Com rela\u00e7\u00e3o ao teste de motores el\u00e9tricos, o \u00edndice de polariza\u00e7\u00e3o (PI) \u00e9 uma medida de quanto a resist\u00eancia do sistema de isolamento melhora (ou se degrada) com o tempo.<\/p>\n
Embora o teste PI tenha sido considerado o principal teste para avaliar a condi\u00e7\u00e3o do isolamento de um motor, seu processo ficou desatualizado em compara\u00e7\u00e3o com os m\u00e9todos de teste mais recentes que fornecem uma avalia\u00e7\u00e3o diagn\u00f3stica mais abrangente da sa\u00fade geral de um motor.<\/p>\n
Este artigo fornece uma compreens\u00e3o pr\u00e1tica do sistema de isolamento de um motor, uma compreens\u00e3o b\u00e1sica do teste de \u00edndice de polariza\u00e7\u00e3o e como os m\u00e9todos modernos de teste de motores fornecem resultados mais abrangentes em menos tempo.<\/p>\n
O teste de \u00edndice de polariza\u00e7\u00e3o (PI) \u00e9 um m\u00e9todo padr\u00e3o de teste de motores el\u00e9tricos desenvolvido no s\u00e9culo XIX que tenta determinar a integridade do isolamento do enrolamento de um motor.<\/p>\n
Embora o teste PI forne\u00e7a informa\u00e7\u00f5es sobre os sistemas de isolamento da parede do solo (GWI) normalmente instalados antes da d\u00e9cada de 1970, ele n\u00e3o fornece uma condi\u00e7\u00e3o precisa do isolamento do enrolamento em motores modernos.<\/p>\n
O teste PI envolve a aplica\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o CC (normalmente de 500 V a 1.000 V) ao enrolamento do motor para medir a efic\u00e1cia do sistema GWI para armazenar uma carga el\u00e9trica.<\/p>\n
Como o sistema GWI forma uma capacit\u00e2ncia natural entre os enrolamentos do motor e a estrutura do motor, a tens\u00e3o CC aplicada ser\u00e1 armazenada como uma carga el\u00e9trica da mesma forma que qualquer capacitor.<\/p>\n
\u00c0 medida que o capacitor fica totalmente carregado, a corrente diminui at\u00e9 que tudo o que resta \u00e9 a corrente de fuga final, que determina a quantidade de resist\u00eancia que o isolamento oferece ao terra.<\/p>\n
Em sistemas de isolamento novos e limpos, a corrente de polariza\u00e7\u00e3o diminui logaritmicamente com o tempo, pois os el\u00e9trons est\u00e3o sendo armazenados. O \u00cdndice de Polariza\u00e7\u00e3o (PI) \u00e9 a rela\u00e7\u00e3o entre a resist\u00eancia de isolamento e o valor de aterramento (IRG) obtido em intervalos de 1 e 10 minutos.<\/p>\n
PI = 10 minutos de IRG\/1 minuto de IRG<\/p>\n
Nos sistemas de isolamento instalados antes da d\u00e9cada de 1970, o teste PI ocorre enquanto o material diel\u00e9trico est\u00e1 sendo polarizado.<\/p>\n
Se o isolamento da parede do solo (GWI) come\u00e7ar a se degradar, ele sofrer\u00e1 uma mudan\u00e7a qu\u00edmica, fazendo com que o material diel\u00e9trico se torne mais resistivo e menos capacitivo, diminuindo a constante diel\u00e9trica e reduzindo a capacidade do sistema de isolamento de armazenar uma carga el\u00e9trica. Isso faz com que a corrente de polariza\u00e7\u00e3o se torne mais linear \u00e0 medida que se aproxima da faixa em que a corrente de fuga \u00e9 predominante.<\/p>\n
No entanto, em sistemas de isolamento mais novos, posteriores \u00e0 d\u00e9cada de 1970, por v\u00e1rios motivos, toda a polariza\u00e7\u00e3o do material diel\u00e9trico ocorre em menos de um minuto, e as leituras de IRG ficam acima de 5.000 Meg-ohms. O PI calculado pode n\u00e3o ser significativo como uma indica\u00e7\u00e3o da condi\u00e7\u00e3o da indica\u00e7\u00e3o da parede do solo.<\/p>\n
Al\u00e9m disso, como esse teste cria o campo eletrost\u00e1tico entre os enrolamentos e a estrutura do motor, ele fornece muito pouca ou nenhuma indica\u00e7\u00e3o da condi\u00e7\u00e3o do sistema de isolamento do enrolamento. A melhor indica\u00e7\u00e3o desses tipos de falhas \u00e9 o uso de medi\u00e7\u00f5es de MCA do \u00e2ngulo de fase e da resposta de frequ\u00eancia da corrente.<\/p>\n
