Calculadora de tan δ e capacitância de buchas
Obtenha o fator de dissipação e a capacitância a partir da leitura da ponte e compare-os com os valores de placa da bucha.
tan δ e capacitância de buchas, comparados com a placa
Introduza a leitura da ponte — tensão, corrente e perdas — e obtenha o fator de dissipação e a capacitância. Se conhecer os valores de fábrica da bucha, calcula-se ainda o desvio de C1 e quanto subiu tan δ, que é o que realmente decide.
Resultado
tan δ = P / (V × I) e C = I / (2πfV), a partir da leitura da ponte. Meça sempre à mesma tensão e anote a temperatura: sem essas duas coisas o histórico não serve.
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O que faz esta calculadora
Converte a leitura da ponte — tensão aplicada, corrente e perdas — nas duas grandezas que se interpretam, tan δ e capacitância, e compara-as com os valores de fábrica gravados na placa da bucha.
De onde saem os números
Um isolamento real não é um condensador perfeito: além da corrente capacitiva circula uma componente em fase com a tensão, que é a que se dissipa em forma de calor. O fator de dissipação é o quociente entre as duas:
tan δ = P / (V × I)
e a capacitância sai da corrente capacitiva:
C = I / (2π f V)
com P em watts, V em volts e I em amperes. A calculadora encarrega-se das unidades que o equipamento dá (kV, mA e mW).
Porque C1 manda sobre tan δ
Numa bucha condensadora — papel impregnado com lâminas condutoras intercaladas — o isolamento está dividido em camadas em série. Quando uma camada falha, as restantes repartem a mesma tensão sobre menos espessura: a capacitância sobe aos saltos e cada salto denuncia uma camada perdida.
Esse degrau aparece antes de o tan δ se mexer de forma apreciável, porque o tan δ responde à degradação geral — humidade, envelhecimento, contaminação — e não a um defeito localizado. Por isso o critério de retirada se escreve sobre o desvio de C1 e o tan δ serve de confirmação.
| Desvio de C1 | O que fazer |
|---|---|
| Menos de 2 % | Normal, é ruído de medição |
| 2 % a 5 % | Repetir e comparar com o histórico |
| 5 % a 10 % | Investigar e encurtar o intervalo de ensaio |
| Mais de 10 % | Retirar a bucha de serviço |
Para o tan δ, o sinal de alarme clássico é duplicar o valor de fábrica.
Exemplo resolvido
Bucha com C1 de placa 3.100 pF e tan δ de fábrica 0,30 %. No ensaio a 10 kV leem-se 10 mA e 300 mW.
- tan δ = 0,3 / (10.000 × 0,01) = 0,30 % — igual ao de fábrica
- C = 0,01 / (2π × 50 × 10.000) = 3.183 pF
- Desvio de C1 = +2,7 % → repetir a medição e olhar para o histórico
Se na campanha seguinte C1 subisse para 3.400 pF (+9,7 %) com o tan δ ainda em 0,35 %, haveria que investigar: esse salto é o que conta, ainda que o tan δ pareça bom.
O que esta calculadora não faz
Não decide por si. Não conhece o tipo de bucha (OIP, RIP, RIS), que muda os valores normais de tan δ; não aplica fatores de correção pela temperatura, que dependem do isolamento; e não interpreta a medição da tomada de ensaio (C2), que tem os seus próprios critérios. Também não substitui a comparação com as outras duas fases e com o histórico, que é onde o problema se vê a sério.
Com que se mede
A medição faz-se com uma ponte de fator de potência ou de tan δ a 10 kV. Em serviço, a alternativa é a monitorização contínua de buchas, que vigia a corrente de fuga e a capacitância sem retirar o transformador de serviço e avisa entre campanhas; para o óleo, a tangente de delta mede-se com um equipamento específico de ensaio de óleo. O diagnóstico completa-se com os detetores de descargas parciais, que veem aquilo que o tan δ dilui na média.
Perguntas frequentes
- O que avisa primeiro, a capacitância ou o tan δ?
- A capacitância. Uma bucha condensadora é formada por camadas de papel com lâminas condutoras entre elas; quando uma camada se perfura, as restantes ficam em série sobre menos espessura e a capacitância sobe de forma escalonada. Esse salto aparece antes de o tan δ se mexer, e é por isso que o critério de retirada se escreve sobre C1.
- Que desvio de C1 é preocupante?
- O critério de campo mais difundido: abaixo de 2 % é ruído de medição; entre 2 % e 5 % há que repetir e comparar com o histórico; entre 5 % e 10 % investiga-se e encurta-se o intervalo de ensaio; acima de 10 % retira-se a bucha de serviço. O que manda é sempre a evolução face à própria placa, não um valor absoluto.
- É preciso corrigir o tan δ pela temperatura?
- Com muito cuidado. Os fatores de correção dependem do tipo de isolamento e os guias avisam que aplicá-los às cegas pode introduzir mais erro do que aquele que retiram. O prático é ensaiar sempre em condições parecidas, anotar a temperatura e comparar medições feitas a temperaturas semelhantes. A comparação de capacitância não tem esse problema.