antes de atingir o final da vida 
útil estimada apresenta um considerável impacto econômico para a companhia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O QUE É ESPERADO DOS ENGENHEIROS 
 
E TÉCNICOS DE MANUTENÇÃO! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O que é esperado dos engenheiros e técnicos de manutenção! 
 
 
Explorar novas abordagens / técnicas: 
 
- Monitoramento 
 
- Diagnósticos 
 
- Avaliação de desempenho e das condições de envelhecimento 
 
- Possibilitar aumentar a vida útil dos ativos existentes (Tis, transformadores, 
disjuntores, etc...) 
 
- Minimizar os custos de manutenção 
 
- Garantir a confiabilidade do fornecimento de energia com redução de custos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gestão da Manutenção 
 
Manutenção é toda ação de controle e monitoramento do equipamento, para avaliação das 
condições externas e internas do equipamento em serviço para evitar a ocorrência de falhas. 
 
 Tipos de Manutenção : 
 
 Manutenção corretiva. 
 Manutenção por tempo ou calendário. 
 Manutenção Baseada na Condição 
 Manutenção Centrada na Confiabilidade (MBC). 
 
 
 
 
 
 
Classificação dos Trabalhos de Manutenção 
 
 Manutenção Planejada 
 
- Manutenção Preventiva 
- Manutenção Preditiva 
- Manutenção Centrada na Confiabilidade 
- Manutenção Legal (obrigatória). 
 
 
 
 Manutenção não planejada 
 
- Manutenção de rotina e manutenção corretiva. 
- Manutenção por incidente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manutenção Planejada 
 
a) Manutenção Preventiva 
 
A ação realizada para impedir a falha, fornecendo inspeção sistemática e 
monitoramento para detectar e prevenir a deterioração incipiente ou defeito e 
inclui testes para confirmar a operação correta. 
 
Os programas mais constantes da manutenção preventiva são: reparos, 
lubrificação, ajustes, recondicionamentos. O denominador comum para todos 
estes programas de manutenção preventiva é o planejamento da manutenção 
X tempo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) Manutenção Preditiva 
 
É o acompanhamento periódico dos equipamentos, baseado na análise de 
dados coletados através de monitoração ou inspeções em campo. 
 
A manutenção preditiva tem sido reconhecida como uma técnica eficaz de 
gerenciamento de manutenção. Outras terminologias têm surgido como 
ferramentas de gerência de manutenção, estes novos termos -RCM, 
manutenção centrada na confiabilidade; TPM, manutenção produtiva total; e 
JIT, manutenção "Just-in-Time" - são apresentadas como substitutas à 
manutenção preditiva e a solução definitiva aos seus altos custos de 
manutenção. 
 
As técnicas de monitoramento na preditiva, ou seja, baseadas em condições, 
incluem: análise de vibração, ultra-som, termográfia, monitoramento em tempo 
real, inspeção visual, ensaios elétricos e outras técnicas de análise não-
destrutivas. 
 
 
 
 
 
 
b) Manutenção Centrada na Confiabilidade 
 
Manutenção Centrada na Confiabilidade (RCM – Reliability Centred 
Maintenance) é a aplicação de um método estruturado para estabelecer a 
melhor estratégia de manutenção para um dado sistema ou equipamento. Esta 
começa identificando a funcionalidade ou desempenho requerido pelo 
equipamento no seu contexto operacional, identifica os modos de falha e as 
causas prováveis e então detalha os efeitos e conseqüências da falha. Isto 
permite avaliar a criticidade das falhas e onde podemos identificar 
conseqüências significantes que afetam a segurança, a disponibilidade ou 
custo. A metodologia permite selecionar as tarefas adequadas de manutenção 
direcionadas para os modos de falha identificados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Manutenção Legal (obrigatória). 
 
Tanto a manutenção preventiva como a preditiva pode conter elementos de 
manutenção legal, que é definida como ações executadas para fornecer o 
nível mínimo de manutenção para atender obrigações legais, exigências 
normativas, regulamentares e Códigos de Boas Práticas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manutenção não planejada 
 
a) Manutenção de rotina e manutenção corretiva. 
Visa corrigir, restaurar, recuperar a capacidade produtiva de um equipamento 
ou instalação, que tenha cessado ou diminuído sua capacidade de exercer as 
funções às quais foi projetado. 
 
b) Manutenção por incidente 
 
Ações de manutenção não planejada para restaurar um ativo para a condição 
operacional, como resultado de danos materiais resultantes de tempestades, 
fogo, roubo ou vandalismo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Periodicidade da manutenção 
 
A tarefas de manutenção são repetidas periodicamente, em intervalos fixos, em 
função da utilização das máquinas e equipamentos, independentemente da 
condição do equipamento. 
 
Os intervalos podem ser definidos por: 
 
Tempo/calendário - mensal, semestral, anual; 
Horas de funcionamento – compressores; 
Número de Operações – Disjuntor; CDC 
Horas de funcionamento – Geradores; 
Ciclos de trabalho – Filtros; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Considerando que a Manutenção visa a manter o desempenho da função dos 
equipamentos, ao se determinar a periodicidade das intervenções, o que se 
procura é que a intervenção aconteça antes de ocorrer a falha. Então, ao 
conhecer o intervalo entre falhas -MTBF ou TMEF (Tempo Médio Entre 
Falhas), fica fácil determinar o intervalo de manutenção, ou seja, menor que o 
MTBF. 
 
Dessa forma, a periodicidade da manutenção deve ser determinada com base 
no MTBF. Entretanto, há casos em que não se conhece o MTBF, seja por falta 
de registros históricos ou por se tratar de equipamento novo, ou até mesmo por 
mudança das condições de operação, de cenário etc. Nestes casos, a 
periodicidade deve ser determinada com base nas recomendações do 
fabricante e/ou na experiência do planejador de manutenção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Critérios, atividades e periodicidade de manutenção adotadas por 
empresas do setor elétrico. 
 
As informações fornecidas nesse capitulo foram obtidas através de dados 
disponibilizados por concessionárias de distribuição e transmissão na internet 
ou apresentados em seminários. 
As empresas eventualmente adotam procedimentos diferenciados com relação 
a técnicas de manutenção, substituição de componentes e outros aspectos que 
podem levar a uma periodicidade diferenciada. Portanto uma comparação 
simples das periodicidades adotadas não deve ser usada para conclusões 
sobre o melhor critério, o mais confiável ou de menor custo. 
As manutenções foram divididas em 02 grupos: 
 
Ensaios e inspeções sem desmontagens que chamaremos de Ensaios. 
 
Ensaios e manutenção com desmontagem e substituição de componentes 
desgastáveis que chamaremos de Manutenção Geral. 
 
A maioria das empresas adotam a periodicidades de 06 meses para as 
atividades de inspeção visual e termografia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Peridicidades Adotados no Setor Elétrico em Geral; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Outros Equipamentos 
 
- Comutador sob carga 
As empresas usam o critério de tempo e número de operações para 
efetuar a manutenção. A grande maioria segue a recomendação do 
fabricante para a manutenção por número de operações. 
 
- TCs e TPs 
 
Ensaios de isolamento CA e CC – 72 meses. 
 
- Pára-raios 
 
SIC – Carboneto de silício. 
ZnO – Óxido de zinco 
 
SIC e ZnO – Termovisão – 06 meses 
SiC - Ensaio no contador de operação – 72 meses. 
ZnO – Medição corrente fuga resistiva - 12 meses, 
 
 
 
 
 
 
- Seccionadoras 
 
Ensaios, inspeções, lubrificação - 60 meses 
. 
Manutenção Geral –144 meses . 
 
- Capacitor 
 
Com fusível interno – medição de capacitância - 72 meses (Algumas 
empreas faz somente quando atua a proteção de desequilibro) 
. 
Com fusível externo– medição de capacitância – 72 meses (Algumas 
empreas faz somente quando atua a proteção de desequilibro) 
 
 
 
- Compensador Síncrono 
 
Ensaios, inspeções, lubrificação, Substituição de componenetes – As 
periodicidades adotadas são em função do número de horas em 
operação, variando de 24.000 a48.000 hs. 
 
– Compensador estático 
 
A inspeção geral é feita com periodicidade de 12 meses e a revisão 
geral no sistema de refrigeração variando de 12 a 48 meses. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Compensador série 
 
Inspeção geral e limpeza a cada 12 meses. 
 
Ensaio circuito de controle com o simulador de plataforma e circuito 
de Trigger do Gap variando entre 36 e 48 meses. 
 
Inspeção geral de todos os equipamentos da plataforma e medição 
de capacitância dos capacitores do banco variando entre 24 e 48 
meses. 
 
 
 
 
 
- Inspeção com termovisor - semestral 
 
 
 
3 SEGURANÇA 
 
Segurança deve ser a principal preocupação 
quando se trabalha em instalações elétricas. 
 
 
- Ter absoluta certeza de que o equipamento está desenergizado. 
 
- Assegurar que o circuito permaneça desenergizado, até que os serviços 
sejam concluídos. 
 
- Os aterramentos de segurança devem ser conectados em todos os pontos, 
que possam ser acidentalmente energizados. 
 
- Algumas inspeções (visuais, termográficas, ultrasom) e amostragens do óleo 
geralmente são realizadas com os equipamentos em serviço. 
 