Em motores el\u00e9tricos, o isolamento \u00e9 o material que resiste ao fluxo livre de el\u00e9trons, direcionando a corrente por um caminho desejado e impedindo que ela escape para outro lugar.<\/p>\n
Em teoria, o isolamento deveria bloquear todo o fluxo de corrente, mas mesmo o melhor material isolante permite a passagem de uma pequena quantidade de corrente. Esse excesso de corrente \u00e9 comumente chamado de corrente de fuga.<\/p>\n
Embora seja geralmente aceito que os motores t\u00eam uma vida \u00fatil de 20 anos, a falha do sistema de isolamento \u00e9 a principal raz\u00e3o pela qual os motores el\u00e9tricos falham prematuramente.<\/p>\n
O sistema de isolamento come\u00e7a a se degradar quando o isolamento se torna mais condutivo devido a uma altera\u00e7\u00e3o em sua composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica. A composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica do isolamento muda com o tempo devido ao uso gradual e\/ou a outros danos. A corrente de fuga \u00e9 resistiva e gera calor, o que resulta em uma degrada\u00e7\u00e3o adicional e mais r\u00e1pida do isolamento.<\/p>\n
Observa\u00e7\u00e3o: a maioria dos fios esmaltados \u00e9 projetada para garantir uma vida \u00fatil de 20.000 horas em temperaturas nominais (105 a 240\u00b0 C).<\/p>\n
Os motores e outros equipamentos el\u00e9tricos com bobinas t\u00eam dois sistemas de isolamento separados e independentes.<\/p>\n
Os sistemas de isolamento de parede de aterramento separam a bobina da estrutura do motor, impedindo que a tens\u00e3o fornecida aos enrolamentos escape para o n\u00facleo do estator ou para qualquer parte da estrutura do motor. O rompimento do sistema de isolamento da parede de aterramento \u00e9 chamado de falha de aterramento e cria um risco de seguran\u00e7a.<\/p>\n
Os sistemas de isolamento da bobina s\u00e3o camadas de esmalte que envolvem o fio condutor que fornece corrente a toda a bobina para criar o campo magn\u00e9tico do estator. O rompimento do sistema de isolamento do enrolamento \u00e9 chamado de curto-circuito do enrolamento e enfraquece o campo magn\u00e9tico da bobina.<\/p>\n
O teste el\u00e9trico mais comum realizado em motores \u00e9 o teste de resist\u00eancia de isolamento \u00e0 terra (IRG) ou “teste de ponto”.<\/p>\n
Ao aplicar tens\u00e3o CC ao enrolamento do motor, esse teste determina o ponto de resist\u00eancia m\u00ednima que o isolamento da parede de aterramento apresenta \u00e0 estrutura do motor.<\/p>\n
A capacit\u00e2ncia (C), medida em Farads, \u00e9 definida como a capacidade de um sistema de armazenar uma carga el\u00e9trica. Para determinar a capacit\u00e2ncia de um motor, voc\u00ea deve usar a equa\u00e7\u00e3o: 1 Farad = a quantidade de carga armazenada em coulombs (Q) dividida pela tens\u00e3o de alimenta\u00e7\u00e3o.<\/p>\n
Exemplo: Se a tens\u00e3o aplicada for uma bateria de 12 V e o capacitor armazenar 0,04 coulombs de carga, ele ter\u00e1 uma capacit\u00e2ncia de 0,0033 Farads ou 3,33 mF. Um coulombs de carga equivale a aproximadamente 6,24 x 1018 el\u00e9trons ou pr\u00f3tons. Um capacitor de 3,33 mF armazenaria aproximadamente 2,08 X 1016 el\u00e9trons quando totalmente carregado.<\/p>\n
A capacit\u00e2ncia \u00e9 criada pela coloca\u00e7\u00e3o de um material diel\u00e9trico entre placas condutoras. Nos motores, os sistemas de isolamento da parede do solo formam uma capacit\u00e2ncia natural entre os enrolamentos do motor e a estrutura do motor. Os condutores do enrolamento formam uma placa e a estrutura do motor forma a outra, fazendo com que o isolamento da parede de aterramento seja o material diel\u00e9trico.<\/p>\n
A quantidade de capacit\u00e2ncia depende de voc\u00ea:<\/p>\n
A \u00e1rea da superf\u00edcie medida das placas – A capacit\u00e2ncia \u00e9 diretamente proporcional \u00e0 \u00e1rea das placas.<\/p>\n
