NBR 8763-1998

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ABNT-AssociaçãoBrasileira deNormas Técnicas

NBR 8763JUN 1998

Capacitores série para sistemas depotência

Palavras-chave: Capacitor. Capacitores série. Capacitor depotência

Origem: Projeto NBR 8763:1997CB-03 - Comitê Brasileiro de EletricidadeCE-03:033.02 - Comissão de Estudo de Capacitores Série para Sistemas dePotênciaNBR 8763 - Series capacitors for power systemsDescriptors: Capacitor. Serie capacitors. Power capacitorEsta Norma foi baseada na IEC 143:1992Esta Norma substitui a NBR 8763:1985Válida a partir de 30.07.1998

25 páginas

SumárioPrefácio1 Objetivo2 Referências normativas3 Definições4 Requisitos gerais5 Requisitos específicos6 Ensaios7 Guia para seleção das características nominais,instalação e operaçãoANEXOSA Requisitos de ensaio e guia de aplicação para fusíveisexternos e unidades para atuarem externamente comofusíveis em capacitores sérieB Alguns exemplos de diagramas de conexão de fase debancos ou segmentosC Precauções para evitar a poluição ambiental atravésde bifenilas policloradas (PCB)

Prefácio

A ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas - é oFórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras,cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasi-leiros (CB) e dos Organismos de Normalização Setorial(ONS), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE),formadas por representantes dos setores envolvidos,delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros(universidades, laboratórios e outros).

Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no âmbitodos CB e ONS, circulam para Votação Nacional entre osassociados da ABNT e demais interessados.

O anexo A tem caráter normativo e os anexos B e C têmcaráter informativo.

1 Objetivo

O objetivo desta Norma é:

- formular requisitos padrões relativos às caracterís-ticas nominais, ensaios e desempenho;

- formular regras de segurança específicas;

- fornecer instruções para instalação e operação.

Esta Norma se aplica a bancos de capacitores e unidadescapacitivas utilizadas em instalação em série, com linhaem corrente alternada de transmissão ou distribuição, oucircuitos que fazem parte de sistemas de potência emcorrente alternada cuja freqüência seja de 15 Hz a 60 Hz.Bancos e unidades capacitivas em série geralmente sãoutilizados para sistemas de potência de alta tensão. EstaNorma se aplica para qualquer tensão.

NOTAS

1 Requisitos adicionais para capacitores a serem protegidospor fusíveis internos, bem como os requisitos para os fusíveisinternos, são encontrados na NBR 8603.

2 Requisitos adicionais para capacitores a serem protegidospor fusíveis externos, bem como os requisitos para os fusíveisexternos, são encontrados no anexo A.

Licença de uso exclusiva para Petrobrás S.A.


2 NBR 8763:1998

3 Esta Norma não se aplica a capacitores de alta tensão consti-tuídos de elementos dielétricos metalizados do tipo auto-regeneráveis.

4 Os seguintes capacitores, ainda que instalados em série noscircuitos, são excluídos desta Norma:

a) capacitores para instalações de aquecimento indutivo;

b) capacitores para motores e similares;

c) capacitores para circuitos eletrônicos de potência;

d) capacitores para lâmpadas de descarga.

2 Referências normativas

As normas relacionadas a seguir contêm disposições que,ao serem citadas neste texto, constituem prescrições paraesta Norma. As edições indicadas estavam em vigor nomomento desta publicação. Como toda norma está sujeitaa revisão, recomenda-se àqueles que realizam acordoscom base nesta que verifiquem a conveniência de seusarem as edições mais recentes das normas citadas aseguir. A ABNT possui a informação das normas em vigorem um dado momento.

NBR 5282:1998 - Capacitores de potência em deri-vação para sistema de tensão nominal acima de1 000 V - Especificação

NBR 5469:1986 - Capacitores - Terminologia

NBR 6936:1992 - Técnicas de ensaios elétricos dealta tensão - Procedimento

NBR 6939:1987 - Coordenação de isolamento - Pro-cedimento

NBR 8371:1997 - Ascarel para transformadores ecapacitores - Características e riscos

NBR 8603:1998 - Fusíveis internos para capacitoresde potência - Requisitos de desempenho e ensaios

IEC 549:1976 - High-voltage fuses for the externalprotection of shunt power capacitor

IEC 815:1986 - Guide for the selection of insulatorsin respect of polluted conditions

IEC 996:1989 - Method for verifying accuracy of tandelta measurements applicable to capacitors

3 Definições

Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as definiçõesde 3.1 a 3.27, complementadas pelas contidas naNBR 5469.

NOTA - Nesta Norma, o termo “capacitor” é utilizado quandonão é necessário diferenciar o significado dos termos unidadecapacitiva, segmento ou fase do banco.

3.1 elemento capacitivo (ou elemento): Parte indivisívelde um capacitor de potência, consistindo em placas sepa-radas por um dielétrico.

3.2 unidade capacitiva (ou unidade): Conjunto de um oumais elementos capacitivos montados em uma só caixacom terminais acessíveis.

3.3 fase de um banco de capacitores série (ou fase dobanco): Conjunto de unidades capacitivas conectadasem uma mesma fase tal que atuem em conjunto com o(s)sistema(s) de proteção para estas unidades (ver figu-ra 1).

3.4 segmento (de um banco de capacitor série): Partede uma fase de um banco de capacitores série constituídade grupos de unidades capacitivas, ligadas em série eparalelo, e de dispositivos de proteção e controle, emmontagem sobre plataforma isolada da terra (ver figu-ra 1).