- A maioria dos serviços e ensaios exigem que os equipamentos estejam 
desenergizados e bloqueados. Isto significa que um conhecimento completo do 
circuito e dos métodos para retirar e/ou colocar equipamentos em serviço 
devem ser revistos antes de qualquer trabalho ser realizado. 
 
 
 
 
 
 
 
Ensaios elétricos exigem a aplicação de tensões consideráveis no 
equipamento sob ensaio. 
 
Equipamentos sob ensaios devem ser considerados energizados. 
 
Cuidados devem ser tomados durante os ensaios para assegurar que ninguém 
entre em contato com o equipamento sob ensaio. Sinalizadores de segurança 
devem ser colocados no entorno do equipamento sob ensaio. 
 
Só deverão permanecer próximo ao equipamento sob ensaio as pessoas 
realmente envolvidas nos serviços. 
 
 
 
 
 
Alguns equipamentos de manobra são equipados com dispositivos de bloqueio 
físico (um ferrolho ou trinco). Este é o melhor método para o bloqueio de um 
equipamento de manobra. Os bloqueios físicos devem ser mantidos em todo 
decorrer dos serviços. 
 
É recomendável que quem trabalhe com manutenção em instalação elétrica 
receba os treinamentos regulamentares previstos na NR 10. 
 
A indução também deve ser considerada quando se trabalha em subestações, 
principalmentepara trabalhos em altura. 
 
 
 
 
 
 
CUIDADOS NA EXECUÇÃO DE ENSAIOS – CEM EM SEs 
 
Indução Eletromagnética (ε = d/dt) 
 
Sendo ε a força eletromotriz induzida, dφ a variação do fluxo magnético no tempo t. 
 
 
a) Chaveamento de circuito indutivo. Medição da Resistência Ôhmica 
de Enrolamentos 
 
Se o fluxo magnético varia em uma bobina formada por N espiras, a 
força eletromotriz induzida na bobina é escrita como: 
 
e = d/dt x N 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cuidados adicionais com a instrumentação 
Desligar o voltímetro (ou galvanômetro, no caso de empregar ponte) antes de 
chavear a fonte de corrente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) Ligação longa de cordoalha de aterramento no instrumento de 
ensaio ou cabo de alimentação (extensão). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
c) Indução Eletrostática (Descarga por Acoplamento Capacitivo) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATERRAMENTO 
 
Um item importante nos procedimentos de segurança nos serviços de 
manutenção, principalmente na execução de ensaios é o aterramento, tanto do 
instrumento como do equipamento sob ensaio, pois além da função segurança 
o aterramento é necessário para o funcionamento correto do instrumento. 
 
Os aterramentos classificam-se basicamente em duas classes: 
 
- Destinados a sistemas de alimentação; 
- Aplicados em equipamentos. 
 
Daí resulta de imediato os termos: 
 
- Aterramento funcional; 
- Aterramento de proteção. 
 
 
 
Aterramento funcional: é o aterramento de um condutor vivo, normalmente o 
neutro, objetivando o correto funcionamento da instalação; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aterramento de proteção: é o aterramento das massas e dos 
elementos condutores estranhos à instalação, objetivando a proteção 
contra choques por contatos indiretos 
 
 
 
 
 
4 MEDIDAS ELÉTRICAS 
 
CONCEITOS BÁSICOS DE ELETRICIDADE 
 
 
Lei de Ohm: I = V / R; R = V / I; V = R x I 
 
 
 
 
 
 
 
 
Grandeza Unidades 
Multiplicador 
10-6 10-3 103 106 
Corrente A m p é r e ( A ) A mA kA 
Tensão V o l t ( V ) V mV kV MV 
Resistência O h m (  )  m k M 
Potência W a t t ( W ) mW kW MW 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPACITÂNCIA C = q / v [Faraday = Coulomb/volt] 
Representa quanta carga é armazenada por volt. 
Capacitor de placas paralelas: 
C =  x A / d 
 = Permissividade do material (K dielétrica) 
d = Distância entre as placas 
A = Área das placas 
 
 
 
INDUTÂNCIA L =  / I (Henry = Wb / A) 
 
Representa quanto fluxo magnético é gerado por Ampére 
 
 
 
IMPEDÂNCIA Z = V / I 
 
Z representa a reação oferecida pelos os elementos do circuito: R, C 
e L, à passagem da corrente total do circuito. 
 
 
 
REATÂNCIA INDUTIVA: XL = 2 X  X f X L [] 
REATÂNCIA CAPACITIVA: XC = 1 / (2 X  X f X C) [] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Medir é estabelecer uma relação numérica entre uma grandeza e outra, de 
mesma espécie, tomada como unidade. 
 
CONCEITOS BÁSICOS 
 
Padrão: é a grandeza que serve de base ou referência para a avaliação da 
quantidade ou da qualidade da medida. 
 
Erros: são inerentes a todo o tipo de medidas e podem ser minimizados, porém 
nunca completamente eliminados. Exemplo erro do próprio instrumento 
(desgaste), erros de paralaxe, etc. 
 
Exatidão: é a propriedade que exprime o afastamento que existe entre o valor 
lido no instrumento e o valor verdadeiro da grandeza que se está medindo. 
 
Precisão: A precisão é uma qualidade relacionada com a repetibilidade das 
medidas, isto é, indica o grau de espalhamento de uma série de medidas em 
torno de um ponto. 
 
 
 
5 CARACTERÍSTICAS DOS ISOLANTES 
 
 
Isolante elétrico é todo material de tão baixa condutividade que a 
pequena corrente que passa por ele, quando submetida a uma 
diferença de potencial, pode ser desprezada. 
 
Isolador é um corpo constituído por material isolante. 
 
Corrente de Fuga são as correntes que fluem pelos materiais 
isolantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dielétrico é um meio que tem a propriedade de desenvolver toda a 
energia elétrica, ou grande parte dela, quando a mesma e aplicada a 
este meio. 
 
 
Um material dielétrico costuma ser um meio isolante. Suas 
propriedades são descritas pela constante dielétrica, rigidez 
dielétrica, absorção dielétrica e fator de potência. 
 
Assim, um dielétrico com diferentes espessuras, ou usado em 
diferentes temperaturas, freqüências ou intensidade de campo 
elétrico, poderá ser ou não um isolante adequado. 
 
Os termos dielétrico e isolante costumam ser 
usados indistintamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dielétricos – Conceitos Básicos 
 
 
Onde: C = capacitância, A = área da placa, d = distância entre as placas, k = constante dielétrica do 
material isolante e  = constante dielétrico (relação entre a capacidade de um material e a do ar para 
conduzir corrente) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Comportamento do capacitor quando nele aplicamos uma tensão DC: 
 
Isto acontece porque à medida que mais cargas vão se acumulando no capacitor, maior é a oposição 
do capacitor à corrente (ele funciona como uma bateria). 
 
 
 
 
COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS 
 
Conceito de Campo Elétrico: 
 
 
 
Condutividade =  [S/ m] ==> esta propriedade está associada com a Corrente de Condução e a 
Resistividade (= 1/) 
 
Permissividade =  = K o (com o = 8,85 x 10
-12 [F/m] ) ==> associada com a Corrente de 
Deslocamento (capacitância, carga/descarga, polarização., CA, FP) 
 
Onde K é a Constante Dielétrica (ou Permissividade Relativa r) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quanto à resposta no tempo 
 
O comportamento do material é definido pela relação / [adimensional] 
 
Onde  = Freqüência angular = 2  f (excitação periódica) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 ENSAIOS DE CAMPO 
 
Os ensaios elétricos são um componente importante em um 
programa de manutenção abrangente. 
 
Os ensaios elétricos quando executados corretamente fornecem 
dados valiosos sobre a taxa de deterioração de uma peça ou 
equipamento elétrico. 
 
Uma vez que esta taxa é determinada, fatores de serviço podem ser 
ajustado e potenciais problemas evitados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quase todas as falhas elétricas, em todos os tipos de equipamentos 
elétricos, podem ser atribuídas a uma falha do isolamento. 
 
 Ensaios elétricos irão indicar a condição de isolamento no momento 
do ensaio, mas é muito pouco para mostrar a quantidade real da 
deterioração que o isolamento sofreu durante sua vida útil. 
 
Só o estabelecimento de dados básicos e realização de ensaios 
periódicos, em condições controladas, podem produzir verdadeiras 
indicações da condição do isolamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ensaio no fluido isolante é provavelmente o teste mais prático e 
indicativo da condição de um transformador. É possível conhecer as 
condições do óleo e determinar problemas incipientes no 
transformador. Um dos fatores mais importantes na eficácia nos 
ensaio no fluido isolante é a qualidade da amostra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Um fator importante na realização de ensaios é a condição dos 
instrumentos de ensaio. 
 
Uma inspeção completa nos instrumentos e nos cabos deve ser 
realizada antes do início dos ensaios. 
 
As condições atmosféricas (temperatura e umidade) devem ser 
registradas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os procedimentos dos ensaios devem ser o mais semelhante 
possível. 
 
Todas as conexões, tensões de ensaio e intervalos de tempo devem 
ser repetidos para cada ciclo de ensaio. 
 
