Deve-se entender os parâmetros aplicáveis nos transformadores para instrumentos novos com saída analógica ou digital, para utilização em instrumentos elétricos de medição e dispositivos elétricos de proteção com frequência nominal de 15 Hz a 100 Hz.
A NBR IEC 61869-1 de 09/2020 – Transformadores para instrumento – Parte 1: Requisitos gerais é aplicável aos transformadores para instrumentos novos com saída analógica ou digital, para utilização em instrumentos elétricos de medição e dispositivos elétricos de proteção com frequência nominal de 15 Hz a 100 Hz. Esta é uma norma de uma família de produtos e abrange apenas requisitos gerais. Para cada tipo de transformador para instrumento, a norma do produto é composta por esta norma e pela norma aplicável específica.
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Quais são as definições relacionadas às características dielétricas?
Quais são as tensões para ensaio de descargas parciais e respectivos níveis permissíveis?
Quais são os requisitos para líquidos utilizados nos equipamentos?
Um transformador para instrumentos destina-se a transmitir um sinal de informação para instrumentos de medição, medidores e dispositivos de controle ou de proteção, ou aparelhos similares. A menos que especificado de outra forma, os transformadores para instrumentos são destinados a serem utilizados em suas características nominais sob as condições normais de serviço listadas nessa norma. Se as condições reais de serviço diferirem das condições normais de serviço, os transformadores para instrumentos devem ser projetados para atender a quaisquer condições especiais de serviço exigidas pelo comprador, ou arranjos apropriados devem ser feitos.
Informações detalhadas relativas à classificação para condições ambientais são fornecidas na IEC 60721-3-3 (uso interno) e na IEC 60721-3-4 (uso externo). Para transformadores para instrumentos com invólucro metálico isolados a gás, a IEC 62271-203, Seção 2, é aplicável. Os transformadores para instrumentos são classificados em três categorias, conforme apresentado na tabela abaixo.
A altitude não pode exceder 1.000 m. As vibrações devido a causas externas aos transformadores para instrumentos ou tremores de terra são desprezíveis. Outras condições de serviço para transformadores para instrumentos de uso interno. Outras condições de serviço consideradas estão descritas a seguir. A influência de radiação solar pode ser desprezada. O ar ambiente não é significativamente poluído por poeira, fumaça, gases corrosivos, vapores ou sal e as condições de umidade são as seguintes: o valor médio da umidade relativa, medido para um período de 24 h, não excede 95%; o valor médio da pressão do vapor de água para um período de 24 h não excede 2,2 kPa; o valor médio da umidade relativa para um período de um mês não excede 90%; o valor médio da pressão de vapor de água para um período de um mês não excede 1,8 kPa. Para estas condições, ocasionalmente pode ocorrer condensação.
É esperado que ocorra condensação quando ocorrem mudanças repentinas de temperatura em períodos de alta umidade. Para suportar os efeitos de alta umidade e condensação, como descargas pelo isolamento ou corrosão de peças metálicas, convém que sejam usados transformadores para instrumentos projetados para tais condições. A condensação pode ser evitada pelo projeto especial do invólucro, por ventilação e aquecimento adequados, ou pelo uso de um dispositivo de desumidificação.
Outras condições de serviço para transformadores para instrumentos de uso externo estão descritas a seguir. O valor médio da temperatura do ar ambiente, medida para um período de 24 h, não excede 35 °C e convém considerar a radiação solar até o nível de 1 000 W/m2 (em um dia claro ao meio-dia). O ar ambiente pode ser poluído por poeira, fumaça, gases corrosivos, vapores ou sal. A poluição não excede os níveis indicados na IEC 60815. A pressão do vento não superior a 700 Pa (correspondendo a uma velocidade do vento de 34 m/s), convém que a presença de condensação ou precipitação seja considerada e a camada de gelo não excede 20 mm.
Quando os transformadores para instrumentos se destinam a ser utilizados em condições diferentes das condições de serviço normais indicadas em 4.2, convém que os requisitos dos compradores sejam baseados nos critérios padronizados fornecidos a seguir. A uma altitude > 1.000 m, a tensão de descarga disruptiva do isolamento externo é afetada pela redução da densidade do ar. A uma altitude > 1.000 m, o comportamento térmico de um transformador para instrumentos é afetado pela redução da densidade do ar. Para instalações localizadas onde a temperatura ambiente pode estar significativamente fora do intervalo normal das condições de serviço indicadas em 4.2.1, convém que os intervalos preferenciais de temperatura máxima a ser especificada sejam: – 50 °C e 40 °C para climas muito frios; – 5 °C e 50 °C para climas muito quentes.