NOTA - Um banco pode ser constituído de um ou mais segmentospor fase, em função da tensão nominal do banco e das caracte-rísticas dos dispositivos de proteção.

3.5 banco de capacitores série (ou banco): As três fasesdo banco operadas em comum (ver figura 1).

3.6 módulo (de um capacitor série): Uma parte chaveáveldo banco de capacitores série constituído de idênticossegmentos em cada fase (ver figura 1). Além dissotambém é equipado para uma operação em comum dodispositivo de by-pass (ver anexo B), em cada um dossegmentos.

NOTA - Se serviços de manutenção forem necessários no(s)segmentos de um módulo curto-circuitado quando o(s) mó-dulos(s) restantes do banco permanecem em operação, dispo-sitivos isoladores em série, e outros requisitos de segurançapessoal, são também necessários para os segmentos.

3.7 instalação do banco de capacitores: Instalação deum banco de capacitor série e seus acessórios.

3.8 dispositivo de proteção contra sobretensões (dobanco de capacitores série): Dispositivo elétrico de açãorápida que limita a tensão instantânea entre os terminaisde um banco de capacitores série, ou de um de seus seg-mentos, a um valor permissível, quando ocorrem curtos-circuitos ou outras perturbações no sistema.

3.9 dispositivo de descarga (do capacitor): Dispositivoconectado entre os terminais do capacitor, ou instaladointernamente nele, visando reduzir a tensão residual docapacitor efetivamente a zero, após o capacitor ter sidodesconectado da fonte de alimentação. Detalhes dodimensionamento do dispositivo serão objeto de acordoentre fabricante e comprador.

3.10 fusível interno (de um capacitor): Fusível conectadointernamente à unidade capacitiva, em série com umelemento ou grupo de elementos capacitivos.

3.11 fusível externo: Fusível conectado em série comuma unidade capacitiva ou grupo de unidades em para-lelo.

3.12 terminais de linha: Terminais destinados a seremligados às fases do circuito externo.

3.13 capacitância nominal (de um capacitor) (Cn): Valorda capacitância para o qual o capacitor foi projetado.

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3.14 corrente nominal (de um capacitor) (In): Valor eficazda corrente que percorre um terminal de linha, a qualcorresponde à potência nominal, quando é aplicada aocapacitor a sua tensão nominal sob freqüência nominal.

3.15 freqüência nominal (fn): Freqüência para a qualum capacitor é projetado para funcionar.

3.16 tensão nominal (de um capacitor) (Un): Valor eficazda tensão senoidal entre terminais para o qual o capacitoré projetado.

3.17 potência nominal (Qn): Potência reativa sob tensão,freqüência e capacitância nominais para a qual o capacitoré projetado.

3.18 perdas do capacitor: Potência ativa dissipada pelocapacitor.

NOTAS

1 Todas as perdas deverão ser incluídas:

a) para a unidade: perdas do dielétrico, dos fusíveis inter-nos, dos dispositivos de descarga, das conexões inter-nas, etc.;

b) para o banco: perdas das unidades, dos fusíveis exter-nos, dos reatores de amortecimento, etc.

2 Perdas também podem ser geradas por equipamentos auxi-liares para aquecimento de disjuntores, painéis, etc.

3 As perdas dos capacitores podem ser recalculadas como re-sistência série equivalente para o capacitor.

4 Na avaliação de perdas, é recomendado usar o valor dasperdas à temperatura média ambiente ou usar as perdas comtemperaturas ambiente diferentes e calcular seus valoresmédios. Capacitores série usualmente operam com um valormédio de potência bem abaixo da nominal, o que deverá serconsiderado na avaliação.

3.19 tangente do ângulo de perdas (tg δδδδδ) ou fator deperdas (de um capacitor): Relação entre a resistênciasérie equivalente e a reatância capacitiva do capacitor àtensão e freqüência alternada senoidal especificada.

NOTA - A tangente do ângulo de perdas (tg δ) também pode serexpressa, em regime permanente, pela razão entre a potênciaativa dissipada e o valor absoluto da potência reativa do capacitor.

3.20 tensão limite (Ulim): Valor máximo instantâneo detensão, dividido por, entre os terminais de um capaci-tor, que ocorre imediatamente antes ou durante a opera-ção do dispositivo de proteção contra sobretensões deum banco de capacitores série ou de um de seus seg-mentos.

(1) Conjunto de unidades capacitivas(2) a (12) Equipamento de proteção principal(13) Seccionador de by-pass(14) Seccionador série

Figura 1 - Definições de um banco de capacitores série

2



4 NBR 8763:1998

3.21 tensão máxima do sistema elétrico: Máxima tensãoeficaz de linha que ocorre sob condições normais de ope-ração, em qualquer tempo e em qualquer ponto do sis-tema, excluindo-se tensões transitórias (manobras dosistema) e variações de tensões temporárias devido àscondições anormais do sistema (faltas ou desconexãorepentina de grandes cargas).

3.22 tensão máxima do equipamento (Um): Máximatensão eficaz de linha para a qual os equipamentos foramprojetados, considerando sua isolação, bem como outrascaracterísticas especificadas para esta tensão em suasrespectivas normas. Esta tensão é o valor eficaz da maiortensão do sistema, para a qual o equipamento é projetado.