Ao realizar os ensaios em um método definido e corrigindo todos os 
resultados para um valor padrão de temperatura, os dados de 
diferentes ensaios podem ser comparados e dessa forma ter mais 
segurança nas analisese diagnósticos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ensaios de corrente continua 
 
Ensaios em equipamentos elétricos podem ser divididos em duas 
categorias: 
 
- Ensaios com corrente alternada (CA) 
 
- Ensaios com corrente contínua (CC). 
 
 
Ensaios com corrente contínua são bem aceitos por causa da 
portabilidade dos instrumentos e devido à natureza não destrutiva . 
 
Como o potencial de teste pode ser aplicado sem o componente 
reativo, ensaios em CC podem ser realizados em níveis mais 
elevados de tensão sem forçar o isolamento com a mesma 
intensidade como um ensaio de CA. 
 
 
 
 
 
 
Quando e aplicada uma tensão contínua a um isolante, a corrente 
que circula através do mesmo apresenta três componentes: 
 
a) Corrente de Capacitância 
 
b) Corrente de Absorção Dielétrica 
 
c) Corrente de Fuga 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) Corrente de Capacitância - É natural nos materiais isolantes sob 
ensaio e depende do “tamanho” do equipamento. Inicia-se num valor 
muito alto, decrescendo rapidamente. Esta corrente não implica em 
perdas, pois a energia armazenada é reversível; 
 
 
 
 
b) Corrente de Absorção Dielétrica - Esta corrente circula através do 
isolamento e a sua magnitude é em função do tempo. Contudo esta 
variação e mais lenta do que a corrente de carga de capacitância, 
podendo levar de alguns segundos a varias horas para atingir um 
valor desprezível. Esta corrente faz com que seja armazenada uma 
energia no dielétrico. É composta por uma parte reversível e por uma 
parte irreversível. A primeira é removida, aplicando-se um curto-
circuito ao isolante e a segunda e energia consumida, responsável 
pela deterioração permanente do isolamento; 
 
 
 
 
 
 
 
 
c) Corrente de Fuga - É a corrente de perdas, isto é, não-reversível. 
Esta corrente possui normalmente duas componentes: 
 
- Corrente de fuga superficial: é a corrente que flui através da 
superfície do isolamento; 
 
- Corrente de fuga interna: É a corrente que flui através do 
isolamento. Estas duas componentes da corrente de fuga não variam 
com o tempo, quando a tensão aplicada for tal que não atinja o ponto 
de ruptura do isolamento sob ensaio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os seguintes ensaios de CC são indicados para verificar a condição 
do equipamento e adequação para o serviço: 
 
(1) Resistência do isolamento. O teste de resistência de isolamento 
é provavelmente o mais conhecido e mais utilizado para testar o 
isolamento elétrico. 
 
Resistência de Isolamento – Quando um material isolante separa 
dois condutores sob influência de uma diferença de potencial, 
aparecem correntes de fuga. A „resistência de isolamento‟ 
corresponde à resistência que o isolante oferece à passagem dessa 
corrente de fuga. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Esta corrente pode circular através da massa isolante ou pela sua 
superfície. À primeira corresponde a resistência de isolamento 
volumétrica e à segunda a resistência de isolamento superficial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os equipamentos de alta tensão tem o sistema de isolamento 
projetado para suportar grandes potenciais. 
 
A Lei de Ohm se aplica a todos os sistemas e não importa quão alto 
seja a voltagem aplicada, ou quão alta seja a "resistência" do material 
isolante, sempre haverá uma fuga de corrente mensurável, e haverá 
um valor de resistência resultante. 
 
Correntes de fuga são geralmente indicadas em micro-ampéres (um 
milionésimo de um ampère) e os valores de resistência em megohms 
(um milhão de ohms). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O ensaio de resistência de isolamento é normalmente realizada com 
um Megger, instrumento capaz de ler valores de alta resistências. 
 
São normalmente aplicados 500, 1.000, 2.500 ou 5.000 volts CC.. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O valor da resistência de isolamento não pode ser calculado nem 
projetado, dessa maneira não existe valores pré definidos. O critério 
para avaliar se os valores da resistência de isolamento são aceitáveis 
ou não, são o da comparação com ensaios anteriores ou com 
ensaios em equipamentos similares. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Medidas de resistência do enrolamento e de contato: 
 
 
 
 
Medições de resistência elétrica são feitas no campo coma finalidade 
de detectar possíveis avarias nos enrolamentos, conexões frouxas e 
problemas no comutador de derivações e qualidade de conexão de 
seccionadoras, disjuntores, etc... 
 
É um ensaio essencialmente comparativo. Os resultados de um 
ensaio são comparados com os de fábrica e outros de ensaios 
realizados no campo. É importante, também, a comparação feita 
entre as fases, no mesmo ensaio. 
 
 
 
 
 
 
A resistência elétrica varia com a temperatura, portanto é necessário 
“corrigir” os resultados para uma única temperatura de referência. 
 
A temperatura do enrolamento, quando de execução do ensaio, é um 
dado importante para que a “correção” seja feita e os resultados 
possam ser comparados com os de ensaios anteriores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quando se mede a resistência de circuitos fortemente indutivos (transformadores), podem aparecer 
tensões elevadas na abertura do circuito de ensaio, que põem em risco a segurança do pessoal e 
dos instrumentos envolvidos no ensaio. É, portanto, fundamental evitar a interrupção do circuito de 
corrente do instrumento de ensaio, durante o processo de medição. 
 
A resistência do enrolamento pode ser medida com pontes especificas, com potência e escala 
apropriadas para esse fim. 
 
Certifique-se de fazer um bom contato com os condutores do enrolamento, e esperar o carregamento 
dos enrolamentos antes de tomar a leitura. 
 
Como os enrolamentos irão armazenar energia, é importante desligar o conjunto de teste e permitir 
que a energia se dissipe antes de retirar as pontas de prova. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resistência de contato. 
 
Conexões frouxas podem resultar em superaquecimento. Todas as 
conexões devem ser inspecionadas e se for encontrado condições 
anormais, a resistência de contacto deverá ser medida. Outro 
procedimento muito utilizado para verificar as conexões são as 
inspeções com termovisor com os equipamentos energizados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ensaios de corrente alternada 
 
Ensaios com corrente alternada são especialmente importantes 
quando as capacitâncias do transformador devem ser medidas. Os 
principais ensaios com CA em transformadores são o fator de 
potência do isolamento (mede a qualidade do sistema de isolamento) 
e o ensaio de relação de transformação (mede a relação de espiras 
entre o primário e o secundário): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relação de transformação : 
 
O ensaio de relação de transformação, também conhecido como 
TTR, mede a relação entre espiras de dois enrolamentos, como a 
relação entre espiras entre dois enrolamentos (N1 e N2) e 
diretamente proporcional à relação de tensão desses mesmos 
enrolamentos (V1 e V2), é correto afirmar que o ensaio mede a 
relação de tensão entre dois enrolamentos. 
 
O ensaio mede com um alto grau de precisão, a relação de tensão 
(razão V1/V2) entre o primário e o secundário do transformador. Este 
ensaio também verifica a polaridade, confirma o deslocamento 
angular e os degraus de tensão do comutador de tapes. Também 
pode ser usado como uma ferramenta de investigação para verificar 
se os enrolamentos apresentam curto entre espiras ou se os 
enrolamentos estão abertos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O instrumento tradicional (TTR) utilizava a comparação entre um 
transformador padrão (interno ao instrumento) com o transformador 
sob ensaios, a excitação é feita manualmente através de uma 
manivela (gerador) e o equilíbrio entre a relação do transformador 
padrão com o transformador sob ensaios é determinada pelo 
equilíbrio nulo (zero) indicado em um galvanômetro. Por norma o erro 
máximo admissível é de + ou – 0,5%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A maioriados instrumentos atuais são automáticos e apresentam digitalmente o valor da relação, 
valor da corrente de excitação e outras informações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(A) O surgimento de uma alta corrente de excitação com um baixo valor de tensão, pode significar 
um curto-circuito entre espiras. 
 
(B) Se a tensão de ensaio for normal e a corrente de excitação for zero existe a possibilidade de o 
circuito estar aberto, ou então um mal contato nos terminais de teste. 
 
(C) Em transformadores trifásicos o ensaio poderá apresentar uma pequena diferença entre as fases, 
normalmente a fase central (perna central do núcleo) apresenta uma corrente de excitação um pouco 
menor, isso ocorre, devido aos diferentes caminhos de retorno do fluxo magnético. 
 
(D) A relação do transformador também pode ser medida através da aplicação de uma tensão no 
primário, nesse caso além da fonte de tensão, são necessários dois voltímetros, um para medir a 
tensão aplicada no primário e outro para medir a tensão induzida no secundário. Esse método 
depende da precisão do conjunto de voltímetros, normalmente a precisão fica em torno de 1%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fator de potência do isolamento 
 
O fator de potência do isolamento é semelhante ao fator de potência 
do sistema de energia, na medida em que o que se mede é uma 
relação entre os componentes reativos e o componente resistivo 
(potência aparente e ativa) do potencial aplicado. 
 
 No entanto, no sistema de energia é desejável ter um fator de 
potência tão perto quanto possível do puramente resistivo, já o fator 
de potência do isolamento deve ser puramente capacitivo. 
 
