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ABNT AssociaoBrasileira deNormas Tcnicas

Copyright 2000,ABNTAssociao Brasileirade Normas TcnicasPrinted in Brazil/Impresso no BrasilTodos os direitos reservados

NOV 2000 NBR 6939Coordenao do isolamento -Procedimento

Origem: Projeto NBR 6939:1999ABNT/CB-03 - Comit Brasileiro de EletricidadeCE-03:028.01 - Comisso de Estudo de Coordenao do Isolamento emSistemas de Alta TensoNBR 6939 - Insulation co-ordination - ProcedureDescriptor: Electric insulationEsta Norma substitui a NBR 6939:1987Esta Norma foi baseada na IEC 60071-1:1993Vlida a partir de 29.12.2000Palavra-chave: Isolao eltrica 15 pginas

Prefcio1 Objetivo2 Referncias normativas3 Definies4 Procedimento para coordenao do isolamento5 Requisitos para ensaios normalizados de tenso suportvelANEXOA Nveis de isolamento nominais, na faixa de tenses 1 kV < Um < 245 kV, para tenses mximas do equipamento nonormalizadas pela IEC, baseados na prtica usual em alguns pases

Prefcio

A ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas - o Frum Nacional de Normalizao. As Normas Brasileiras, cujocontedo de responsabilidade dos Comits Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalizao Setorial(ABNT/ONS), so elaboradas por Comisses de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delasfazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratrios e outros).Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no mbito dos ABNT/CB e ABNT/ONS, circulam para Consulta Pblica entreos associados da ABNT e demais interessados.

Esta Norma contm o anexo A, de carter informativo.

1 Objetivo1.1 Esta Norma especifica o procedimento para escolher as tenses suportveis normalizadas para a isolao fase-terra,isolao fase-fase e isolao longitudinal dos equipamentos e instalaes utilizados nestes sistemas. Apresenta, tambm,uma lista de valores normalizados entre os quais as tenses suportveis normalizadas devem ser escolhidas.

1.2 Esta Norma se aplica a sistemas eltricos de corrente alternada, trifsicos, nos quais a tenso mxima dos equi-pamentos superior a 1 kV, observado o disposto na nota 1 da tabela 2.

1.3 Esta Norma recomenda que as tenses suportveis escolhidas sejam associadas com a tenso mxima dos equi-pamentos. Esta associao destinada somente para fins de coordenao do isolamento.

1.4 As prescries referentes s regras de segurana para as pessoas no so cobertas por esta Norma.

1.5 Os princpios utilizados nesta Norma se aplicam tambm s linhas de transmisso, porm os valores das tensessuportveis pelas isolaes das mesmas podem ser diferentes das tenses suportveis normalizadas.

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1.6 As Comisses de Estudo responsveis pela normalizao de diferentes equipamentos tm a responsabilidade de es-pecificar valores de tenses suportveis e mtodos de ensaio apropriados para esses equipamentos, levando em con-siderao as recomendaes desta Norma.

NOTA - Todas as regras de coordenao do isolamento dadas nesta Norma so justificadas, em detalhe, na NBR 8186, em particular noque concerne associao das tenses suportveis normalizadas com a tenso mxima dos equipamentos. Quando mais de um conjuntode tenses suportveis normalizadas associado com uma mesma tenso mxima dos equipamentos, dada uma indicao para a sele-o do conjunto mais apropriado.2 Referncias normativas

As normas relacionadas a seguir contm disposies que, ao serem citadas neste texto, constituem prescries para estaNorma. As edies indicadas estavam em vigor no momento desta publicao. Como toda norma est sujeita a reviso,recomenda-se queles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a convenincia de se usarem as edies maisrecentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informao das normas em vigor em um dado momento.

NBR 5456:1987 - Eletricidade geral - Terminologia

NBR 6936:1992 - Tcnicas de ensaios eltricos de alta tenso - Procedimento

NBR 8186:1983 - Guia de aplicao de coordenao do isolamento

IEC 60071-1:1993 - Insulation co-ordination Part 1: Definitions, principles and rules

3 Definies

Para os efeitos desta Norma, so adotadas as definies da NBR 5456 e as seguintes:

3.1 isolante: Material, em geral um dieltrico, utilizado para impedir a passagem de correntes de conduo.

3.2 isolao: Conjunto de materiais isolantes utilizados para isolar eletricamente.3.3 isolamento: Conjunto de propriedades adquiridas por um corpo condutor, decorrentes de sua isolao.3.4 coordenao do isolamento: Seleo da suportabilidade dieltrica dos equipamentos em funo das tenses que po-dem ocorrer no sistema ao qual estes equipamentos sero ligados, levando em conta as condies em que sero operadose as caractersticas dos dispositivos de proteo disponveis.

NOTA - A suportabilidade dieltrica dos equipamentos entendida aqui como o nvel de isolamento nominal ou o nvel de isolamentonormalizado, conforme definido em 3.35 e 3.36 respectivamente.

3.5 isolao externa: Distncias em ar e superfcies de isolantes slidos de um equipamento, em contato com o ar, queesto sujeitas a solicitaes dieltricas e aos efeitos de condies atmosfricas e outras condies externas, tais como po-luio, umidade, animais, insetos, etc.

NOTA - A isolao externa pode ser protegida ou exposta ao tempo, dependendo de ser a mesma projetada para operar no interior ou ex-terior de ambientes abrigados, respectivamente.

3.6 isolao interna: Partes internas slidas, lquidas ou gasosas da isolao do equipamento, que so protegidas dosefeitos atmosfricos e de outras condies externas.

3.7 isolao auto-recuperante: Isolao que recupera completamente suas propriedades isolantes aps uma descargadisruptiva.

3.8 isolao no auto-recuperante: Isolao que perde suas propriedades isolantes, ou que no as recupera totalmente,aps uma descarga disruptiva.

NOTA - As definies de 3.7 e 3.8 aplicam-se somente quando a descarga disruptiva causada pela aplicao de uma tenso de ensaiodurante um ensaio dieltrico. Entretanto, descargas disruptivas que ocorrem em servio podem fazer com que uma isolao auto-recu-perante perca parcialmente, ou completamente, suas propriedades isolantes originais.