3.23 nível de isolamento (Ui): Combinação dos valoresde tensão suportável nominal, para os ensaios de fre-qüência industrial ou impulso de manobra e impulsoatmosférico, que caracteriza a isolação do capacitor comrelação à sua capacidade de suportabilidade de rigidezdielétrica entre os terminais e a terra, entre fases e entreterminais e partes metálicas que não estejam no potencialda terra.

3.24 temperatura do ar ambiente: Temperatura do ar,no local onde se pretende instalar o capacitor.

3.25 temperatura do ar de resfriamento: Temperaturado ar medida no ponto mais quente da fase do banco, emregime permanente, no ponto médio entre duas unidades.Se existir somente uma unidade, esta temperatura é me-dida em um ponto, a aproximadamente a 0,1 m da caixado capacitor e a 2/3 da sua altura a partir da base.

3.26 condição térmica em regime permanente: Equi-líbrio térmico atingido pelo capacitor na potência e tem-peratura do ar ambiente constante.

3.27 tensão residual: Tensão remanescente entre os ter-minais do capacitor, em um dado tempo após o seu des-ligamento (desligamento da fonte).

4 Requisitos gerais

Esta Norma fornece requisitos para capacitores a seremutilizados nas seguintes condições:

4.1 Condições normais de funcionamento

4.1.1 Altitude

Não excedendo 1 000 m.

4.1.2 Categorias de temperatura ambiente

Os capacitores são classificados em categorias detemperatura designadas por um número seguido de umaletra. O número representa a menor temperatura do arambiente na qual o capacitor pode trabalhar. A letra re-presenta o limite superior da variação da temperatura,tendo como valor máximo o especificado na tabela 1.

As categorias de temperatura cobrem toda a variação detemperatura de - 50°C a + 55°C.

A menor temperatura ambiente na qual o capacitor podetrabalhar deve ser escolhida entre os cinco valores se-guintes: + 5°C, - 5°C e - 25°C, - 40°C e - 50°C.

Qualquer combinação de valores mínimos e máximospode ser escolhida para a categoria de temperaturapadrão do capacitor, por exemplo - 40/A ou - 5/C.

A tabela 1 se baseia nas condições de serviço em que ocapacitor instalado externamente não influencia a tem-peratura ambiente. Se o capacitor influenciar ou alterar atemperatura ambiente e/ou a ventilação, a escolha docapacitor deve ser tal que os limites da tabela 1 sejammantidos. A temperatura do ar de resfriamento nas ins-talações não deve exceder mais do que 5°C os limites detemperatura da tabela 1.

NOTA - Os valores de temperatura, conforme a tabela 1, podemser encontrados em tabelas meteorológicas de temperatura dolocal da instalação.

4.2 Condições especiais de funcionamento

A menos que seja acordado entre o fabricante e o com-prador, esta Norma não se aplica a capacitores cujascondições de serviço sejam incompatíveis com os requi-sitos desta Norma.

Tabela 1 - Limites superiores das faixas da variação da temperatura

Temperatura ambiente °C

LetraMaior média no período de:

24 h 1 ano

A 40 30 20

B 45 35 25

C 50 40 30

D 55 45 35

Máxima

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5 Requisitos específicos

5.1 Tensões de ensaio

5.1.1 Valores normalizados

As tensões de ensaio para as unidades capacitivas epara os bancos de capacitores devem ser escolhidas apartir dos valores normalizados prescritos na NBR 6939.

Os valores normalizados para a tensão máxima do equi-pamento são divididos em três faixas que são apresenta-das em 5.1.1.1 a 5.1.1.3.

5.1.1.1 Faixa A (tensões inferiores a 36,2 kV)

A escolha dos valores das tensões de ensaio deve serfeita levando-se em consideração as informações dadasna NBR 6939 e na tabela 2.

Tabela 2 - Níveis de isolamento padrão fase-terra e fase-fase para Um < 36,2 kV - Série II

Tensão máxima do Tensão suportável de impulso atmosférico Tensão suportável nominal à equipamento freqüência nominal

(Um) kV (valor de crista) kV (valor eficaz)

kV (valor eficaz)

40

7,2 20

60

95

15 34

110

125

24,2 50

150

36,2 170 70

200

5.1.1.2 Faixa B (72,5 kV ≤≤≤≤≤ Um ≤≤≤≤≤ 242 kV)

Os valores da NBR 6939 são dados na tabela 3. A tabelaassocia um ou mais níveis de isolamento recomendadospara cada valor normalizado de tensão máxima do equi-pamento. Não podem ser empregados valores interme-diários.

Podem existir, no mesmo sistema, vários níveis de iso-lamento adequados às instalações situadas em diferenteslocalizações ou a vários equipamentos situados na mes-ma instalação. Para a seleção do isolamento dado pelonível em relação às condições específicas da instalação,ver a NBR 6939.

5.1.1.3 Faixa C (tensões de 362 kV e acima)

Os valores da NBR 6939 são dados na tabela 4. A tabelaassocia dois ou mais níveis de isolamento recomendados

para cada valor normalizado de tensão máxima do equi-pamento. Não podem ser empregados valores inter-mediários.

Podem existir, no mesmo sistema, vários níveis de isola-mento adequados às instalações situadas em diferenteslocalizações ou a vários equipamentos situados na mes-ma instalação. Para a seleção do isolamento dado pelonível em relação às condições específicas da instalação,ver a NBR 6939.

O comprador deve especificar quais os valores alterna-tivos de tensão de ensaio das tabelas 2 a 4 a serem apli-cados.



6 NBR 8763:1998

NOTA - As tensões de fase-fase entres parênteses devem ser evitadas. Podem ser utilizadas mediante acordo entre fabricante e comprador.