O isolamento dos equipamentos devem funcionar como um 
capacitor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Toda vez que dois condutores estão em diferentes potenciais, 
há uma capacitância entre eles. 
 
 Excelentes materiais dielétricos irão consumir pouca energia na 
carga e descarga capacitiva, que ocorre em um sistema de 
corrente alternada. 
 
 A corrente de carga é expressa em volts amperes, e sob 
condições ideais, é completamente devolvido ao sistema em 
cada ciclo completo. Figura abaixo ilustra essa condição. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A natureza capacitiva muda se o isolamento solido e/ou liquido 
estiverem contaminados. 
 
 Contaminantes consomem energia no ciclo de carga / descarga, 
e esta energia é perdida como calor. 
 
 Como esta energia é consumida e dissipada na forma de calor, 
ela aparece como uma componente resistiva, e pode ser 
expressa em watts. 
 
 O esquema da figura anterior é modificado na figura abaixo, 
para mostrar esta componente resistiva 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O ensaio de fator de potência é realizado através da medição do total 
volt-amperes aplicado pelo sistema. 
 
Uma ponte de capacitância ou resistiva, ou ainda uma combinação 
das duas é usado para separar os componentes resistivos e reativos. 
 
O fator de potência é então expresso como uma proporção da 
energia resistiva que é consumido na forma de calor (Watts). 
 
 
O fator de potência também pode ser expresso como uma função 
(co-seno) de ângulo de fase entre a tensão aplicada e a corrente 
resultante. Se o isolamento foi puramente resistivo, a corrente terá o 
mesmo ângulo de fase que a tensão que foi aplicada (deslocamento 
entre a corrente e a tensão seria zero). O cosseno de 0o é um, o que 
representa um fator de potência de 100 por cento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Se o isolamento for puramente capacitivo (condição ideal), teremos 
uma defasagem entre corrente e tensão 90 graus. O cosseno de 90 
graus é zero, o que representa um fator de potência zero por cento. A 
situação ideal é um isolante puramente capacitivo, a existência de 
um componente resistivo vai produzir um ligeiro deslocamento 
angular (um fator de potência aceitável, em torno de 1 por cento 
corresponde a um ângulo de fase de 89,43 graus, ou um 
deslocamento da condição ideal de 0,57 graus). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Qualquer meio isolante terá um fator de potência mensurável. 
Ensaios de fator de potência são realizados em transformadores, 
buchas, disjuntores, e até no óleo isolante (um recipiente especial é 
usado para fornecer um ambiente controlado). Medições de fator de 
potência em buchas são especialmente úteis, as buchas maiores têm 
um tap especial que fornece um ponto de referência padrão entre o 
condutor e a massa (flange, ponto aterrado). 
 
 
 
 
 
 
 
Considerando-se um ângulo trigonometricamente pequeno, pode-se 
dizer que o fator de potência do isolamento é aproximadamente igual 
ao fator de perdas, dissipação ou tangente delta). 
 
 
Outro ensaio importante de fator de potência e o "tip up", onde o fator 
de potência é medido em dois potenciais diferentes (geralmente 2,5 e 
10 kV) e os resultados são comparados. O fator de potência é uma 
relação pura, os resultados devem ser independentes do potencial 
aplicado e as diferenças vão refletir a presença de umidade ou outras 
impurezas que são afetados de forma diferente por diferentes 
potenciais aplicados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.4 - O Fator de Potência varia com: 
• a temperatura (valores são referidos normalmente a 20 °C) 
• a umidade relativa do ar 
• a freqüência (método tan vs freqüência) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Influência da temperatura sobre o Fator de Perdas 
 
As características elétricas da maioria dos materiais isolantes variam 
com a temperatura, o fator de perdas de um modo geral cresce com 
o aumento da temperatura. 
 
Sempre se mencionar o fator de perdas e a temperatura ambiente, e 
as análises dos resultados devem levar em conta estas situações. 
 
Para alguns tipos de isolantes existe correção dos valores 
encontrados para valores a uma temperatura pré-determinada, mas 
quando diversos componentes de um equipamento entram no circuito 
de teste, estas conversões podem não ser corretas. 
 
 
 
 
 
 
 Influência da umidade relativa do ar (URA) 
 
A umidade relativa do ar influência nas perdas superficiais, 
aumentando a corrente de fuga através da superfície dos isoladores 
externos (bucha), essa influência nem sempre é de forma sensível ou 
conhecida, e nem é possível fazer correções. 
 
Os ensaios devem ser realizados com valores de URA baixo. 
Recomenda-se que para realização dos ensaios de isolamento a 
URA deverá estar abaixo de 70%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Influência da freqüência (método tan vs freqüência) 
 
DISTRIBUIÇÃO DA TENSÃO APLICADA A DIELÉTRICOS EM 
SÉRIE 
 
Nos ensaios em DC, em transformadores, praticamente toda a 
tensão fica no papel impregnado com óleo. A tensão se divide em 
função das espessuras e resistividade dos materiais. 
 
Nos ensaios em CA, a tensão fica distribuída em função das 
capacitâncias (permissividade e espessura) dos materiais, 
especialmente em altas freqüências. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Influências da indução no ensaio do Fator de Potência 
 
Quando os ensaios são realizados nas proximidades de 
equipamentos energizados, os resultados podem ser influenciados 
devido ao aparecimento de correntes que circulam através dos 
instrumentos de medição, que são originadas por tensões induzidas 
nos equipamentos sob ensaios ou no circuito de ensaio. 
 
 Para reduzir esta influência, os conjuntos de ensaios são fornecidos 
com blindagens eletrostáticas nos instrumentos de medição e nos 
cabos, as quais são aterradas durante os testes. 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 MEDIDOR DE FATOR DE POTÊNCIA DO ISOLAMENTO 
 
Os medidores de fator de potência do isolamento são instrumentos 
de CA projetados para ensaios de isolamento no campo,através de 
medições das perdas em watts e da corrente em 10 kV (instrumentos 
compactos medem com 2,5 kV), quando conectado a uma fonte de 
alimentação de 110 e 60 Hz. A partir dessas mediçõespode ser 
calculado o fator depotência. 
 
 
 
 
 
 
Normalmente os medidores possuem uma faixa máxima de 200 
miliamperes em 10 kV (40 mA em 2,5 kV) e são adequados para 
ensaio de buchas, terminais, isoladores, disjuntores, pára-raios,óleo 
isolante, transformadores para instrumentos, transformadores e 
cabos de energia. 
 
Os medidores de 10 kV normalmente são compostos de dois 
módulos, um é o módulo do transformador que contém a unidade 
transformadora e o capacitor padrão e o outro é o módulo de controle 
(figura acima). Os medidores de 2,5 kV possuem um só módulo. 
 
 
 
 
 
Acompanham o instrumento vários acessórios como o cabo de 
alimentação de 110 volts, chave de segurança para operação a 
distância, cabo para ensaio de espécime não-aterrado, cabos de 
aterramento, colares metálicos, ganchos dos cabos, etc.. 
 
O cabo de ensaio de alta tensão proporciona a necessária conexão 
blindada de alta tensão entre o ensaiador e o espécime sob ensaio. 
O comprimento desse cabo normalmente é de 20 m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 OPERAÇÃO DO EQUIPAMENTO 
Procedimentos: 
a) Aterrar o equipamento 
b) Fazer as conexões dos cabos ao medidor. 
 
 
 
 
 
 
c) Ligar a proteção de sobre tensão (chave on / off). 
d) Executar ajustes iniciais (instrumentos microprocessados). 
 
 
e) Conectar os cabos ao equipamento sob ensaio. 
 
 
 
 
 
f) Selecionar o circuito de teste 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
g) Pressionar os dispositivos de segurança 
h) Aplicar a tensão de ensaios – 10 kV (2,5kV) 
 
 
 
 
 
 
i) Ajustar a escala de medição em 100 (final de escala). 
j) Posicionar o seletor de medidas na posição I (medirá 
miliamperes ou microamperes para o instrumento de 10 kV e 
milivoltamper – mVA para o instrumento de 2,5 kV). 
k) Os multiplicadores de escala devem estar no valor máximo. Ir 
diminuindo o multiplicador até proporcionar a leitura adequada. 
 
l) Efetuar a leitura e inverter o inversor de polaridade e efetuar 
nova leitura, fazer a média das leituras e anotar o resultado 
(valor lido e multiplicador). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
m) Posicionar o seletor de medidas na posição W (medirá 
Watts para o instrumento de 10 kV e miliwatts – mW para o 
instrumento de 2,5 kV). 
n) Os multiplicadores de escala devem estar no valor máximo. Ir 
diminuindo o multiplicador até proporcionar a menor leitura 
possível. Através do botão de ajuste de watts, diminuir o 
máximo possível o valor lido. 
 
o) Efetuar a leitura e verificar a polaridade, inverter o inversor de 
polaridade e repetir o processo, efetuar nova leitura e verificar a 
polaridade, fazer a média das leituras e anotar o resultado (valor 
lido e multiplicador). 
p) Para cada posição do inversor de polaridade efetuar a leitura da 
capacitância e registrar a média das leituras. 
q) Media das leituras de Watts (ou miliwatts) 
 
 
 
 
 
 
 Exemplo 1: Leitura sem interferência 
 
 
 
 Exemplo 2: Com 4 divisões de interferência 
 
 Exemplo 2: A interferência é maior do que a corrente que 
queremos medir. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
r) Calculo do fator de potência percentual 
 
Para equipamento de 10 kV: 
 
Para equipamento de 2,5 kV: 
 
 
 
 
 
 
s) Calculo da capacitância 
A capacitância de um espécime tendo um fator de potência inferior a 
15% pode ser aproximado pela fórmula a seguir, onde C é dado em 
farads, I em ampères, E em volts e f é a frequência em ciclos por 
segundo. 
 