3.9 terminal da configurao da isolao: Qualquer um entre dois eletrodos em que a tenso que solicita a isolao podeser aplicada. Os tipos de terminal so:

a) terminal de fase, entre o qual e o neutro aplicada, em servio, a tenso fase-neutro do sistema;b) terminal de neutro, representando, ou conectado a, o ponto neutro do sistema (terminal de neutro de transfor-madores, etc.);c) terminal de terra, sempre solidamente conectado terra em servio (tanque de transformadores, base de secciona-dores, estrutura de torres, plano de terra, etc.).

3.10 configurao da isolao: Configurao geomtrica completa da isolao em servio, consistindo na isolao e emtodos os terminais. Inclui todos os elementos (isolantes e condutores) que influenciam seu comportamento dieltrico. Asseguintes configuraes da isolao so identificadas:

a) trifsica: tendo trs terminais de fase, um terminal de neutro e um terminal de terra;b) fase-terra: uma configurao de isolao trifsica onde dois terminais de fase so desconsiderados e, exceto em ca-sos particulares, o terminal de neutro aterrado;

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c) fase-fase: uma configurao de isolao trifsica onde um terminal de fase desconsiderado. Em casos par-ticulares, o terminal de neutro e o terminal de terra so tambm desconsiderados;

d) longitudinal: tendo dois terminais de fase e um terminal de terra. Os terminais de fase pertencem mesma fase deum sistema trifsico, temporariamente separada em duas partes energizadas independentemente (dispositivos dechaveamento abertos). Os quatro terminais que pertencem s outras duas fases so desconsiderados ou aterrados.Em casos particulares um dos dois terminais de fase considerados aterrado.

3.11 tenso nominal de um sistema: Valor de tenso fase-fase usado para designar ou identificar um sistema.

3.12 tenso mxima do sistema: Mximo valor de tenso de operao que ocorre sob condies normais de operao emqualquer tempo e em qualquer ponto do sistema.

3.13 tenso mxima do equipamento (Um): Mximo valor eficaz de tenso fase-fase para o qual o equipamento projetado, considerando-se o seu isolamento, bem como outras caractersticas relacionadas a esta tenso nas normasespecficas para o equipamento em questo.

3.14 sistema de neutro isolado: Sistema onde nenhum ponto neutro intencionalmente conectado terra, exceto atravsde conexes de alta impedncia utilizadas para fins de proteo ou medio.

3.15 sistema de neutro solidamente aterrado: Sistema cujo(s) ponto(s) neutro(s) (so) diretamente conectado(s) terra.3.16 sistema de neutro aterrado por impedncia: Sistema cujo(s) ponto(s) neutro(s) (so) conectado(s) terra atravsde impedncias para limitar correntes de falta.

3.17 sistema com aterramento ressonante: Sistema no qual um ou mais pontos neutros so conectados terra atravsde reatncias que compensam aproximadamente a componente capacitiva da corrente de falta fase-terra.

NOTA - Com aterramento ressonante de um sistema, a corrente residual na falta limitada a um valor tal que o arco no ar para uma falta, normalmente, auto-extinguvel.

3.18 fator de aterramento (em um dado local de um sistema trifsico e para uma dada configurao do sistema):Razo entre o mximo valor eficaz de tenso fase-terra de freqncia fundamental em uma fase s, durante uma falta fase-terra afetando uma ou mais fases em qualquer ponto do sistema, e o valor eficaz de tenso fase-terra de freqnciafundamental que seria obtido no mesmo local na ausncia de tal falta.

3.19 sobretenso: Qualquer tenso entre fase e terra, ou entre fases, cujo valor de crista excede o valor de crista deduzidoda tenso mxima do equipamento ( 3/2Um ou 2mU , respectivamente).

NOTA - A menos que claramente indicado, tal como para pra-raios, valores de sobretenso expressos em p.u. sero referenciados a

3/2Um .

3.20 classificao das solicitaes de tenso (tenses e sobretenses): Classificao, de acordo com a forma e adurao, de tenses e sobretenses, divididas nas seguintes classes (ver tambm a tabela 1):3.20.1 tenso contnua de freqncia fundamental: Tenso de freqncia fundamental, considerada como tendo valoreficaz constante, continuamente aplicada a qualquer par de terminais de uma configurao de isolao.

3.20.2 sobretenso temporria: Sobretenso de freqncia fundamental de durao relativamente longa.

NOTA - A sobretenso pode ser no amortecida ou fracamente amortecida. Em alguns casos sua freqncia pode ser vrias vezes menorou maior do que a freqncia fundamental.

3.20.3 sobretenso transitria: Sobretenso de curta durao, de alguns milissegundos ou menos, oscilatria ou nooscilatria, usualmente fortemente amortecida.

NOTA - Sobretenses transitrias podem ser seguidas imediatamente por sobretenses temporrias. Em tais casos as duas sobretensesso consideradas eventos separados.

As sobretenses transitrias so classificadas em:

a) sobretenses de frente lenta: sobretenso transitria, usualmente unidirecional, com tempo at a crista tal que20 s < Tcr 5 000 s, e tempo at o meio valor (na cauda) T2 20 ms;b) sobretenses de frente rpida: sobretenso transitria, usualmente unidirecional, com tempo at a crista tal que0,1 s < T1 20 s, e tempo at o meio valor (na cauda) T2 300 s;c) sobretenses de frente muito rpida: sobretenso transitria, usualmente unidirecional, com tempo at a crista talque Tf 0,1 s, durao total Tt 3 ms, e com oscilaes superpostas de freqncias 30 kHz < f < 100 MHz.

3.20.4 sobretenso combinada (temporria, frente lenta, frente rpida e frente muito rpida): Consiste em duas com-ponentes de tenso simultaneamente aplicadas entre cada um dos terminais de fase de uma isolao fase-fase (oulongitudinal) e a terra. classificada pela componente de maior valor de crista.