Tensão máxima para Tensão suportável a impulso atmosférico Tensão suportável de curta equipamentos (Um) kV (valor de crista) duração à freqüência industrial

kV (valor de crista) kV (valor eficaz)

Fase-terra Fase-terra Fase-terra

362 850 1 300 950

950 1 425 1 050

1 175

460 1050 1 550 1 300

1050 1 675 1 425

550 1175 1 800 1 550

1300 2 250 1 675

1425 2 400 1 800

800 1550 2 550 1 950

2 100

Tabela 3 - Níveis de isolamento padrão para as tensões de 72,5 kV ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ Um ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 242 kV

Tensão máxima para Tensão suportável a impulso atmosférico Tensão suportável de curta duração equipamentos (Um) kV (valor de crista) à freqüência industrial

kV (valor eficaz) kV (valor eficaz)

Fase-terra Fase-fase Fase-terra Fase-fase

72,5 350 350 140 140

92,4 380 380 150 150

450 450 185 185

450 (450) 185 230

145 550 550 230 230

650 650 275 275

750 (750) 325 360

242 850 850 360 360

950 950 395 395

Tabela 4 - Níveis de isolamento padrão para Um ≥ ≥ ≥ ≥ ≥ 362 kV

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5.1.2 Tensões de ensaio de unidades capacitivas

5.1.2.1 Unidades com a caixa aterrada

As unidades capacitivas contendo caixa conectada à terradevem possuir nível de isolamento de acordo com a ta-bela 2.

5.1.2.2 Unidades com a caixa isolada da terra

Estas condições aplicam-se às unidades montadas sobreplataformas isoladas.

A tensão de ensaio à freqüência industrial do isolamentopara a caixa deve ser calculada de acordo com a seguinteequação:

Ut = 1,2 x n x Ulim (1)

sendo que Ut não pode ser menor que 2,15 x n xUn, ondeUt é a tensão de ensaio à freqüência industrial, Ulim é atensão limite da unidade capacitiva, Un a tensão nominalda unidade capacitiva e n é o número de unidades capa-citivas em série montadas em plataformas isoladas confor-me a tabela 2 da NBR 5282.

5.1.3 Isolamento para a terra e entre fases (bancosmonofásicos)

As tensões de ensaio devem ser escolhidas entre osvalores normalizados de acordo com 5.1.1.

5.1.4 Isolamento através da fase (banco monofásico)

Cada isolamento através de segmentos de um bancomonofásico deve ter as tensões de ensaio determinadasde acordo com a expressão (1) de 5.1.2.2. Todavia, nestecaso, n corresponde ao número de unidades associadasdispostas através deste isolamento.

NOTA - Para o circuito de amortecimento e para o isolamentoconectado em paralelo com o mesmo, a tensão de ensaio à fre-qüência industrial deve ser escolhida para 1,2/ vezes a ten-são instantânea que aparece através do circuito de amorte-cimento quando opera o dispositivo limitador de tensão (conforme7.6 e 7.7).

5.2 Distância de escoamento

As recomendações contidas na IEC 815 são aplicáveis.O comprador deve especificar o nível de poluição ou con-siderar a distância de escoamento mínima específica. Osvalores para distância de escoamento específica sãobaseados na tensão máxima do equipamento (verIEC 815, subseção 1.3.23).

a) distância de escoamento para a terra e entre fases:devem ser usados os requisitos da IEC 815;

b) distância de escoamento no interior do bancomonofásico ou segmento: a tensão nominal atravésde cada distância de escoamento individual deveser multiplicada por 1,2 . O valor obtido forma umauma tensão máxima do equipamento “equivalente”,que deve ser multiplicada pelo valor selecionadopara a distância de escoamento específica para obtera distância mínima de escoamento requerida.

O fator 1,2 deixa folga para as sobretensões causadaspelas sobrecorrentes permissíveis, de acordo com 5.7.

Se qualquer das sobrecorrentes de 5.7 for aumentada, ofator 1,2 deve ser aumentado linearmente para a sobrecor-rente de 5.7 que tiver aumentado mais.

Estes isoladores, que sob condições normais de operaçãoestão expostos a uma tensão muito baixa, mas que estãosujeitos a altas tensões durante a operação do dispositivolimitador de tensão, devem ser selecionados unicamentepelos requisitos de tensão de ensaio.

5.3 Correntes de serviço

Um banco de capacitor série deve ser adequado paraoperar em correntes não superiores a 1,5 vez a correnteIn, e conforme as seguintes condições:

a) pela definição de 7.2.1, a sobrecorrente não deveexceder:

- 1,10 In por 8 h em um período de 12 h;

- 1,35 In por 30 min em um período de 6 h;

- 1,50 In por 10 min em um período de 2 h;

b) a potência média do banco de capacitor durantequalquer período de serviço de 24 h não deve excedera potência nominal.

NOTA - Os valores correspondem a requisitos mínimos de sobre-carga. Para certas configurações de rede, por exemplo, paralinhas operando em paralelo, os requisitos podem ser mudados.Em tais casos, os valores devem ser usados ao selecionar acorrente nominal conforme 7.2.1.

5.4 Sobretensões transitórias

Os capacitores série devem ser adequados para repetidasoperações em sobretensões transitórias com o valor ins-tantâneo possível de Ulim, que pode ocorrer atravésdos dos dos terminais do capacitor, conforme 5.9.1. Estamagnitude de sobretensão esperada deve ser objeto deacordo entre fabricante e comprador. O comprador devefornecer a taxa de repetição estimada.