 
Em 60 ciclos, se I estiver em termos de miliamperes equivalentes a 
10kV, e C estiver em microfarads, a fórmula pode ser reduzida para a 
seguinte. 
 
C em microfarads = 0,000265 x I ou C em picofarads = 0,265 x I 
 
Em 60 ciclos, se I estiver em termos de milivoltamper equivalentes a 
2,5 kV, e C estiver em microfarads, a fórmula pode ser reduzida para 
a seguinte. 
 
C em microfarads = 0,000425 x mVA ou C em picofarads = 0,425 x 
mVA 
 
 
t) Operação de instrumentos microprocessado 
 
 
 
 
9 ENSAIOS EM EQUIPAMENTOS – CARACTERISTICAS 
7.1 – TRANSFORMADORES DE DOIS ENROLAMENTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7.2 – TRANSFORMADORES DE TRÊS ENROLAMENTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 TRANSFORTMADOR 
O transformador é um dos componentes mais confiáveis do sistema 
de energia elétrica. Ele não tem partes móveis, requer uma 
manutenção mínima e é capaz de suportar sobrecargas, surtos de 
tensão e curto-circuitos externos que podem danificar ou destruir 
outros componentes do circuito. Muitas vezes um evento elétrico que 
queima um motor, abre um disjuntor, ou rompe um fusível tem um 
efeito sutil no transformador. 
 
Embora o transformador possa continuar a funcionar como antes, a 
repetição de eventos elétricos danosos ou mesmo a falta de 
manutenção, podem acelerar consideravelmente uma eventual falha 
no transformador. 
 
 
 
 
 
 
A maioria dos efeitos do envelhecimento, falhas ou stress podem ser 
detectados e corrigidos por uma programa de manutenção, ensaios e 
de inspeções rotineiras. 
 
A temperatura e a contaminação do óleo isolante são os dois maiores 
inimigos para o funcionamento do transformador. A temperatura vai 
danificar o isolamento sólido e acelerar as reações químicas que 
ocorrem quando o óleo está contaminado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Todos os transformadores requerem um sistema de resfriamento e é 
importante garantir que o transformador tenha o resfriamento 
adequado. 
 
Refrigeração adequada geralmente envolve limpeza das superfícies 
de resfriamento, maximizando a ventilação e o monitoramento do 
carregamento para garantir que o transformador não venha a 
esquentar em excesso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A importância da limpeza torna-se evidente quando se quer prolongar 
a vida útil do transformador. 
 
 A acumulação de sujeira/poluição limita severamente a capacidade 
de refrigeração de radiadores e superfícies do tanque. As buchas e 
as superfícies são especialmente suscetíveis ao acumulo de 
sujeira/poluição. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O óleo do transformador deve ser mantido a mais descontaminado 
possível. O oxigênio e a umidade produzem reações químicas no 
óleo que irão reduzir tanto a sua rigidez dielétrica como a sua 
capacidade de resfriamento. 
 
A contaminação deve ser a principal preocupação em qualquer 
condição em que seja necessário a abertura do transformador. 
É importante conhecer o grau de contaminação do óleo é o quão 
rápido ele esta se degradando. Para determinar o grau de 
contaminação é necessário ensaios físico-químico no óleo, com 
amostragens periódicas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Embora as práticas de manutenção e de operação sejam projetadas 
para estender a vida útil do transformador, é inevitável que o 
transformador acabe por se deteriorar a ponto de falhar ou ser 
substituído 
 
 
Ensaios nos transformadores possibilitam que o processo de 
envelhecimento possa ser quantificado e controlado, ajudando a 
prever os intervalos de substituição e a evitar falhas. 
 
 Manter um banco de dados com o históricos de manutenção e 
ensaios vão facilitar comparações futuras. 
 
Ao se comparar os resultados dos ensaios após a falha (do 
transformador ou no sistema) com os ensaios anteriores, os 
possíveis danos no transformador poderão ser determinados. 
 
 
 
 
 
 
FORMAS CONSTRUTIVAS 
 
- Quanto ao número de fases 
 
Considerando somente os transformadores de distribuição e de potência, podem ser construídos 
quanto ao número de fases, de acordo com a característica da carga que irá alimentar, os seguintes 
tipo: 
 
a- Transformadores monobuchas 
São aqueles construídos para ser instalado em sistemas de distribuição rural caracterizados por 
monofilar com retorno por terra - MRT. São transformadores com somente uma bucha no primário 
em uma bucha no secundário (ou, eventualmente,duas ou mais buchas secundárias). Apresentam 
baixo custo e têm potência nominal, geralmente, não superior a 15 kVA em 15 kV. Operam com um 
terminal primário ligado à fase e o outro à terra. Esses transformadores atendem a cargas rurais de 
pequeno porte, na tensão padronizada pelas concessionárias para seu sistema distribuidor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
b- Transformadores bifásicos 
 
São aqueles construídos para operar em redes de distribuição rural, ou em formação de bancos de 
transformação, em poste ou em cabines, como é prática em algumas regiões americanas. Quando 
utilizados sozinhos atendem somente a cargas monofásicas. 
 
c- Transformadores monofásicos 
São transformadores com somente uma bucha no primário em uma bucha no secundário (ou, 
eventualmente, duas ou mais buchas secundárias). Normalmente são utilizados em bancos de 
transformadores onde economicamente é mais vantajoso a instalação de três transformadores 
monofásicos ou inves de um transformador trifásico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
d- Transformadores trifásicos 
São os mais empregados, tanto nos sistemas de distribuição e transmissão de energia elétrica das 
concessionárias, como no atendimento a cargas industriais. Por serem de utilização praticamente 
generalizada na maioria das aplicações, serão objeto de maior atenção neste estudo. 
 
e- Autotransformadores 
Um autotransformador é um transformador com um único enrolamento que tem um terminal 
intermediário dividindo o enrolamento em duas seções. Neste método, não há separação elétrica do 
circuito primário do secundário. O circuito da bobina (primário) que cria a variação de fluxo magnético 
no núcleo, é o mesmo do circuito que sai no secundário. 
 
 
 
 
 
 
 
Esquema autotransformador 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Quanto ao tipo de ligação 
Os transformadores trifásicos são os mais comumente utilizados e podem ter os seus enrolamentos 
ligados de três diferentes maneiras, dependendo da conveniência do sistema em que será aplicado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
H1 
X1 
H0X
0 
 
 
a- Ligação triângulo 
É aquela em que se ligam os terminais das bobinas entre si (fim de uma bobina ai início da outra), 
permitindo a alimentação em cada ponto de ligação. A tensão que se aplica entre dois quaisquer 
destes pontos é chamada tensão de linha, e a corrente que entra em quaisquer destes pontos é 
chamada similarmente de corrente de linha. A corrente que circula em quaisquer das bobinas é 
denominada corrente de fase. Nestes tipo de ligação tem-se: 
 
Vl = Vf 
Il = √ 3 x If 
onde: 
Vl = tensão de linha 
Vf = tensão de fase 
Il = corrente de linha 
If = corrente de fase 
 
 
 
Ligação triângulo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b- Ligação estrela 
É aquela em que se ligam os terminais das bobinas a um ponto comum, podendo resultar esta 
ligação em três ou quatro fios. A tensão que se aplica entre dois quaisquer dos fios é chamada 
tensão de linha e a corrente que circula em quaisquer destes fios é chamada corrente de linha. Já a 
tensão que se mede entre o ponto comum e quaisquer dos fios é denominada tensão de fase. Neste 
tipo de ligação tem-se: 
 
Vl = √ 3 x Vf 
Il = If 
Ligação estrela 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
c-Ligação Ziguezague 
É aquela em que se ligam em série os terminais dos enrolamentos em cada fase, e, em, seguida, 
ligam-se três terminais quaisquer a um ponto comum. Neste caso, as bobinas são ligadas em 
oposição. Esse tipo de ligação atenua os efeitos dos harmônicos de 3a ordem, permitindo, ao mesmo 
tempo, a possibilidade de três tensões de utilização, conforme se vê na figura 22. No entanto, estes 
tipos de transformadores apresentam custos elevados, cerca de 30% maiores que um transformador, 
por exemplo, em ligação triângulo-estrela de mesma potência e tensão nominal. No caso de 
transformadores estrela-ziguezague, pode-se utilizar o neutro no secundário, admitindo toda espécie 
de desequilíbrio. 
 