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3.21 formas normalizadas de tenso: As seguintes formas de tenso esto normalizadas:

3.21.1 tenso de freqncia fundamental de curta durao normalizada: Tenso senoidal com freqncia entre 58 Hz e62 Hz e durao de 60 s.

3.21.2 impulso de manobra normalizado: Impulso de tenso tendo tempo at a crista de 250 s e um tempo at o meiovalor de 2 500 s.

3.21.3 impulso atmosfrico normalizado: Impulso de tenso tendo tempo de frente de 1,2 s e um tempo at o meiovalor de 50 s.NOTA - Definies mais detalhadas destas formas normalizadas de tenso so dadas na NBR 6936. Ver tambm a tabela 1.

3.21.4 impulso de manobra combinado normalizado: Tenso de impulso combinado tendo duas componentes de igualvalor de crista e de polaridade oposta. A componente de polaridade positiva o impulso de manobra normalizado e a com-ponente de polaridade negativa um impulso de manobra cujos tempos at a crista e at o meio valor no devero ser me-nores do que aqueles do impulso de polaridade positiva. Ambos os impulsos devem alcanar seu valor de crista no mesmoinstante. O valor de crista da tenso combinada , portanto, a soma dos valores de crista das componentes.

3.22 sobretenses representativas (Urp): Sobretenses consideradas capazes de produzir o mesmo efeito dieltricosobre a isolao que sobretenses de uma dada classe que ocorrem em servio, devido a vrias origens. Consistem emtenses com a forma normalizada da classe e podem ser definidas por um valor ou um conjunto de valores ou por uma dis-tribuio de freqncia de valores que caracterizem as condies de servio.NOTA - Esta definio tambm se aplica tenso contnua de freqncia fundamental, representando o efeito da tenso de servio sobrea isolao.

3.23 dispositivo limitador de sobretenso: Dispositivo que limita os valores de crista das sobretenses ou suas duraesou ambas. classificado como dispositivo de preveno (por exemplo: um resistor de pr-insero) ou dispositivo deproteo (por exemplo: um pra-raios).3.24 nvel de proteo a impulso atmosfrico (ou de manobra): Mximo valor permissvel de crista de tenso nos ter-minais de um dispositivo de proteo sujeito a impulsos atmosfricos (ou impulsos de manobra) sob condies especficas.3.25 critrio de desempenho: Base sobre a qual o isolamento selecionado de forma a reduzir, a um nvel econmico eoperacionalmente aceitvel, a probabilidade de que as solicitaes de tenso resultantes impostas ao equipamento causemprejuzo a sua isolao ou afetem a continuidade do servio. Este critrio usualmente expresso em termos de uma taxade falha aceitvel da configurao da isolao (nmero de falhas por ano, anos entre falhas, risco de falha, etc.).3.26 tenso suportvel: Valor de tenso de ensaio a ser aplicado sob condies especificadas em um ensaio de tensosuportvel, durante o qual um nmero especificado de descargas disruptivas tolerado. A tenso suportvel designadacomo:

a) tenso suportvel assumida convencional, quando o nmero de descargas disruptivas tolerado zero. Seusignificado corresponde a uma probabilidade de suportar Pw = 100%;

b) tenso suportvel estatstica, quando o nmero de descargas disruptivas tolerado relacionado a uma proba-bilidade de suportar especificada. Nesta Norma a probabilidade especificada Pw = 90%;

NOTA - Nesta Norma, para isolao no auto-recuperante so especificadas tenses suportveis convencionais e para isolao auto-recu-perante so especificadas tenses suportveis estatsticas.

3.27 tenso suportvel de coordenao (Ucw) (para cada classe de tenso): Valor da tenso suportvel da confi-gurao da isolao, em condies reais de servio, que atende o critrio de desempenho.

3.28 fator de coordenao (Kc): Fator pelo qual o valor da sobretenso representativa deve ser multiplicado de maneira aobter a tenso suportvel de coordenao.

3.29 condies atmosfricas normalizadas de referncia: Condies de temperatura, presso e umidade absoluta dereferncia. Esto normalizadas as seguintes condies atmosfricas:

- temperatura to = 20oC;

- presso bo = 101,3 kPa (1 013 mbar);- umidade absoluta hao = 11 g/m3.

3.30 tenso suportvel especificada (Urw): Tenso de ensaio que a isolao deve suportar em um ensaio normalizadopara assegurar que a isolao atender o critrio de desempenho quando sujeita a uma dada classe de sobretenses, emcondies reais de servio, e para toda a durao de servio. A tenso suportvel especificada tem a forma da tensosuportvel de coordenao e especificada com referncia a todas as condies do ensaio normalizado de tensosuportvel selecionado para verific-la.

3.31 fator de correo atmosfrico (Ka): Fator a ser aplicado tenso suportvel de coordenao para considerar a dife-rena entre as condies atmosfricas mdias em servio e as condies atmosfricas normalizadas de referncia. Aplica-se somente para isolao externa.

3.32 fator de segurana (Ks): Fator geral a ser aplicado tenso suportvel de coordenao, aps a aplicao do fator decorreo atmosfrico (se necessrio), para obter a tenso suportvel especificada considerando todas as outras diferenasentre as condies de servio e aquelas no ensaio normalizado de tenso suportvel.

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3.33 tenso suportvel normalizada (Uw): Valor normalizado de tenso de ensaio aplicado em um ensaio normalizado detenso suportvel, que garante que a isolao est de acordo com um ou mais valores de tenso suportvel especificada.

3.34 fator de converso de ensaio (Kt): Fator aplicado tenso suportvel especificada, no caso onde a tensosuportvel normalizada selecionada com forma de onda diferente, de modo a obter o limite inferior da tenso suportvelnormalizada que possa ser utilizada em um ensaio para comprov-la.

3.35 nvel de isolamento nominal: Conjunto de tenses suportveis normalizadas que caracterizam a suportabilidadedieltrica da isolao.

3.36 nvel de isolamento normalizado: Nvel de isolamento nominal, para o qual as tenses suportveis normalizadasesto associadas a Um, como recomendado nas tabelas 2 e 3.