A dist\u00e2ncia entre as placas – A capacit\u00e2ncia \u00e9 inversamente proporcional \u00e0 dist\u00e2ncia entre as placas.<\/p>\n
A constante diel\u00e9trica – A capacit\u00e2ncia \u00e9 diretamente proporcional \u00e0 constante diel\u00e9trica<\/p>\n
A medi\u00e7\u00e3o da capacit\u00e2ncia para o solo (CTG) \u00e9 um indicativo da limpeza dos enrolamentos e cabos de um motor.<\/p>\n
Como o isolamento da parede de aterramento (GWI) e os sistemas de isolamento do enrolamento formam uma capacit\u00e2ncia natural para o aterramento, cada motor ter\u00e1 um CTG exclusivo quando o motor estiver novo e limpo.<\/p>\n
Se os enrolamentos do motor ou o GWI ficarem contaminados, ou se houver entrada de umidade no motor, o CTG aumentar\u00e1. No entanto, se o GWI ou o isolamento do enrolamento sofrer degrada\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica, o isolamento se tornar\u00e1 mais resistente e menos capacitivo, fazendo com que o CTG diminua.<\/p>\n
Um material diel\u00e9trico \u00e9 um mau condutor de eletricidade, mas suporta um campo eletrost\u00e1tico. Em um campo eletrost\u00e1tico, os el\u00e9trons n\u00e3o permeiam o material diel\u00e9trico e as mol\u00e9culas positivas e negativas se emparelham para formar dipolos (pares de mol\u00e9culas com cargas opostas separadas por dist\u00e2ncia) e se polarizam (o lado positivo do dipolo se alinhar\u00e1 em dire\u00e7\u00e3o ao potencial negativo e a carga negativa se alinhar\u00e1 em dire\u00e7\u00e3o ao potencial negativo).<\/p>\n
A constante diel\u00e9trica (K) \u00e9 uma medida da capacidade de um material diel\u00e9trico de armazenar uma carga el\u00e9trica por meio da forma\u00e7\u00e3o de dipolos, em rela\u00e7\u00e3o ao v\u00e1cuo, que tem uma K de 1.<\/p>\n
A constante diel\u00e9trica do material isolante depende da composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica das mol\u00e9culas combinadas para formar o material.<\/p>\n
O K de um material diel\u00e9trico \u00e9 afetado pela densidade do material, pela temperatura, pelo teor de umidade e pela frequ\u00eancia do campo eletrost\u00e1tico.<\/p>\n
Uma propriedade importante dos materiais diel\u00e9tricos \u00e9 a capacidade de suportar um campo eletrost\u00e1tico e, ao mesmo tempo, dissipar o m\u00ednimo de energia na forma de calor, o que \u00e9 conhecido como perda diel\u00e9trica.<\/p>\n
Quando a tens\u00e3o em um material diel\u00e9trico se torna muito alta, fazendo com que o campo eletrost\u00e1tico se torne muito intenso, o material diel\u00e9trico conduzir\u00e1 eletricidade, o que \u00e9 chamado de ruptura diel\u00e9trica. Em materiais diel\u00e9tricos s\u00f3lidos, essa quebra pode ser permanente.<\/p>\n
Quando ocorre uma ruptura diel\u00e9trica, o material diel\u00e9trico sofre uma altera\u00e7\u00e3o em sua composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica e resulta em uma altera\u00e7\u00e3o na constante diel\u00e9trica.<\/p>\n
H\u00e1 v\u00e1rias d\u00e9cadas, o teste de \u00edndice de polariza\u00e7\u00e3o (PI) foi introduzido para avaliar a capacidade do sistema de isolamento de armazenar uma carga el\u00e9trica. Como h\u00e1 essencialmente tr\u00eas correntes diferentes, conforme descrito acima, envolvidas no carregamento de um capacitor, voc\u00ea pode usar o capacitor para carregar o capacitor.<\/p>\n
Corrente de carga<\/b> – A corrente acumulada nas placas e depende da \u00e1rea das placas e da dist\u00e2ncia entre elas. A corrente de carga geralmente termina em < menos de 1 minuto. A quantidade de carga ser\u00e1 a mesma, independentemente da condi\u00e7\u00e3o do material isolante.<\/p>\n