 Ligação zig-zag 
 
 
 
Transformadores isolados a óleo 
 
Transformadores isolados com líquido, são capazes de lidar com grandes quantidades de energia. O 
líquido (óleo mineral, silicone, PCB, etc) transfere o calor para fora do núcleo de forma mais eficaz 
do que o ar. O líquido também pode ser encaminhado para longe do tanque principal, para 
radiadores, trocadores de calor para aumentar a capacidade de resfriamento. Além do resfriamento 
do transformador, o líquido também atua como isolante. Os líquidos isolantes degradam-se e perdem 
a capacidade de isolamento em altas temperaturas. Os transformadores isolados com líquido podem 
ter refrigerado por circulação natural ou utilizar sistemas externos para aumentar a capacidade de 
refrigeração. 
 
Um transformador refrigerado por circulação natural depende da superfície das paredes dos tanques 
para dissipar o excesso de calor. Esta superfície pode ser aumentada por ondulação da parede do 
tanque, acrescentando barbatanas, tubos externos ou radiadores para o fluido É necessário 
transportar o calor produzido nos enrolamentos e núcleo até as superfícies radiadoras externas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A transferência deste calor é feita por convecção. 
 
Basicamente, a transferência de calor é feita de molécula para molécula. Mas simultaneamente, 
verifica-se um transporte de matéria: moléculas frias deslocam-se para regiões mais quentes e 
moléculas mais quentes para regiões mais frias, tendendo a igualar as temperaturas. O movimento 
se verifica devido a diferença de densidade, pois as moléculas mais frias, sendo mais pesadas, 
tendem a ficar nas partes mais baixas do tanque. Ao se aquecerem sua densidade diminui, fazendo-
as subir e dando lugar a outras mais frias. 
 
Circulação natural do óleo por convecção 
 
O resfriamento é feito pela circulação natural do óleo que, ao atravessar os canais de óleo do núcleo 
e das bobinas, leva consigo o calor até as superfícies radiadoras. 
 
O óleo aquecido nos canais reduz seu peso específico e, conseqüentemente, sobe para as camadas 
superiores, forçando assim, o óleo mais denso a descer ao longo das paredes laterais do tanque e 
desce para o fundo do tanque, atingindo novamente a parte ativa do transformador. Inicia assim, um 
novo ciclo de deslocamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
De acordo com o processo de resfriamento, um transformador em processo de líquido isolante 
poderá ser (Norma ABNT): 
 
LN = com resfriamento natural 
LVF = com ventilação forçada 
LN-VF = com resfriamento natural e ventilação forçada 
LN-VF-VF = com resfriamento natural e ventilação em dois estágios 
LA = com resfriamento a água 
LN-A = com resfriamento natural e a água 
LCF = com circulação forçada do líquido isolante 
LCF-VF = com circulação forçada do líquido isolante e ventilação forçada 
LVF-ACF = com circulação forçada do líquido isolante e da água 
LN-VF-LCF = com resfriamento natural, ventilação forçada e líquido isolante 
LCF-VF-VF = com circulação forçada do líquido isolante e ventilação forçada em dois estágios 
LN-VF-LCF-VF = com resfriamento natural, ventilação forçada, circulação forçada do líquido isolante 
e ventilação forçada 
 
 
Ventiladoress são frequentemente utilizados para ajudar a circular o ar ao redor dos radiadores. 
Esses ventiladores podem ser controlados manualmente ou automaticamente. A utilização de 
radiadores aumenta capacidade em kVA dos transformadores. O aumento é normalmente em torno 
de 33 por cento, e deve ser indicado na placa do transformador. 
 
 
 
 
 
Construção do tanque 
 
É assim denominada a parte metálica do transformador que abriga o núcleo, contém o óleo isolante, 
transmite ao meio exterior o calor gerado na parte ativa e onde são fixados os suportes de 
sustentação (transformadores para uso em poste). O tanque também chamado comumente de 
carcaça, é construído em tamanhos e formas diversas, dependendo da potência do transformador. 
 
Transformador com respirolivre 
 
Como se sabe, o óleo, aumentando sua temperatura, aumenta de volume. Mais precisamente, para 
uma variação de 0 a 90°c aumenta em aproximadamente 6% do seu volume. 
 
Como o transformador, no decorrer de um dia de trabalho, varia sua temperatura, podemos, assim 
dizer que ele “respira”. Nas horas de ponta de carga ele expele o ar para fora. Nas horas de alívio de 
carga (madrugada) ele suga o ar para dentro. 
 
É necessário utilizar técnicas com finalidade principal de permitir a dilatação do óleo contido no 
tanque do transformador. 
 
Tanques de respiro livre são mantidos à pressão atmosférica em todos os momentos. A passagem 
do ar externo é direcionada através de tubulações e filtros. Compostos de desidratantes (como 
cloreto de cálcio ou sílica gel) são muitas vezes colocados na entrada para evitar que o óleo seja 
contaminado. Transformadores de respiro livre reduzem substancialmente as forças de pressão 
 
 
exercidas sobre o tanque, mas não são muito eficazes na conservação do óleo isolantes. Mesmo que 
a umidade seja removida, o ar ainda contém oxigênio que causa a degradação do óleo por 
oxigenação. Além disso, se os compostos de desidratação não forem substituídos regularmente, eles 
podem ficar saturadas e começar a "hidratar" a entrada de ar adicionando umidade ao óleo. 
 
 
 
 
 
Tanque de expansão (conservador) 
 
O tanque de expansão consiste num reservatório fixado ao transformador, na parte superior da 
carcaça. É destinado a receber o óleo do tanque quando estes se expande, devido aos efeitos do 
aquecimento por perdas internas. Os transformadores necessitam, portanto de uma câmara de 
compensação de expansão do líquido isolante. Em unidades geralmente, superiores a 750 kVA, o 
tanque é construído para permanecer com óleo, até normalmente 7% da capacidade de óleo do 
tanque principal, o que implica a utilização do conservador de líquido. 
 
 Os transformadores que não possuem o tanque de expansão são denominados transformadores 
selados. A figura mostra o transformador com seu respectivo condensador de líquido. A inexistência 
do conservador de óleo impossibilita o uso do relé de gás ou relé Buchholz, que é necessário para 
detecção de falhas internas. Assim, os transformadores de potência elevada necessitam do 
conservador de óleo, e além do mais, seria extremamente onerosa a sua construção selada devido à 
espessura de chapas, necessárias para suportar as pressões internas. Já os transformadores 
providos com conservador de óleo sofrem grandes restrições quando destinados a ambientes com 
intensa poluição. Nesse caso, os transformadores selados seriam de uso mais adequado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ACESSÓRIOS AUXILIARES 
 
 - Comutador de taps (derivações) 
 
Normalmente, todos os transformadores são dotados de uma ou mais derivações nos enrolamentos 
primários. Para se realizar a mudança de derivação (tape), o sistema deve ser de comando rotativo, 
com mudança simultânea nas três fases, para operação sem tensão, com comando interno visível e 
acessível através de abertura para inspeção. O acesso ao comando deve ser feito através da janela 
de inspeção vazada no tanque do transformador. Como o sistema de mudança de derivação é a 
única peça móvel do transformador, se constitui no ponto sujeito ao maior índice de defeitos. 
 
O comutador tem como função básica de elevar ou reduzir a tensão secundária do transformador 
conforme o nível de tensão primária. O comutador não corrige a falta de regulação do sistema. 
Portanto sua utilização correta se faz quando a tensão é permanentemente alta ou baixa. 
 
A comutação pode ser realizada a vazio ou em carga, através de dispositivos específicos para cada 
caso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aquecimento do transformador 
 
Perdas 
 
As perdas provocam o aquecimento das diversas partes do equipamento: núcleo, 
enrolamentos e óleo. 
 
 
Perdas em Carga 
 
As perdas em carga, ou perdas no cobre, é a potência ativa absorvida por um transformador 
quando alimentado por um de seus enrolamentos, com os terminais de um outro 
enrolamento em curto-circuito, nas condições estabelecidas em norma. 
Nessa condição, ocorre um tipo de dissipação indesejada de potência nos enrolamentos 
primários e secundários. Trata-se da dissipação de potência na forma de calor, por efeito 
Joule. 
 
 
Perdas em Vazio. 
 
 
As perdas em vazio, ou perdas no núcleo, é a potência ativa absorvida por um transformador 
quando alimentado por um de seus enrolamentos, com os terminais dos outros 
enrolamentos em circuito aberto. As perdas em vazio, são compostas pelas perdas por 
histerese e por correntes parasitas. 
 
As perdas por histerese são as perdas provocadas pela propriedade das substâncias 
ferromagnéticas de apresentarem um atraso entre a indução magnética e o campo 
magnético. 
 
As perdas por correntes parasitas ou de Foucault surgem quando uma corrente alternada 
está fluindo pelo enrolamento e gera um campo magnético variável no núcleo. A variação 
desse campo, aumentando e diminuindo, induz uma tensão no núcleo e essa força 
eletromotriz causa a circulação de correntes parasitas. 
 
 
Perdas Totais. 
 