3.37 ensaio normalizado de tenso suportvel: Ensaio dieltrico realizado em condies especificadas para garantir quea isolao atende uma tenso suportvel normalizada. Esta Norma cobre os seguintes ensaios:

- ensaios de tenso de freqncia fundamental de curta durao;

- ensaios de impulso de manobra;

- ensaios de impulso atmosfrico;

- ensaios de tenso combinada.

NOTAS

1 Informaes mais detalhadas sobre ensaios normalizados de tenso suportvel so dadas na NBR 6936 (ver tambm a tabela 1 para asformas de onda de tenso de ensaio).2 Os ensaios normalizados de tenso suportvel, de impulsos de frente muito rpida, devero ser especificados pelas Comisses deEstudo dos respectivos equipamentos, se necessrios.

4 Procedimento para coordenao do isolamento

4.1 Delineamento geral do procedimento

O procedimento para coordenao do isolamento consiste na seleo de um conjunto de tenses suportveis norma-lizadas que caracterizam a isolao do equipamento dentro do escopo desta Norma. Este procedimento delineado nafigura 1 e suas etapas so descritas em 4.2 a 4.5. A otimizao do procedimento pode requerer reconsiderao de algunsdados de entrada e a repetio de parte do procedimento.

As tenses suportveis normalizadas devem ser selecionadas das listas de tenses apresentadas em 4.6 e 4.7. O conjuntode tenses normalizadas selecionado constitui o nvel de isolamento nominal. Se as tenses suportveis normalizadas sotambm associadas com a mesma tenso Um, de acordo com 4.9, este conjunto constitui o nvel de isolamento nor-malizado.

4.2 Determinao das sobretenses representativas (Urp)As tenses e as sobretenses que solicitam a isolao devem ser determinadas em amplitude, forma e durao por meiode uma anlise do sistema que inclui a seleo e a localizao dos dispositivos de limitao de sobretenso.

Para cada classe de sobretenso esta anlise deve ento determinar a sobretenso representativa levando em consi-derao as caractersticas da isolao.

As sobretenses representativas podem ser caracterizadas por:

a) um valor mximo assumido, oub) um conjunto de valores de crista, ouc) uma distribuio estatstica completa de valores de crista.NOTA 1 - No ltimo caso, pode ser necessrio considerar caractersticas adicionais da forma da sobretenso.

Quando a adoo de um valor mximo assumido for considerado adequado, a sobretenso representativa das vriasclasses deve ser:

a) para tenso contnua de freqncia fundamental: uma tenso de freqncia fundamental com valor eficaz igual tenso mxima do sistema e com durao correspondente vida til do equipamento;

b) para sobretenso temporria: uma tenso de freqncia fundamental normalizada, de curta durao, com um valoreficaz igual ao valor mximo assumido das sobretenses temporrias dividido pela raiz quadrada de dois;

c) para sobretenso de frente lenta: um impulso de manobra normalizado com valor de crista igual ao valor de cristamximo assumido das sobretenses de frente lenta;

d) para sobretenso de frente rpida: um impulso atmosfrico normalizado com valor de crista igual ao valor de cristamximo assumido das sobretenses de frente rpida;

e) para sobretenso de frente muito rpida: as caractersticas para esta classe de sobretenso so especificadas pe-las Comisses de Estudo dos respectivos equipamentos;

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f) para sobretenso fase-fase de frente lenta: um impulso de manobra combinado normalizado, com valor de cristaigual ao valor de crista mximo assumido das sobretenses fase-fase de frente lenta;

NOTA 2 - Uma caracterstica til a relao real, , em servio, entre o valor de crista da componente negativa, U-, e o valor de cristada sobretenso fase-fase mxima assumida, U+ +U- , ou seja:

= U- / (U+ +U-)

g) para sobretenso longitudinal de frente lenta (ou frente rpida): uma tenso combinada, consistindo em um im-pulso de manobra (ou atmosfrico) normalizado e em uma tenso de freqncia fundamental, cada uma com valor decrista igual aos respectivos valores de crista mximos assumidos, e com o instante do valor de crista do impulso coin-cidindo com o da crista da tenso de freqncia fundamental de polaridade oposta.

4.3 Determinao das tenses suportveis de coordenao (Ucw)A determinao das tenses suportveis de coordenao consiste em estabelecer os valores mnimos das tenses supor-tveis da isolao que atendem o critrio de desempenho, quando a isolao sujeita s sobretenses representativas sobcondies de servio.

As tenses suportveis de coordenao da isolao tm a forma das sobretenses representativas da respectiva classe eseus valores so obtidos pela multiplicao dos valores das sobretenses representativas por um fator de coordenao. Ovalor do fator de coordenao depende da exatido na obteno das sobretenses representativas e de uma avaliao em-prica, ou estatstica, da distribuio das sobretenses e das caractersticas da isolao.

As tenses suportveis de coordenao podem ser determinadas como tenses suportveis assumidas convencionais outenses suportveis estatsticas. Isto afeta o procedimento de determinao e os valores do fator de coordenao.

As simulaes das sobretenses em combinao com a avaliao simultnea do risco de falha, usando as caractersticasda isolao pertinentes, permitem a determinao direta das tenses suportveis de coordenao estatsticas sem o passointermedirio de determinao das sobretenses representativas.

4.4 Determinao das tenses suportveis especificadas (Urw)A determinao das tenses suportveis especificadas da isolao consiste em converter as tenses suportveis decoordenao s condies de ensaio normalizadas apropriadas. Isto obtido pela multiplicao das tenses suportveis decoordenao por fatores que compensam as diferenas entre as condies reais de servio da isolao e aquelas dos en-saios normalizados de tenso suportvel.

Os fatores a serem aplicados devem compensar:

- as diferenas na montagem do equipamento;

- a disperso da qualidade do produto;

- a qualidade da instalao;

- o envelhecimento da isolao durante a vida til prevista;

- outras influncias desconhecidas.