Em certas regiões com ocorrência frequente de ventos quentes e úmidos, mudanças súbitas de temperatura podem ocorrer, resultando em condensação, mesmo em condições de uso interno. Sob certas condições de radiação solar, medidas apropriadas, por exemplo, telhados, ventilação forçada etc., podem ser necessárias para não exceder as elevações de temperatura especificadas. Alternativamente, um fator de redução pode ser utilizado. As vibrações podem ocorrer devido a operações de manobra ou forças de curto-circuito. Para um transformador para instrumentos integrado em equipamentos montados (GIS ou AIS), a vibração produzida pelo equipamento montado deve ser considerada.
Para instalações onde é provável que ocorram terremotos, o nível de severidade aplicável de acordo com a IEC 62271-2 deve ser especificado pelo comprador. A conformidade com tais requisitos especiais, se aplicável, deve ser demonstrada por cálculo ou por ensaios, conforme definido pelas normas aplicáveis. Os sistemas de aterramento considerados são: sistema com neutro isolado (ver 3.2.4); sistema de aterramento ressonante (ver 3.2.5); sistema com neutro aterrado (ver 3.2.7); sistema com neutro solidamente aterrado (ver 3.2.8) e sistema com neutro aterrado por impedância (ver 3.2.9). Convém que as características comuns dos transformadores para instrumentos, incluindo seus equipamentos auxiliares, se aplicáveis, sejam selecionadas entre as seguintes: tensão máxima para o equipamento (Um); nível de isolamento nominal; frequência nominal (fR), carga nominal; classe de exatidão nominal.
As características se aplicam nas condições atmosféricas padronizadas (temperatura (20 °C), pressão (101,3 kPa) e umidade (11 g/m³)), especificados na IEC 60071-1. A tensão máxima para o equipamento possui valores-padrão que devem ser selecionados da tabela abaixo. A tensão máxima para o equipamento é escolhida como o próximo valor-padrão de Um igual ou superior à tensão máxima do sistema onde o equipamento deve ser instalado. Para equipamentos a serem instalados em condições ambientais normais relevantes para o isolamento, Um deve ser pelo menos igual a Usys.
Para equipamentos a serem instalados fora das condições ambientais normais relevantes para isolamento, Um pode ser selecionado mais alto do que o próximo valor-padrão de Um igual ou superior a Usys, de acordo com as necessidades especiais envolvidas. Como exemplo, a seleção de um valor Um mais alto que o próximo valor-padrão de Um igual ou superiora Usys pode surgir quando o equipamento tem que ser instalado a uma altitude superior a 1 000 m, a fim de compensar a diminuição da tensão suportável do isolamento externo.
Para a maioria dos valores de tensão máxima dos equipamentos (Um), existem vários níveis de isolamento nominal para permitir a aplicação de diferentes critérios de desempenho ou padrões de sobretensão. Convém que a escolha seja feita considerando o grau de exposição a sobretensões de frente rápida e frente lenta, o tipo do aterramento de neutro do sistema e o tipo de dispositivo limitador de sobretensão. O nível de isolamento nominal do terminal primário de um transformador para instrumentos deve ser baseado na tensão máxima do equipamento Um, de acordo com a tabela acima. O terminal primário destinado a ser aterrado em serviço tem Um igual a 0,72 kV.
Para transformadores para instrumentos montados em subestações isoladas a gás, os níveis de isolamento nominais, procedimentos de ensaio e critérios de aprovação estão de acordo com a IEC 62271-203, Tabela 102 a 103, isolamento fase-terra. As especificações para materiais orgânicos utilizados em transformadores para instrumentos (por exemplo, resina epóxi, resina poliuretano, resina epóxi cicloalifática, material composto, etc.), para instalação interior ou exterior, são dadas na série IEC 60455. Os ensaios em transformadores para instrumentos completos levando em conta fenômenos como mudança súbita de temperatura, inflamabilidade e envelhecimento ainda não estão padronizados. A IEC 60660, para isolação abrigada, e a IEC 61109, para isolação exposta ao tempo, podem ser utilizadas como orientação.
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