É a soma das perdas em vazio e das perdas em carga de um transformador. Todas as 
perdas se transformam em calor, razão pela qual é necessário dimensionar a área de 
resfriamento, que permite a dissipação do calor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ensaio de Aquecimento 
 
O transformador é um equipamento estático, que trabalha em temperaturas superiores a do 
ambiente devido a energia dissipada, sob a forma de calor, nos enrolamentos e no núcleo. 
A temperatura do transformador deve estar em uma faixa, estabelecida em norma, que não 
degrade seus componentes, em especial o isolamento sólido (papel) e o líquido isolante. 
O ensaio de aquecimento visa determinar se o transformador ficará sujeito a temperaturas 
elevadas que possam prejudicar seu funcionamento. 
 
No ensaio de aquecimento determina-se a temperatura do óleo e a do enrolamento. As 
normas definem as elevações dessas temperaturas em relação a temperatura ambiente. 
 
 
 
Os valores máximos dependem da classe do transformador, e a classe do transformador 
esta relacionada com o material isolante utilizado. As classes definidas nas normas referem-
se a elevação de temperatura do enrolamento em relação a temperatura ambiente. 
 
As normas atuais tratam de duas classes, a de elevação de temperatura de 55oC para 
isolação de papel kraft e de 65oC para para papel kraft termoestabilizado. 
 
As normas também definem a máxima elevação de temperatura do óleo em relação a 
temperatura ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ensaio de Aquecimento - Método do Curto-Circuito 
 
 
 
O ensaio de aquecimento visa determinar se o transformador ao entrar em operação, com 
os carregamentos especificados, não ficará sujeito à temperaturas elevadas que possam 
prejudicar seu funcionamento ou danificar seus componentes. 
 
Dos métodos de ensaio indiretos previstos pelas normas para determinar o aquecimento do 
óleo e dos enrolamentos, nas condições normais de carregamento, o método do curto-
circuito é o mais aceito. 
 
 
A técnica consiste em colocar um dos enrolamentos em curto-circuito e aplicar tensão ao 
outro enrolamento, de tal forma que se produza nos enrolamentos correntes, que pelo efeito 
Joule gerem o aquecimento. As perdas devem corresponder as mesmas dissipadas em 
condições normais de funcionamento. 
 
O incoveniente desse método e concentrar as perdas somente nos enrolamentos, levando a 
uma distribuição interna da temperatura diferente das condições normais de serviço. 
 
O ensaio é realizado nos enrolamentos e taps que correspondentes as maiores perdas. 
Para máximizar as condições do laboratório, normalmente se curto-circuita o enrolamento de 
baixa tensão e aplica-se a tensão no enrolamento de alta tensão. 
 
O ensaio é realizado em duas etapas : 
 
1ª Etapa – Aquecimento do óleoUma das funções do óleo é a transferencia ao meio ambiente do calor gerado no 
transformador devido a energia dissipada nos enrolamentos pelas perdas em carga (efeito 
Joule) e pelas perdas no núcleo (histerese e Foucault). 
 
No ensaio pelo método do curto circuito, as perdas no núcleo são despresiveis, e, nessa 
condição, aplicando-se a corrente nominal, tem-se produzida apenas as perdas nos 
enrolamentos. Para compensar as perdas não existentes, aplica-se uma tensão um pouco 
acima da necessaria, para a produção da corrente nominal. O acrescimo de corrente deve 
corresponder às perdas totais (em carga mais a vazio). Dessa forma o óleo dissipará para o 
exterior a mesma quantidade de calor que em regime normal de funcionamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2ª Etapa – Aquecimento do enrolamento 
 
Utilizando-se a mesma configuração do ensaio anterior, aplicou-se ao transformador a 
corrente nominal, visto que as perdas que produzem o aquecimento no enrolamento são 
unicamente devido ao efeito Joule produzido pelas correntes nominais. 
 
Para medir a temperatura do enrolamento, primeiramente mede-se a resistência do 
enrolamento em temperatura ambiente (resistência a frio) e energiza-se o transformador em 
curto, fazendo circular nos enrolamentos as correntes nominais por cerca de uma hora 
(tempo este onde pode-se admitir a estabilização do gradiente de temperatura: enrolamento 
x ambiente). Desliga-se, então, o transformador e mede-se a resistência do enrolamento a 
quente. Repete-se o procedimento para os demais enrolamentos. O método e o tempo para 
se medir a temperatura a quente e para calcular a temperatura do enrolamento devem 
obedecer as normas especificas. 
 
 
 
 
- Indicador de temperatura 
 
 
– Indicadores analógicos 
O termômetro de óleo analógico, com capilar, é um instrumento destinado a medir, a temperatura do 
ponto mais quente do óleo do transformador. Como o óleo mais quente se encontra na parte superior 
do tanque, faz-se necessário instalar o sensor do termômetro neste local, ou seja, no topo do óleo. 
 
Este termômetro contém em seu interior microchaves, sendo estas ajustáveis por meio de ponteiros 
delimitadores. Quando o ponteiro indicador de temperatura atinge os ponteiros delimitadores, este 
aciona as microchaves que tem a finalidade de proporcionar alarme visual ou acústico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 - TERMÔMETRO DE TOPO DE ÓLEO 
- Finalidade 
O termômetro de topo de óleo é um instrumento destinado a medir a temperatura do ponto mais 
quente do óleo, por isso é colocado no parte superior do tanque, e aciona um sistema de contatos 
quando este ultrapassa um limite preestabelecido, soando um alarme sonoro e visual. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- TERMÔMETRO DE IMAGEM TÉRMICA 
A determinação da elevação da temperatura dos enrolamentos de um transformador é muito 
importante, pois os enrolamento são as partes mais quentes do equipamento, bem como as partes 
que mais rapidamente se aquecem com o aumento de carga. 
 
Denomina-se “IMAGEM TÉRMICA” ao método utilizado para verificar a temperatura dos 
enrolamentos de um transformador. Este método consiste em medir a elevação de temperatura 
média do cobre do enrolamento em relação à temperatura máxima do óleo, obtendo-se assim uma 
“imagem” da temperatura dos enrolamentos. 
 
De forma geral, teremos tantos termômetros de imagem térmica quantos forem os enrolamentos de 
um transformador. 
 
Por exemplo, num transformador com enrolamentos primário, secundário e terciário, teremos três 
termômetros de imagem térmica (um termômetro para cada enrolamento). 
 
Cada termômetro possui em seu interior micro-chaves que fecham à medida que a temperatura 
aumenta. A título de exemplo vamos imaginar um transformador que tenha refrigeração por 
ventilação forçada e motobombas. 
 
a) Primeiro estágio - entra em funcionamento a ventilação forçada 
b) Segundo estágio - entra em funcionamento as motobombas 
c) Terceiro estágio - atua o alarme 
d) Quarto estágio - desligamento (trip) 
 
 
 
 
A medida da temperatura pelo termômetro de imagem térmica é uma composição da temperatura do 
óleo (topo do óleo) mais o delta de temperatura do enrolamento, que obtêm indiretamente através da 
corrente de carga do transformador, via TC de bucha. 
 
A temperatura do óleo modifica-se bem mais lentamente, com as variações de carga, do que a 
temperatura do enrolamento. A constante térmica de tempo para os enrolamentos pode ser 
expressa em segundos, ao passo que, para o óleo, é expressa até em horas. 
 
O método usual para se conhecer a temperatura dos enrolamentos de um transformador é usar uma 
resistência (o resistor é uma bobina não indutiva de cobre) alimentada por um TC, a fim de reproduzir 
a imagem térmica do enrolamento cuja temperatura se quer medir. Conforme ilustrado nas figuras a 
seguir: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1) Indicador de temperatura 
 
2) Elemento de aquecimento (bobina). A bobina de aquecimento, de fio de cobre, envolve 
completamente o sensor (5) que está localizada na parte superior do tanque, na qual o óleo está 
mais quente. 
 
3) Transformador adaptador TC, localizado na caixa de alojamento do transformador, tem a 
finalidade de permitir a regulagem da corrente que circula no elemento de aquecimento, dentro dos 
limites constantes de uma tabela. 
 
A regulagem da corrente é obtida por meio de derivações. 
4) Transformador de corrente tipo bucha. Está situado no prolongamento interno de uma das buchas 
do enrolamento a ser controlado.É projetado com uma relação de corrente tal que, ao circular pela 
bucha a corrente nominal do enrolamento, no seu secundário circula uma corrente de 
aproximadamente 5 A. 
 
Funcionamento 
 
Na figura abaixo, pode-se observar como funciona o conjunto da imagem térmica. 
IP = Corrente primaria 
IS = Corrente secundária 
IAQ = Corrente do elemento de aquecimento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ao circular uma corrente IP nos enrolamentos do transformador, obtém-se uma corrente IS 
(secundária) e conseqüentemente a corrente IAQ (no elemento de aquecimento). A corrente IAQ 
aquece o elemento de aquecimento e sensor, indicando uma elevação de 'temperatura At no 
termômetro indicador. Como o elemento de aquecimento está localizado no topo do óleo, o 
termômetro indicará a temperatura do enrolamento. 
 
Tenrol = To + 
Sendo: 
Tenrol = Temperatura de enrolamento 
To = Temperatura do topo de óleo 
t = Elevação de temperatura do cobre sobre o óleo 
 
 
– Monitores de temperatura digital. 
A medição da temperatura do óleo é feita por um sensor “Pt 100” (RTD), que se constitui de um 
sensor de platina que apresenta uma resistência de 100 ohms a 0o C. 
 