Corrente de polariza\u00e7\u00e3o<\/b> – A corrente necess\u00e1ria para polarizar o material diel\u00e9trico ou alinhar os diploides criados pela coloca\u00e7\u00e3o do material diel\u00e9trico em um campo eletrost\u00e1tico. Normalmente, com os sistemas de isolamento instalados em motores (antes da d\u00e9cada de 1970), quando o teste de \u00edndice de polariza\u00e7\u00e3o foi desenvolvido, o valor nominal de um sistema de isolamento novo e limpo estaria na faixa de 100 megaohms (106) e normalmente exigiria mais de 30 minutos e, em alguns casos, muitas horas para ser conclu\u00eddo. No entanto, com um sistema de isolamento mais recente (ap\u00f3s a d\u00e9cada de 1970), o valor nominal de um sistema de isolamento novo e limpo estar\u00e1 na faixa de giga-ohm a tera-ohm (109, 1012) e, normalmente, polariza-se totalmente antes que a corrente de carga termine completamente.<\/p>\n
Corrente de fuga<\/b> – A corrente que flui atrav\u00e9s do material isolante e dissipa o calor.<\/p>\nCORRENTE DE CARGA<\/h2>\n
Um capacitor sem carga tem placas que compartilham um n\u00famero igual de cargas positivas e negativas.<\/p>\n
A aplica\u00e7\u00e3o de uma fonte CC \u00e0s placas de um capacitor sem carga far\u00e1 com que os el\u00e9trons fluam do lado negativo da bateria e se acumulem na placa conectada ao polo negativo da bateria.<\/p>\n
Isso criar\u00e1 um excesso de el\u00e9trons nessa placa.<\/p>\n
Os el\u00e9trons fluir\u00e3o da placa conectada ao polo positivo da bateria e fluir\u00e3o para dentro da bateria para substituir os el\u00e9trons acumulados na placa negativa. A corrente continuar\u00e1 a fluir at\u00e9 que a tens\u00e3o na placa positiva seja a mesma do lado positivo da bateria e a tens\u00e3o na placa negativa atinja o potencial do lado negativo da bateria.<\/p>\n
O n\u00famero de el\u00e9trons deslocados da bateria para as placas depende da \u00e1rea das placas e da dist\u00e2ncia entre elas.<\/p>\n
Essa corrente \u00e9 chamada de corrente de carga, que n\u00e3o consome energia e \u00e9 armazenada no capacitor. Esses el\u00e9trons armazenados criam um campo eletrost\u00e1tico entre as placas.<\/p>\n
A coloca\u00e7\u00e3o de um material diel\u00e9trico entre as placas em um capacitor aumenta a capacit\u00e2ncia de um capacitor em rela\u00e7\u00e3o ao espa\u00e7amento entre as placas em um v\u00e1cuo.<\/p>\n
Quando um material diel\u00e9trico \u00e9 colocado em um campo eletrost\u00e1tico, os dipolos rec\u00e9m-formados se polarizam, e a extremidade negativa do dipolo se alinha com a placa positiva e a extremidade positiva do dipolo se alinha com a placa negativa. Isso \u00e9 chamado de polariza\u00e7\u00e3o.<\/p>\n
Quanto maior for a constante diel\u00e9trica de um material diel\u00e9trico, maior ser\u00e1 o n\u00famero de el\u00e9trons necess\u00e1rios, aumentando assim a capacit\u00e2ncia do circuito.<\/p>\n
A pequena quantidade de corrente que flui atrav\u00e9s do material diel\u00e9trico enquanto mant\u00e9m suas propriedades isolantes \u00e9 chamada de resist\u00eancia efetiva. Isso \u00e9 diferente da resist\u00eancia diel\u00e9trica, que \u00e9 definida como a tens\u00e3o m\u00e1xima que um material pode suportar sem falhar.<\/p>\n
\u00c0 medida que um material isolante se degrada, ele se torna mais resistivo e menos capacitivo, aumentando a corrente de fuga e diminuindo a constante diel\u00e9trica. A corrente de fuga produz calor e \u00e9 considerada uma perda diel\u00e9trica.<\/p>\n
\u00c9 uma t\u00e9cnica de teste alternativa que usa um sinal CA para exercitar o sistema de isolamento de paredes de terra (GWI). Conforme explicado acima, ao usar um sinal CC para testar o GWI, voc\u00ea encontra tr\u00eas correntes diferentes; no entanto, o instrumento n\u00e3o consegue diferenciar as correntes al\u00e9m do tempo. Entretanto, ao aplicar um sinal CA para testar o GWI, \u00e9 poss\u00edvel separar as correntes armazenadas (corrente de carga, corrente de polariza\u00e7\u00e3o) da corrente resistiva (corrente de fuga).<\/p>\n