Se, entretanto, estes fatores no puderem ser avaliados individualmente, um fator de segurana geral, derivado da expe-rincia, deve ser adotado.

Para isolao externa, somente, um fator adicional deve ser aplicado para levar em conta as diferenas entre as condiesatmosfricas normalizadas e aquelas esperadas em servio.

4.5 Seleo do nvel de isolamento nominal

A seleo do nvel de isolamento nominal consiste na seleo do conjunto mais econmico de tenses suportveis nor-malizadas (Uw) da isolao suficientes para garantir que todas as tenses suportveis especificadas so atendidas.A tenso suportvel contnua de freqncia fundamental da isolao, ou seja, a tenso mxima do equipamento, entoescolhida como o valor normalizado (Um) mais prximo, igual ou maior que a tenso suportvel contnua de freqncia fun-damental especificada.

A normalizao dos ensaios, bem como a seleo das respectivas tenses de ensaio, para garantir a observncia a Um, realizada pelas respectivas Comisses de Estudo de equipamentos (por exemplo: ensaios de poluio ou ensaios de ten-so de incio de descargas parciais).As tenses suportveis a serem utilizadas nos ensaios para garantir que as tenses suportveis especificadas temporrias,de frente lenta ou de frente rpida, sejam atendidas para isolao fase-terra, fase-fase e longitudinal, podem serselecionadas com a mesma forma de onda que a tenso suportvel especificada, ou com uma forma de onda diferenteexplorando, para o caso desta ltima, as caractersticas intrnsecas da isolao.

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O valor da tenso suportvel1) ento selecionado da lista de tenses suportveis normalizadas relacionadas em 4.6 e 4.7,como o valor mais prximo igual ou maior que:

- a tenso suportvel especificada, no caso da mesma forma de onda;- a tenso suportvel especificada, multiplicada pelo fator de converso do ensaio pertinente, no caso de forma deonda diferente.

NOTA - Isto pode permitir a adoo de uma nica tenso suportvel normalizada para garantir o atendimento a mais de uma tensosuportvel especificada, dando assim a possibilidade de reduzir o nmero de tenses suportveis normalizadas que poderiam definir umnvel de isolamento nominal (ver 4.9, por exemplo).4.6 Lista de tenses suportveis normalizadas de freqncia fundamental de curta durao

Os seguintes valores eficazes de tenso, expressos em quilovolts, so normalizados:42) 10 20 28 342) 38 50 70 95

140 1502) 185 230 275 325 360 395 460

4.7 Lista de tenses suportveis normalizadas de impulsoOs seguintes valores de crista de tenso, expressos em quilovolts, so normalizados:

20 302) 40 60 75 95 1102) 125 145 170 2002)

250 325 3502) 3802) 450 550 650 750 850 950 1 050

1 175 1 300 1 425 1 550 1 675 1 800 1 950 2 100 2 250 2 400

4.8 Faixas para a tenso mxima do equipamentoAs tenses mximas do equipamento normalizadas so divididas em duas faixas:

Faixa 1: Acima de 1 kV at 245 kV, inclusive. Esta faixa cobre tanto sistemas de transmisso como de distribuio. Osdiferentes aspectos operacionais, entretanto, devero ser levados em considerao na seleo do nvel de isolamentonominal do equipamento.Faixa 2: Acima de 245 kV. Esta faixa cobre principalmente sistemas de transmisso.

4.9 Seleo dos nveis de isolamento normalizadosA associao das tenses suportveis normalizadas com a tenso mxima do equipamento tem sido normalizada para sebeneficiar da experincia obtida com a operao dos sistemas projetados de acordo com as normas brasileiras aplicveis epara melhor enfatizar a padronizao.As tenses suportveis normalizadas so associadas com a tenso mxima do equipamento de acordo com a tabela 2,para a faixa 1, e de acordo com a tabela 3, para a faixa 2. As associaes obtidas com a conexo das tenses suportveisnormalizadas de todas as colunas, sem cruzar as linhas horizontais marcadas, so definidas como nveis de isolamentonormalizados.NOTAS

1 Em alguns pases outros valores de Um e de tenses suportveis esto ainda em uso para a faixa 1. A tabela A.1 do anexo A relacionaestes valores, bem como as respectivas associaes que, entretanto, no constituem nveis de isolamento normalizados.

2 Se, para ensaio de tenso suportvel de impulso de manobra, a Comisso de Estudo de um determinado equipamento especificar umacomponente positiva mais baixa que a componente negativa, a tenso suportvel especificada da isolao externa no garantida, amenos que um fator de converso de ensaio adequado seja introduzido.Alm disso, as seguintes associaes so normalizadas para isolao fase-fase e longitudinal:

a) para isolao fase-fase, faixa 1, as tenses suportveis normalizadas fase-fase de freqncia fundamental de curtadurao e de impulso atmosfrico so iguais s respectivas tenses suportveis fase-terra (ver tabela 2). Os valoresentre parnteses, entretanto, podem ser insuficientes para garantir que as tenses suportveis especificadas sejamobtidas e ensaios adicionais de tenso suportvel fase-fase podem ser necessrios;

b) para isolao fase-fase, faixa 2, a tenso suportvel normalizada fase-fase de impulso atmosfrico igual tensosuportvel fase-terra de impulso atmosfrico (ver tabela 3);c) para isolao longitudinal, faixa 1, as tenses suportveis normalizadas de freqncia fundamental de curta duraoe de impulso atmosfrico so iguais s respectivas tenses suportveis fase-terra (ver tabela 2);d) para isolao longitudinal, faixa 2, a componente de impulso de manobra normalizada, da tenso suportvelcombinada, dada na tabela 3, enquanto que o valor de crista da componente de freqncia fundamental depolaridade oposta dada por 3/2Um . A componente de impulso atmosfrico normalizada da tenso suportvelcombinada igual respectiva tenso suportvel fase-terra (ver tabela 3), enquanto que o valor de crista dacomponente de freqncia fundamental de polaridade oposta dada por 0,7 3/2mU .