5.5 Dispositivos de descarga

Cada unidade capacitiva ou grupo de unidades paralelasdeve ser provido de um dispositivo para descarregar atensão conforme especificado na NBR 5282 para umatensão residual igual ou inferior e tempos máximos espe-cificados.

Não deve existir nenhuma chave fusível ou qualquer outrodispositivo isolante entre as unidades capacitivas e o dis-positivo de descarga.

Os circuitos de descarga devem ter capacidades ade-quadas para condução de corrente e absorção de energiapara descarregar o capacitor de um nível de tensão iguala Ulim e para religamento automático de linha e dobanco de capacitor série.

O dispositivo de descarga não é um substituto para aoperação de curto-circuitar os terminais do capacitor àterra antes de sua entrada em serviço.

NOTAS

1 Condições de operação acima da tensão nominal podem cau-sar uma tensão superior à especificada.

3

2

2

2



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indicado por dois números separados por uma barra;o primeiro indica o valor da tensão suportável nominalà freqüência nominal em quilovolts (eficaz) e o se-gundo indica o valor da tensão suportável de impulsoatmosférico em quilovolts (crista); por exemplo:34/110);

m) fusíveis internos, se incluídos, devem ser indicadospor escrito ou pelo símbolo: , ou pela re-sistência nominal em quiloohms ou megaohms;

n) tensão limite Ulim em volts ou quilovolts e tipo dodispositivo limitador de tensão (ver 7.6.2), porexemplo 9 kV (k);

o) substância química ou nome comercial do líquidode impregnação; esta indicação pode constar alterna-tivamente na placa de advertência, conforme5.9.1;

p) número desta Norma e o ano da edição;

q) ordem de compra;

r) massa em quilogramas.

Deve ser reservado um espaço para a capacitância me-dida conforme 6.5.1. Este valor pode ser indicado de umadas seguintes formas:

- como um valor de capacitância absoluta que podeser substituída pela capacitância nominal;

- como uma diferença ∆C entre as capacitâncias me-dida e nominal indicadas, por exemplo, por símbolospara faixas de desvio de capacitância, conformesegue:

++ para ∆C entre + 7,5% e + 4,5%;

+ para ∆C entre + 4,5% e + 1,5%;

+- para ∆C entre + 1,5% e - 1,5%;

- para ∆C entre - 1,5% e - 4,5%;

- - para ∆C entre - 4,5% e - 7,5%.

O nível de isolamento pode ser indicado por meio de doisnúmeros separados por uma barra, o primeiro fornecendoa tensão suportável nominal de curta duração à freqüênciaindustrial, em quilovolts, e o segundo fornecendo a tensãonominal de impulso atmosférico, em quilovolts, por exem-plo, 28/75 kV. Para unidades possuindo um terminal per-manentemente conectado ao invólucro e não ensaiado,de acordo com 6.12 e 6.13, esta informação não é apli-cável.

5.9.1 Placa de advertência

Se a unidade capacitiva contiver material que possa poluiro ambiente ou que possa ser perigoso de qualquer outraforma (por exemplo, inflamável), a unidade deve ser pro-vida de um rótulo ou, caso contrário, marcada de acordocom a legislação brasileira.

2 Uma falta em uma unidade interrompida por um fusível ou umadescarga através de um segmento de banco pode produzircargas localizadas no interior do banco monofásico. Estas cargasnão podem ser eliminadas, dentro do tempo especificado, pormeio de um dispositivo conectado entre os terminais do bancomonofásico ou segmento.

3 Os requisitos de serviço podem ser tais que os bancos mo-nofásicos ou segmentos sejam equipados com um dispositivode descarga adicional.

5.6 Conexão com a unidade capacitiva

Para permitir que o potencial da caixa de uma unidadecapacitiva seja fixo e capaz de conduzir a corrente defalta na eventualidade de um defeito, a caixa deve serprovida de meios de conexão apropriados para parafusocom rosca de tamanho mínimo M10 ou equivalente (porexemplo, suportes com superfície para montagem nãopintada).

5.7 Proteção do ambiente

Quando os capacitores contiverem materiais que nãopodem ser lançados no ambiente (por exemplo, bifenilaspolicloradas), devem ser seguidos os requisitos em vigorna legislação brasileira (ver anexo C).

As unidades e os bancos devem ter placas alusivas, seassim for especificado (ver 5.9.1).

5.8 Outros requisitos de segurança

O comprador deve especificar quaisquer requisitosespeciais com relação às regras de segurança aplicáveisno local onde o capacitor for instalado.

5.9 Placa de identificação da unidade

As seguintes informações devem constar na placa deidentificação de cada unidade capacitiva:

a) nome do fabricante;

b) a inscrição: “capacitor série de potência”;

c) tipo ou marca;

d) número de identificação e ano de fabricação; oano pode ser parte do número de identificação ouser uma forma codificada;

e) potência nominal (Qn), em quilovolts ampéres rea-tivos;

f) tensão nominal (Un), em volts ou quilovolts;

g) corrente nominal (In), em ampéres;

h) frequência nominal (fn) em hertz;

i) capacitância medida (C) em microfarads ou rela-çãoC/Cn (onde Cn é a capacitância nominal);

j) categoria de temperatura;

k) dispositivo interno de descarga, se interno, deven-do ser indicado por escrito ou pelo símbolo:

;

l) nível de isolamento Ui, em quilovolts (somente paraunidades capacitivas tendo todos os terminaisisolados da caixa); (o nível de isolamento deve ser

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5.10 Placa de identificação do banco

As informações mínimas a seguir devem ser dadas pelofabricante em uma folha de instrução ou, alternativamente,por acordo contratual, em uma placa de identificação:

a) nome do fabricante;

b) potência nominal (Qn) (por exemplo, 3 x 10 Mvar);

c) reatância de cada fase;

d) corrente nominal (In);

e) sobrecorrente admissível durante 10 min (conforme 5.3);

f) tensão nominal (Un);

g) tensão limite (Ulim);

h) nível de isolamento em relação à terra;

i) tempo para descarga do banco monofásico de Un para 75 V;

j) tipo do dispositivo limitador de tensão (conforme7.6.2);

k) corrente suportável de curto-circuito assimétrica esua duração;

l) a inscrição: "banco de capacitor série";

m) ordem de compra.

Se forem fornecidas informações adicionais em uma folhade instrução, a placa de identificação (ou outra placa, sea de identificação não existir) deve fazer referência a estafolha de instrução.

Se o banco de capacitores consistir em segmentos co-nectados em série, as alíneas c), d), g) e i) devem serrelacionadas a cada segmento.

O nível de isolamento pode ser indicado por meio de doisnúmeros separados por uma barra, o primeiro fornecendoa tensão suportável nominal de curta duração à freqüênciaindustrial (para Un < 300 kV) ou a tensão suportávelnominal de surto de manobra (para Un > 300 kV), emquilovolts, e o segundo fornecendo a tensão suportávelde impulso atmosférico, em quilovolts, por exemplo,185/450 kV.

5.10.1 Placa de advertência

O estabelecido em 5.9.1 também é válido para o banco.

6 Ensaios

6.1 Generalidades

Esta seção descreve os ensaios para as unidadescapacitivas. Os isoladores suportes, chaves, transfor-madores para instrumentos, fusíveis externos, etc. devemestar de acordo com as normas brasileiras aplicáveis.

6.2 Condições de ensaio

A menos que especificado em contrário, a temperaturado dielétrico do capacitor deve estar na faixa de 5°C a35°C. Quando a correção for necessária, a temperaturade referência a ser usada deve ser de 20°C, salvo acordodiferente entre fabricante e comprador. Considera-se quea temperatura do dielétrico da unidade capacitiva é igualà temperatura ambiente, desde que o capacitor perma-neça desenergizado à temperatura ambiente durante umperíodo de tempo adequado.

As medições e ensaios em corrente alternada devem serrealizadas a uma freqüência de 50 Hz ou 60 Hz, indepen-dente da freqüência nominal dos capacitores, a menosquando especificado em contrário.

6.3 Determinação da tensão de ensaio entre terminais

O valor da tensão de ensaio entre terminais (Ut) dependedo tipo da proteção de sobretensão e seus limites detensão (Ulim), conforme 7.6.2. A tabela 5 fornece os fatoresde tensão de ensaios a serem aplicados em Ulim.

NOTA - Se a “ função repetitiva do arco “ (proteção L e N2) ficaracima de 0,8 . Ulim, os fatores 2,0; 1,4; e 1,8 devem ser au-mentados linearmente.

Tabela 5 - Fatores multiplicadores da tensão de ensaio

Ensaio de descarga amortecida

Tipo de proteção Ensaio c.c. Ensaio c.a.

(ver 6.7.1) (ver 6.7.2) (ver 6.15)

K e N1 1,7 1,2 1,5

L e N2 2,0 1,4 1,8

M 1,8 1,3 1,7

Desprotegido 1,8 1,3 1,7

2

2



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6.4 Classificação dos ensaios

6.4.1 Ensaios de rotina

Os ensaios de rotina são os descritos a seguir:

a) medição da capacitância (ver 6.5);

b) medição do fator de perdas (ver 6.6);

c) ensaio de tensão aplicada entre terminais (ver6.7);

d) ensaio de tensão aplicada entre terminais e caixaem corrente alternada (ver 6.8);

e) medição da resistência ôhmica do dispositivointerno de descarga (ver 6.9);

f) ensaio de estanqueidade (ver 6.10).

A seqüência de ensaio não é necessariamente a indicadaacima.

Os ensaios de rotina devem ser realizados pelo fabricanteem todas as unidades capacitivas antes da entrega.

NOTA - O ensaio de corrente de descarga de curto-circuitoestá em estudo.

6.4.2 Ensaios de tipo

Os ensaios de tipo são os descritos a seguir:

a) ensaio de estabilidade térmica (ver 6.11);

b) ensaio de tensão aplicada entre terminais e caixaem corrente alternada (ver 6.12);

c) ensaio de tensão de impulso atmosférico entreterminais e caixa (ver 6.13);

d) ensaio de operação a frio (ver 6.14);

e) ensaio de corrente de descarga (ver 6.15).

Os ensaios de tipo são realizados para garantir que oprojeto, as dimensões, o material e a fabricação do capa-citor completo esteja de acordo com as característicasespecificadas e requisitos de operação detalhados nestaNorma.

Os ensaios de tipo devem ser realizados em unidadescapacitivas de mesmo projeto, pertencentes a umaencomenda, ou em unidades capacitivas cujo projeto eprocesso não sejam diferentes a tal ponto de influenciaras propriedades a serem verificadas através dos ensaiosde tipo.