Como as correntes de carga e de polariza\u00e7\u00e3o s\u00e3o correntes armazenadas e retornam ao ciclo oposto de \u00bd, a corrente lidera a tens\u00e3o em 90\u00b0, enquanto a corrente de fuga, que \u00e9 uma corrente resistiva que dissipa o calor e a corrente est\u00e1 em fase com a tens\u00e3o aplicada. O fator de dissipa\u00e7\u00e3o (DF) \u00e9 simplesmente a raz\u00e3o entre a corrente capacitiva (IC) e a corrente resistiva (IR).<\/p>\n
DF = IC \/ IR<\/p>\n
Em um isolamento novo e limpo, normalmente o IR \u00e9 < 5% do IC; se o material isolante ficar contaminado ou se degradar termicamente, o IC diminui ou o IR aumenta. Em ambos os casos, o DF aumentar\u00e1.<\/p>\n
A an\u00e1lise do circuito do motor (MCA\u2122), tamb\u00e9m conhecida como avalia\u00e7\u00e3o do circuito do motor (MCE), \u00e9 um m\u00e9todo de teste n\u00e3o destrutivo e sem energia usado para avaliar a integridade de um motor. Iniciado pelo Centro de Controle do Motor (CCM) ou diretamente no pr\u00f3prio motor, esse processo avalia toda a parte el\u00e9trica do sistema do motor, inclusive as conex\u00f5es e os cabos entre o ponto de teste e o motor.<\/p>\n
Enquanto o motor est\u00e1 desligado e sem energia, ferramentas como o AT7 e o AT34 da ALL-TEST Pro usam o MCA para avaliar:<\/p>\n
O teste de motor usando as ferramentas MCA\u2122 \u00e9 muito f\u00e1cil de implementar, e o teste leva menos de tr\u00eas minutos, em compara\u00e7\u00e3o com o teste de \u00edndice de polariza\u00e7\u00e3o que normalmente leva mais de 10 minutos para ser conclu\u00eddo.<\/p>\n
A parte el\u00e9trica do sistema de motor trif\u00e1sico \u00e9 composta por circuitos resistivos, capacitivos e indutivos. Quando uma baixa tens\u00e3o \u00e9 aplicada, os circuitos saud\u00e1veis devem responder de uma maneira espec\u00edfica.<\/span><\/p>\n As ferramentas de an\u00e1lise do circuito do motor ALL-TEST Pro aplicam uma s\u00e9rie de sinais CA senoidais de baixa tens\u00e3o e n\u00e3o destrutivos no motor para medir a resposta desses sinais. Esse teste sem energia leva apenas alguns minutos e pode ser realizado at\u00e9 mesmo por um t\u00e9cnico iniciante.<\/p>\n Medidas da MCA:<\/p>\n E aplic\u00e1vel:<\/p>\n Durante o s\u00e9culo XIX, o teste de \u00edndice de polariza\u00e7\u00e3o era um m\u00e9todo eficaz para determinar a condi\u00e7\u00e3o geral de um motor. No entanto, com os modernos sistemas de isolamento, ele se tornou menos eficaz.<\/p>\n Embora o teste PI seja demorado (mais de 15 minutos) e incapaz de determinar se a falha est\u00e1 no enrolamento ou no isolamento da parede de aterramento, as tecnologias modernas, como a AN\u00c1LISE DE CIRCUITO DO MOTOR (MCATM), identificam problemas de conex\u00e3o, turn-to-turn, bobina-a-bobina e falhas de enrolamento em desenvolvimento fase-a-fase em est\u00e1gios muito iniciais com testes conclu\u00eddos em menos de 3 minutos.<\/p>\n Outras tecnologias, como DF, CTG e IRG, fornecem uma condi\u00e7\u00e3o do sistema de isolamento do groundwall em testes conclu\u00eddos em tempo m\u00ednimo.<\/p>\n Ao combinar novas tecnologias, como MCA, DF, CTG e IRG, os m\u00e9todos modernos de teste de motores el\u00e9tricos oferecem uma avalia\u00e7\u00e3o muito mais abrangente e completa de todo o sistema de isolamento do motor, de forma mais r\u00e1pida e f\u00e1cil do que nunca.<\/li>\n<\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Com rela\u00e7\u00e3o ao teste de motores el\u00e9tricos, o \u00edndice de polariza\u00e7\u00e3o (PI) \u00e9 uma medida de quanto a resist\u00eancia do sistema de isolamento melhora (ou se degrada) com o tempo. Embora o teste PI tenha sido considerado o principal teste para avaliar a condi\u00e7\u00e3o do isolamento de um motor, seu processo ficou desatualizado em compara\u00e7\u00e3o […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[30],"tags":[],"table_tags":[],"class_list":["post-42821","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-nao-categorizado"],"yoast_head":"\n\n
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