________________

1) A seleo da tenso suportvel normalizada para garantir o atendimento tenso suportvel de frente muito rpida especificada deve serconsiderada pelas respectivas Comisses de Estudo de equipamentos.2) Indica valores no constantes na IEC 60071-1.

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Mais de uma associao preferencial prevista para a maioria das tenses mximas do equipamento para permitir a apli-cao de diferentes critrios de desempenho ou formas de sobretenso.Para as associaes preferenciais somente duas tenses suportveis normalizadas so suficientes para definir o nvel deisolamento normalizado do equipamento:

- para equipamento na faixa 1:

a) a tenso suportvel normalizada de impulso atmosfrico, eb) a tenso suportvel normalizada de freqncia fundamental de curta durao;

- para equipamento na faixa 2:

a) a tenso suportvel normalizada de impulso de manobra, eb) a tenso suportvel normalizada de impulso atmosfrico.

Se tcnica e economicamente justificadas, outras associaes podem ser adotadas. As recomendaes de 4.2 a 4.8 devemser seguidas em cada caso. O conjunto de tenses suportveis normalizadas resultante ser designado, assim, nvel deisolamento nominal. Exemplos particulares so:

a) para isolao externa, para valores de Um situados na parte alta da faixa 1, pode ser mais econmico especificar atenso suportvel normalizada de impulso de manobra ao invs da tenso suportvel normalizada de freqncia fun-damental de curta durao;b) para isolao interna, na faixa 2, altas sobretenses temporrias podem requerer a especificao de tensosuportvel normalizada de freqncia fundamental de curta durao.

5 Requisitos para ensaios normalizados de tenso suportvel5.1 Requisitos geraisEnsaios normalizados de tenso suportvel so executados para demonstrar, com confiana adequada, que a tensosuportvel real da isolao no menor do que a tenso suportvel especificada correspondente. As tenses aplicadas nosensaios normalizados de tenso suportvel so tenses suportveis normalizadas, a menos que especificadodiferentemente pelas respectivas Comisses de Estudo de equipamentos.

Em geral, ensaios de tenso suportvel consistem em ensaios a seco, executados em uma condio padro (com o arranjodo ensaio especificado pelas respectivas Comisses de Estudo de equipamentos e sob condies atmosfricasnormalizadas de referncia). Para isolao externa no protegida das intempries, entretanto, os ensaios normalizados detenso suportvel de freqncia fundamental de curta durao e de impulso de manobra consistem em ensaios sob chuvaexecutados sob as condies especificadas na NBR 6936.Durante ensaios sob chuva, esta ser aplicada simultaneamente no ar e na superfcie da isolao sob tenso.Se as condies atmosfricas no laboratrio de ensaio diferirem das condies normalizadas, as tenses de ensaiodevero ser corrigidas de acordo com a NBR 6936. Todas as tenses suportveis de impulso devero ser verificadas paraambas as polaridades, a menos que as respectivas Comisses de Estudo de equipamentos especifiquem uma polaridadeapenas.

Quando for demonstrado que uma condio (a seco ou sob chuva) ou uma polaridade ou a combinao destas produz amenor tenso suportvel, ento suficiente verificar a tenso suportvel para esta condio particular.As falhas na isolao que ocorrerem durante o ensaio so a base para a aceitao ou rejeio da amostra sob ensaio. AsComisses de Estudo responsveis pela normalizao dos equipamentos e dos ensaios eltricos definiro a ocorrncia deuma falha e o mtodo para detect-la.

Quando a tenso suportvel normalizada da isolao fase-fase (ou longitudinal) for igual da isolao fase-terra, recomendado que ensaios da isolao fase-fase (ou longitudinal) e ensaios da isolao fase-terra sejam executadossimultaneamente, pela conexo de um dos dois terminais de fase para a terra.

5.2 Ensaios normalizados de tenso suportvel de freqncia fundamental de curta duraoO ensaio normalizado de tenso suportvel de freqncia fundamental de curta durao consiste em uma aplicao da res-pectiva tenso suportvel normalizada nos terminais da configurao da isolao.A menos que especificado de outra forma pelas respectivas Comisses de Estudo de equipamentos, a isolao considerada como aprovada no ensaio se no ocorrerem descargas disruptivas. Entretanto, se uma descarga disruptivaocorrer na isolao auto-recuperante durante um ensaio sob chuva, o ensaio poder ser repetido mais uma vez e oequipamento ser considerado como aprovado no ensaio se no ocorrer nenhuma outra descarga disruptiva.Quando o ensaio no puder ser executado (como no caso de transformadores com isolao no uniforme), as Comissesde Estudo responsveis pela normalizao desses equipamentos podem especificar freqncias de at algumas centenasde hertz e duraes menores do que 1 min. A menos que justificado de outra maneira, as tenses de ensaio devero ser asmesmas.

5.3 Ensaios normalizados de tenso suportvel de impulso

O ensaio normalizado de tenso suportvel de impulso consiste em um nmero especificado de aplicaes da respectivatenso suportvel normalizada nos terminais da configurao da isolao. Diferentes procedimentos de ensaio podem ser

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selecionados para demonstrar que as tenses suportveis so atendidas com um grau de confiana que a experincia de-monstrou ser aceitvel.O procedimento de ensaio deve ser selecionado pelas Comisses de Estudo de equipamentos entre os seguintes pro-cedimentos de ensaio que so normalizados e totalmente descritos na NBR 6936:

a) ensaio de tenso suportvel de trs impulsos, no qual nenhuma descarga disruptiva ser tolerada;b) ensaio de tenso suportvel de 15 impulsos, no qual so toleradas at duas descargas disruptivas sobre a isolaoauto-recuperante;c) ensaio de tenso suportvel de trs impulsos no qual tolerada uma descarga disruptiva sobre a isolao auto-re-cuperante. Se isso ocorrer, nove impulsos adicionais devero ser aplicados, durante os quais nenhuma descarga dis-ruptiva tolerada;d) ensaio de tenso suportvel pelo mtodo de acrscimos e decrscimos com sete impulsos por nvel, no qual so to-leradas descargas disruptivas sobre a isolao auto-recuperante;e) ensaio de tenso suportvel pelo mtodo de acrscimos e decrscimos com um impulso por nvel, que re-comendado somente se o desvio convencional, z, definido na NBR 6936, conhecido. Os valores sugeridos por essanorma, z = 6% para impulsos de manobra e z = 3% para impulsos atmosfricos, devem ser utilizados se, e somente se,for conhecido que z 6% e z 3%, respectivamente. De outra forma, outros mtodos devem ser utilizados.