Não é necessário que todos os ensaios de tipo sejamrealizados na mesma unidade capacitiva, porém todasas unidades devem ter as mesmas características deprojeto.

A seqüência de ensaios não é necessariamente a indi-cada acima.

A menos quando indicado em contrário, todos os capaci-tores do lote a serem submetidos aos ensaios de tipodevem primeiramente ter suportado, satisfatoriamente, atodos os ensaios de rotina.

6.4.3 Ensaios de recebimento

Os ensaios de rotina e/ ou de tipo, ou parte deles, podemser repetidos pelo fabricante quando houver algum acor-do com o comprador.

O número de amostras a serem submetidas a essesensaios, o critério de aceitação e os relatórios de ensaiosdevem ser estabelecidos no contrato de fornecimento.

NOTA - Se for acordado entre fabricante e comprador, o ensaiode tensão suportável em bancos, para verificação do nível deisolação, poderá ser realizado entre terminais e terra, entre fasese entre terminais e partes metálicas não aterradas.

6.4.4 Ensaio de durabilidade (ensaio especial)

O ensaio de durabilidade somente será realizado apósum acordo contratual entre fabricante e comprador.

O ensaio de durabilidade pode ser feito de acordo com aNBR 5282. Porém, outros níveis de tensão podem seraplicados (conforme 6.14).

O ensaio de durabilidade é um ensaio realizado noselementos (seu projeto dielétrico e composição) e noprocesso de fabricação destes elementos, quando mon-tados em uma unidade capacitiva. Um ensaio de durabili-dade, o qual é demorado e caro, abrange uma faixa deprojeto de capacitores.

Recomenda-se que o fabricante forneça um relatório doensaio de durabilidade que represente o projeto da uni-dade especificada na encomenda (ver NBR 5282 paravariação no projeto da unidade).

6.5 Medição da capacitância (ensaio de rotina)

6.5.1 Procedimento

A capacitância deve ser medida na tensão entre 0,9 veze 1,1 vez a tensão nominal, usando um método que excluaerros devido a harmônicos.

Medição em outra tensão é permitida, na condição deque um fator de correção apropriado seja acordado entrefabricante e comprador.

A precisão do método de medição deve ser tal que astolerâncias de acordo com 6.5.2 sejam mantidas.

A repetição do método de medição deverá ser tal que oelemento perfurado ou o fusível interno operado possaser dectado.

A medição final da capacitância deve ser realizada apósos ensaios no dielétrico (ver 6.7).

A fim de verificar qualquer mudança no valor da capa-citância devido à ruptura de um elemento interno ou falhade um fusível interno, uma medição preliminar da capa-citância deve ser feita antes dos ensaios dielétricos derotina. Esta medição preliminar deve ser executada comuma tensão não superior a 0,15 Un.

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O fabricante deve, se solicitado, fornecer curvas ou ta-belas mostrando:

a) a capacitância em regime permanente, na potêncianominal, em função da temperatura do ar ambiente,dentro da categoria de temperatura;

b) a capacitância em função da temperatura dodielétrico, dentro da categoria de temperatura.

6.5.2 Tolerância da capacitância

As tolerâncias referem-se a valores de capacitânciamedidas na tensão de 0,9 vez a 1,1 vez a tensão nominalnas condições de 6.5.1.

A capacitância na temperatura de referência não devediferir da capacitância nominal em mais que:

a) ± 7,5% para unidades;

b) ± 5,0% para bancos de potência nominal inferiora 30 Mvar;

c) ± 3,0% para bancos de potência nominal maiorou igual a 30 Mvar.

Além disso, a capacitância não deve variar em mais de:

a) 3,0% entre duas fases quaisquer do banco oudois segmentos quaisquer dentro do mesmo mó-dulo em bancos de potência nominal inferior a30 Mvar;

b) 1,0% entre duas fases quaisquer do banco oudois seguimentos quaisquer dentro do mesmomódulo em bancos de potência nominal igual ousuperior a 30 Mvar.

Tolerâncias menores podem ser exigidas para capa-citores em aplicações mais críticas (ver 7.3.1).

NOTA - Unidades tendo fusíveis internos e dentro da tolerânciade capacitância, apesar da operação de fusíveis, somente po-dem ser entregues após acordo entre fabricante e comprador.Em tais casos, os ensaios de rotina devem ser repetidos após aoperação dos fusíveis.

6.6 Medições do fator de perdas (ensaio de rotina)

6.6.1 Procedimento de medição

As perdas em capacitores (ou tangente do ângulo deperdas (tg δ)) devem ser medidas na tensão de 0,9 vez a1,1 vez a tensão nominal, usando um método que excluaerros devidos a harmônicos.

NOTA - O equipamento de medição deve ser calibrado de acor-do com a IEC 996 ou outro método que dê a mesma precisão.

6.6.2 Requisitos

As perdas em capacitores referem-se a valores medidosnas condições estabelecidas em 6.6.1.

Os requisitos relacionados às perdas nos capacitores,devem ser acordados entre fabricante e comprador.

O fabricante deve, através de acordo, fornecer curvas etabelas mostrando as perdas estabilizadas do capacitor(ou tangente do ângulo de perdas (tg δ)) em condiçõesde regime na potência nominal, em função da temperaturado ar ambiente, dentro da categoria de temperatura.

NOTA - A tangente do ângulo de perdas da maioria dos dielétricosde baixa perda diminui consideravelmente durante as primeirashoras da primeira energização. Esta diminuição não estárelacionada com a variação da tangente do ângulo de perdascom a temperatura. A diminuição inicial da tangente do ângulo deperdas pode também variar entre unidades idênticas fabricadassimultaneamente. Os valores finais “estabilizados” estão, normal-mente, dentro de limites próximos.