Resistência (ohms) do Pt 100 Temperatura (o C ) 
100 0 
119,4 50 
138,5 100 
157,3 150 
 
O sensor Pt 100 é instalado na parte superior do transformador, a medida que a temperatura do óleo 
varia, a resistência elétrica do sensor varia proporcionalmente e esse sinal de resistência é enviado 
para o monitor digital, que trabalha a informação e registra no visor o valor da temperatura do óleo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
A medida de temperatura do enrolamento nos monitores digitais é feita de forma analoga ao sistema 
analógico. O monitor pega a temperatura do óleo pelo sinal do Pt 100 e a informação da corrente de 
carga é enviada ao monitor via TC de bucha. 
 
O monitor digital além de controlar a temperatura também comanda o sistema de refrigeração e a 
sinalização de alarmes, referentes as temperatura do óleo e do enrolamento. Abaixo é mostrado o 
esquema elétrico típico de um monitor de temperatura digital. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Indicador de nível de óleo 
Os transformadores de potência são geralmente, dotados de dispositivos externos que permitem 
indicar o nível de óleo no tanque. Normalmente, são construídos em carcaça de alumínio com as 
partes móveis em latão. 
 
A medição do nível é feita por uma boia acoplada mecanicamentea um dispositivo magnético 
instalado no interior do tanque. Conforme varia o nível de óleo, a boia gira um imã no interior do 
dispositivo. Fora do tanque, um outro imã (externo) acompanha o movimento do imã interno 
movimentando um ponteiro que adequadamente instalado sobre uma escala (mostrador) , indica o 
nível do óleo. 
 
O centro do mostrador é normalmente marcado para a temperatura de 25 ° C. Indicações de nível 
mínimo e nível máximo também são destacadas no mostrador. 
 
 
 
Alguns indicadores de nível trazem indicações numéricas é o nível de óleo é relacionado com a 
temperatura do óleo, normalmente é disponibilizado uma curva (placa) para relacionar a indicação do 
mostrador com a temperatura do óleo. 
 
Os indicadores de nível de óleo dispõe de micro chaves para sinalizar as condições de nível mínimo 
e nível máximo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Válvula de alívio de pressão 
Os transformadores de potência devem possuir um dispositivo que seja acionado quando a pressão 
interna do equipamento atingir um valor superior ao limite máximo admissível (0,7 Kg cm2), 
permitindo uma eventual descarga de óleo. 
 
A válvula consiste de um diafragma comprimido por uma mola. A mola é pré ajustada para suportar 
pressão de até 0,7 Kg cm2, caso a pressão interna supere esse valor, o diafragma cede, 
possibilitando assim o alívio da pressão interna, evitando danos no tanque do transformador. 
 
Quando a pressão interna retornar para valores inferior a 0,7 Kg cm2 , a mola volta a comprimir o 
diafragma, evitando a entrada de umidade. 
 
A válvula dispões de um dispositivo colorido que possibilita visualizar quando ocorre atuação da 
mesma e também contatos elétricos para alarme. 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Relé de gás 
Relé de gás ou relé Buchholz. Esse relé é uma combinação de relé de pressão com relé detetor de 
gás e é empregado em transformadores que possuem tanque de expansão de óleo e tem a 
finalidade de proteger o transformador contra defeitos internos, tais como avarias no isolamento com 
formação de arco, perdas de isolamento entre as chapas do núcleo e alta resistência nas ligações, 
isto é, todos os defeitos que produzam gases ou movimento violento do óleo. 
 
Dependendo do tipo do defeito, a produção de gases pode ser lenta ou brusca. O relé ainda atua 
quando o nível do óleo baixa além do ponto em que está situado. O relé Buchholz é colocado entre o 
tanque do transformador e o tanque de expansão, como mostra a figura. 
 
 
 
 
Esse relé possui uma bóia (flutuador) superior. Quando ocorre uma falta incipiente, o calor produzido 
por esta falta, provoca o aparecimento de gás. Este gás sobe para o tanque de expansão. Ao passar 
pelo relé, ele se acumula na parte superior do mesmo, empurrando o óleo para baixo. Em 
conseqüência, o flutuador baixa e fecha contatos, fazendo soar um alarme. Uma outra bóia 
(flutuador), inferior, existe no relé para operar quando ocorrer no transformador, uma falta violenta. É 
evidente que neste tipo de falta, desenvolvem-se grandes bolhas de gás e o óleo é forçado a passar 
com grande velocidade pelo relé em direção ao tanque de expansão. O fluxo de óleo e gás empurra 
a bóia inferior, fazendo com que o contato de mercúrio feche o circuito de disparo dos disjuntores 
isoladores de trafo. 
 
Proteção contra falta de óleo em Transformadores. 
O óleo existente em um transformador tem, como isolante, a finalidade de diminuir as distâncias 
entre a carcaça e as partes energizadas e, como refrigerante, facilitar o transporte do calor 
desenvolvido no interior do trafo para as paredes do tanque e radiadores. 
 
Caso o óleo do transformador baixe a ponto de faltar óleo no relé Buchholz, suas bóias serão 
acionadas, por ação da gravidade, e o transformador será desenergizado, é relativamente comum 
ocorrer este tipo de anomalia nos dias muito frios. 
Construção 
Os relés do tipo Buchholz existentes no mercado, de qualquer fabricação, possuem uma construção 
muito semelhante à da indicada na figura abaixo.. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Buchas 
 
As buchas são empregadas para a passagem de um condutor de alta-tensão através de uma 
superfície aterrada, como o tanque de um transformador. 
As buchas devem ser capazes de transportar as correntes dos equipamentos em regime normal e de 
sobrecarga, de manter a isolação, tanto para a tensão nominal quanto para as sobretensões, e de 
resistir a esforços mecânicos. 
 
 
 
 
 
 
 
– Construção 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Tratamento 
 
 
 
 
 - O ponto crítico em relação ao isolamento interno é a região próxima ao flange. 
 
 
 
 
– Tap capacitivo ou derivação de ensaio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- TCs (Transformadores de corrente) de bucha 
Os TC‟s de bucha são do tipo toroidal e estão localizados nas bases das buchas de baixa e na 
buchas de alta, tem a finalidade de fornecer informações de corrente destinadas a proteção e 
medição. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 SISTEMAS DE ISOLAMENTO 
Óleo mineral 
 
Embora os novos sistemas de isolamento para transformadores estejam sendo constantemente 
desenvolvidos, o óleo mineral é o líquido mais comum em uso hoje. Qualquer referência a "óleo" ou 
"fluido isolante", nesse curso, será entendido como óleo mineral. 
 
a. O líquido isolante desempenha uma função dupla no transformador. O líquido ajuda a arrastar 
o calor para fora do núcleo, mantendo as temperaturas baixas e aumentando a vida do 
isolamento. Ele também atua como um material dielétrico, e intensifica a resistência de 
isolamento entre os enrolamentos. Para manter o funcionamento do transformador 
corretamente, essas duas qualidades devem ser mantidas. 
 
b. b. A capacidade do óleo de transferir o calor, ou a sua "eficiência térmica", depende 
largamente da sua capacidade de fluxo em torno dos enrolamentos. Quando exposto ao 
oxigênio ou água, óleos de transformador formarão borra e compostos ácidos. A borra (lodo) 
vai aumentar a viscosidade do óleo, e formar depósitos nos enrolamentos. Depósitos de borra 
restringi o fluxo de óleo ao redor dos enrolamentos do transformador e causa um 
superaquecimento. Superaquecimento aumenta a taxa de formação de borra (a taxa dobra a 
cada 10 oC de aumento) e todo o processo torna-se um "ciclo vicioso". Embora a formação de 
borra geralmente possa ser detectada por um exame visual, ensaios, tais como cor, acidez, 
tensão interfacial e fator de potência pode fornecer indicações sobre a degradação do óleo. 
 
 
c. A rigidez dielétrica do óleo será influenciada pela presença de contaminantes. Se existir 
caminhos a água entra no transformador e se condensa em torno das paredes mais baixas do 
tanque (parte mais fria). Depois que a água se condensa, com a passagem do óleo, a maior 
parte vai se desviar para o fundo do tanque, enquanto uma pequena parte dela permanecerá 
suspensa no óleo, onde é submetido a hidrólise. Ácidos e outros compostos são formados 
como um subproduto da formação da borra e pela hidrólise da água devido às mudanças de 
temperatura. A água, mesmo em concentrações baixas como 25 ppm (partes por milhão), 
pode reduzir severamente a rigidez dielétrica do óleo. Dois testes importantes para 
determinar a resistência de isolamento do óleo: rigidez dielétrica e o da presença de umidade. 
 
d. Dois fatores prejudiciais para os fluidos isolantes são o calor e a contaminação. A melhor 
maneira de se prevenir a deterioração de líquido isolamente é controlar a sobrecarga (e o 
aumento da temperatura resultante), e evitar vazamentos no tanque. A inspeção cuidadosa e 
o controle da temperatura podem detectar estes problemas antes que eles causem danos ao 
fluido. No entanto, uma amostragem regular e rotineira do liquido isolante para testes é uma 
ferramenta eficaz para detectar o aparecimento de problemas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Ensaios físico-químicos