Em todos os procedimentos de ensaio descritos acima, nenhuma descarga disruptiva tolerada na isolao no auto-re-cuperante.

Nenhum significado estatstico pode ser dado ao ensaio de tenso suportvel de trs impulsos, no qual nenhuma descargadisruptiva tolerada (Pw assumida como sendo 100%). Seu uso limitado a casos em que a isolao no auto-re-cuperante pode ser danificada por um grande nmero de aplicaes de tenso.Quando da seleo de um ensaio para equipamento no qual existe isolao no auto-recuperante em paralelo com iso-lao auto-recuperante, deve ser considerado seriamente o fato de que, em alguns procedimentos de ensaio, tensesmaiores do que as tenses suportveis nominais podem ser aplicadas e muitas descargas disruptivas podem ocorrer.5.4 Situao alternativa de ensaioQuando for muito dispendioso, muito difcil ou mesmo impossvel executar os ensaios de tenso suportvel em condiesnormalizadas de ensaio, as Comisses de Estudo de equipamentos ou a Comisso de Estudo de Ensaios Eltricos de AltaTenso devero especificar a melhor soluo para comprovar as respectivas tenses suportveis normalizadas. Uma pos-sibilidade executar o ensaio em uma situao alternativa de ensaio.Uma situao alternativa de ensaio consiste em uma ou mais condies de ensaio diferentes das condies de ensaionormalizadas (arranjos de ensaio, valores ou tipos de tenses de ensaios, etc.). necessrio, assim, demonstrar que ascondies fsicas para o desenvolvimento de descargas disruptivas, relativas condio normalizada, no so alteradas.NOTA - Um exemplo tpico o uso de uma nica fonte de tenso para os ensaios da isolao longitudinal, com a base isolada, em vez deum ensaio de tenso combinada. Neste caso, a demonstrao mencionada acima, concernente ao desenvolvimento da descargadisruptiva, uma condio muito restritiva para a aceitao da alternativa.

5.5 Ensaios normalizados de tenso suportvel para isolao fase-fase e longitudinal, para equipamentosna faixa 15.5.1 Ensaios de freqncia fundamental

Para alguns equipamentos com 123 kV Um 245 kV, o isolamento fase-fase (ou longitudinal) pode requerer uma tensosuportvel de freqncia fundamental maior do que a tenso suportvel normalizada de freqncia fundamental fase-terrada tabela 2. Em tais casos o ensaio deve, preferencialmente, ser executado com duas fontes de tenso. Um terminal deveser energizado com a tenso suportvel de freqncia fundamental fase-terra e o outro com a diferena entre a tensosuportvel de freqncia fundamental fase-fase (ou longitudinal) e a tenso suportvel de freqncia fundamental fase-terra. O terminal de terra deve ser aterrado.

Alternativamente o ensaio pode ser executado:a) com duas fontes de tenso de freqncia fundamental em oposio de fases, cada uma energizando um terminal defase com a metade da tenso suportvel de freqncia fundamental da isolao fase-fase (ou longitudinal). O terminalde terra deve ser aterrado;

b) com uma fonte de tenso de freqncia fundamental. No terminal de terra permitida uma tenso para terrasuficiente para evitar descargas disruptivas para a terra ou para o terminal de terra.

NOTA - Se a tenso que o terminal, que est aterrado em servio, assume para a terra durante o ensaio influencia a solicitao eltrica noterminal de fase (como ocorre em isolao longitudinal a gs comprimido com Um 72,5 kV), algumas maneiras para manter esta tensoto prxima quanto possvel diferena entre a tenso de ensaio da isolao fase-fase (ou longitudinal) e aquela da isolao fase-terradevem ser adotadas.

5.5.2 Ensaio de impulso atmosfrico da isolao fase-fase (ou longitudinal)O isolamento fase-fase (ou longitudinal) pode requerer uma tenso suportvel de impulso atmosfrico maior do que atenso suportvel normalizada de impulso atmosfrico fase-terra da tabela 2. Nestes casos, os ensaios pertinentes devemser executados imediatamente aps os ensaios da isolao fase-terra, aumentando a tenso sem alterar o arranjo deensaio. Para avaliar os resultados dos ensaios, os impulsos que causarem descargas disruptivas para a terra so con-siderados no-eventos.

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Quando o nmero de descargas disruptivas para a terra no permite a execuo do ensaio, um ensaio combinado deve seradotado com uma componente do impulso igual tenso suportvel de impulso atmosfrico fase-terra e uma componentede freqncia fundamental com o valor de crista de polaridade oposta igual diferena entre os valores das tensessuportveis de impulso atmosfrico fase-fase (ou longitudinal) e fase-terra. Alternativamente, para a isolao externa, asrespectivas Comisses de Estudo de equipamentos podem especificar que o isolamento fase-terra seja aumentado.5.6 Ensaios normalizados de tenso suportvel para isolao fase-fase e longitudinal, para equipamentos na faixa 2

O ensaio de tenso suportvel combinado deve ser executado de acordo com os seguintes requisitos:

a) a configurao do ensaio deve reproduzir adequadamente a configurao de servio, especialmente com refe-rncia influncia do plano de terra;

b) cada componente da tenso de ensaio deve ter os valores especificados em 4.9;c) o terminal de terra deve ser conectado terra;d) em ensaios fase-fase, o terminal da terceira fase deve ser removido ou aterrado;e) em ensaios de isolao longitudinal, os terminais das outras duas fases devem ser removidos ou aterrados.

O ensaio deve ser repetido para todas as possveis combinaes dos terminais de fase, a menos que seja provado des-necessrio por consideraes de simetria eltrica.

O ensaio de tenso suportvel de impulso atmosfrico da isolao longitudinal de equipamento na faixa 2 tambm garantea suportabilidade a impulso atmosfrico fase-terra na posio aberta.

Na avaliao dos resultados dos ensaios qualquer descarga disruptiva contada. Recomendaes mais detalhadas paraos ensaios so dadas pelas respectivas Comisses de Estudo de equipamentos e pela NBR 6936.

Para aplicaes especiais, as respectivas Comisses de Estudo de equipamentos podem estender aos equipamentos dafaixa 2 os mesmos procedimentos de ensaio de tenso suportvel de impulso atmosfrico da isolao longitudinal apli-cveis aos equipamentos da faixa 1.

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NOTA - Entre parnteses encontra-se a subseo que define o termo ou a descrio da ao.

indica dado de entrada necessrio;

indica ao a ser desenvolvida;

indica resultado obtido.

Figura 1 - Fluxograma para a determinao do nvel de isolamento nominal ou normalizado

_________________

1) Efeitos combinados no fator de coordenao Kc (ver 3.28).2) Efeitos combinados no fator de segurana Ks (ver 3.32).

Origem e classificao das solicitaes de tenso (ver 3.20)Nvel de proteo dos dispositivos limitadores desobretenso (ver 3.24)Caractersticas da isolao

Anlise do sistema (ver 4.2)

Caractersticas da isolaoCritrio de desempenho (ver 3.25)Distribuio estatstica1)

Impreciso dos dados de entrada1)

Fator de correo atmosfrico Ka (ver 3.31)Montagem do ensaio do equipamento2)

Disperso na produo2)

Qualidade da instalao2)

Envelhecimento em servio2)

Outros fatores desconhecidos2)

Requisitos de ensaio (ver seo 5)Fator de converso de ensaio Kt (ver 3.34)Tenses suportveis normalizadas (ver 4.6 e 4.7)Faixas de Um (ver 4.8)

Tenses e sobretensesrepresentativas (ver 3.22)

Seleo do isolamento para atendero critrio de desempenho (ver 4.3)

Tenses suportveis de coordenao,Ucw (ver 3.27)

Aplicao de fatores para consideraras diferenas entre as condies deensaio normalizadas e as condiesreais de servio (ver 4.4)

Tenses suportveis especificadas,Urw (ver 3.30)

Nveis de isolamento nominais ou normalizados: conjunto de Uw (ver 3.35 e 3.36)

Seleo das tenses suportveisnormalizadas, Uw (ver 4.5 e 4.9)

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Tabe

la1

-Cl

asse

se

form

asda

sso

licita

es

dete

ns

o

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Tabela 2 - Nveis de isolamento normalizados para a faixa 1 (1 kV < Um 245 kV)

Tenso mxima do equipamentoUm

[kVeficaz]

Tenso suportvel normalizada defreqncia fundamental de curta

durao[kVeficaz]

Tenso suportvel normalizada deimpulso atmosfrico

[kVcrista]0,6* (nota 1) 4*) -

1,2*) 10 30*)

3,6 10 2040

7,2 20 4060

12 28607595

15*) 34*) 95110*)

17,5 38 7595

24 5095

125145

36 70145170

200*)

52 95 250

72,5 140 325350*)

92,4*) 150*) 380*)

185 450123 (185) 450

230 550145 (185) (450)

230 550275 650

170 (230) (550)275 650325 750

245 (275) (650)(325) (750)360 850395 950460 1 050

NOTAS1 O nvel de isolamento correspondente Um = 0,6 kV s aplicvel a secundrio de transformador, cujo primrio tem Umsuperior a 1 kV.2 Se os valores entre parnteses forem considerados insuficientes para provar que as tenses suportveis fase-faseespecificadas so satisfeitas, ensaios adicionais de suportabilidade fase-fase so necessrios.*

) Indica valores no constantes na IEC 60071-1.

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Tabela 3 - Nveis de isolamento normalizados para a faixa 2 (Um > 245 kV)

Tenso suportvel normalizada de impulso de manobraTenso mxima do

equipamentoUm

[kVeficaz]

Isolao longitudinal(nota 1)

[kVcrista]

Fase-terra

[kVcrista]

Fase-fase (relaopara o valor de

crista fase-terra)

Tenso suportvelnormalizada de

impulsoatmosfrico

[kVcrista]

300 750 750 1,50 850950

750 850 1,50 9501 050

362 850 850 1,50 9501 050

850 950 1,50 1 0501 175

420 850 850 1,60 1 0501 175

950 950 1,50 1 1751 300

420/460*) 950 1 050 1,50 1 3001 425

525 950 950 1,70 1 1751 300

525/550*) 950 1 050 1,60 1 3001 425

950 1 175 1,50 1 4251 550

550*) 950 1 300 1,50 1 5501 675

765 1 175 1 300 1,70 1 6751 800

765/800*) 1 175 1 425 1,70 1 8001 950

1 175 1 550 1,60 1 9502 100NOTAS1 Valor da componente do impulso do ensaio combinado aplicvel.2 A introduo de Um 1 050 kV e 1 200 kV e das tenses suportveis associadas esto sob considerao.*) Indica valores no constantes na IEC 60071-1.

________________

/ANEXO A

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Anexo A (informativo)Nveis de isolamento nominais na faixa de tenses 1 kV < Um < 245 kV, para tenses mximas do equipamento no

normalizadas pela IEC, baseados na prtica usual em alguns pases

Tenso mxima do equipamentoUm

[kVeficaz]

Tenso suportvel normalizada defreqncia fundamental de curta

durao[kVeficaz]

Tenso suportvel normalizada deimpulso atmosfrico

[kVcrista]

2,75 15304560

5,5 19456075

8,25 27607595

15,5 357585

110

27 5095

125150

30 70 160

38 70125150200

40,5 80 190

48,3 105150200250

82,5 150 380100 150 380

185 450204 275 650

325 750

_______________

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