6.7 Ensaio de tensão aplicada entre terminais (ensaiode rotina)

Os capacitores devem ser submetidos, durante 10 s, aoensaio prescrito em 6.7.1 ou 6.7.2. Quando não especifi-cado, fica a critério do fabricante a escolha do método.Durante o ensaio, nenhuma perfuração nem descargadeve ocorrer. Ver, entretanto, a nota de 6.5.2.

6.7.1 Ensaio em corrente contínua

O valor da tensão de ensaio deve estar de acordo com atabela 5, mas nunca inferior a 4,3 Un.

NOTA - No caso de repetição do ensaio após o fornecimento, érecomendada a aplicação de uma tensão igual a 75% da tensãode ensaio.

6.7.2 Ensaio em corrente alternada

O ensaio de corrente alternada deve ser executado comuma tensão substancialmente senoidal, tendo o valor deacordo com a tabela 5, mas nunca inferior a 2,15 Un.

NOTA - No caso de repetição do ensaio após o fornecimento, érecomendada a aplicação de uma tensão igual a 75% da tensãode ensaio.

6.8 Ensaio de tensão aplicada entre terminais e caixaem corrente alternada (ensaio de rotina)

Capacitores tendo ambos os terminais isolados da caixadevem ser submetidos, durante 10 s, a uma tensão apli-cada entre os terminais interligados e a caixa. O valor datensão de ensaio deve estar de acordo com 5.1.

Durante o ensaio, nenhuma perfuração ou descarga deveocorrer.

O ensaio deve ser executado, mesmo que um dos termi-nais seja previsto para ser conectado à caixa.

Capacitores tendo um terminal permanentemente co-nectado à caixa não devem ser submetidos a este ensaio.

6.9 Medição da resistência ôhmica do dispositivointerno de descarga (ensaio de rotina)

O dispositivo interno de descarga, se houver, deve serverificado por medida de resistência ôhmica. O métodopode ser selecionado pelo fabricante.

O ensaio deve ser feito após o ensaio de tensão aplicadaentre terminais (ver 6.7).



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6.10 Ensaio de estanqueidade (ensaio de rotina)

O capacitor (sem pintura) deve ser submetido a um ensaioque efetivamente detecte qualquer vazamento da caixae buchas. O procedimento do ensaio é deixado para o fa-bricante, que deve descrever o método do ensaio men-cionado.

Exemplo de procedimento:

- capacitores desenergizados devem ser aqueci-dos totalmente, pelo menos por 2 h, para que todasas partes atinjam uma temperatura não menor que20 K acima do valor da tabela 1. Nenhum vaza-mento deve ocorrer. É recomendado que um detec-tor de vazamento adequado seja usado.

6.11 Ensaios de estabilidade térmica (ensaio de tipo)

6.11.1 Geral

Este ensaio tem por objetivo:

- determinar a estabilidade térmica do capacitorsob condições de sobrecarga;

- condicionar o capacitor de forma a se obter umvalor de tangente do ângulo de perdas (tg δ) estávele final (ver nota de 6.6.2).

6.11.2 Procedimento de medição

O capacitor a ser submetido ao ensaio deve ser colocadoentre duas barreiras formadas por unidades com as mes-mas características e energizadas na mesma tensão docapacitor sob ensaio. As unidades que formam a barreiradevem ter as caixas com dimensões similares às do ca-pacitor sob ensaio. Alternativamente, dois capacitoresfalsos, ambos contendo resistores, podem ser usadoscomo barreiras. A dissipação nos resistores deve ser ajus-tada a um valor tal que as temperaturas nas caixas doscapacitores falsos sejam iguais ou maiores do que as docapacitor sob ensaio. As temperaturas das unidades de-vem ser medidas em pontos similares, os quais nãodevem estar expostos à radiação direta de calor vinda deoutra unidade. O espaçamento entre as unidades deveser igual ou menor que o espaçamento mínimo recomen-dado pelo fabricante para montagem em campo. Oconjunto deve ser montado em uma estufa sem circulaçãode ar, na posição vertical. A temperatura do ar ambientedeve ser mantida em um valor apropriado, conforme atabela 6 (tolerância ± 2 K).

A temperatura deve ser checada por meio de um termô-metro ou termopar, de constante de tempo térmica deaproximadamente 1 h. Este termômetro ou termopar deveser protegido de modo a ser exposto o mínimo possível àradiação térmica vinda da amostra e barreiras energi-zadas.

Tabela 6 - Temperatura do ar ambiente no ensaio de estabilidade térmica

Símbolo Temperatura °C

A 40

B 45

C 50

D 55

O capacitor em ensaio deve ser submetido a uma tensãoalternada de forma aproximadamente senoidal por umperíodo de pelo menos 48 h.

A magnitude da tensão deve ser mantida constantedurante o ensaio. Seu valor é derivado da capacitânciamedida (ver 6.5.1) para dar uma potência calculada docapacitor igual a 1,5 vez a potência nominal.

O valor de ensaio 1,5 Qn está relacionado com a correntede sobrecarga de 8 h de 1,1 In, conforme 5.3. Se a sobre-corrente de 8 h for aumentada, o fator 1,5 deve ser acres-cido do equivalente ao quadrado.

Durante as últimas 6 h, a temperatura do capacitor deveser medida no mínimo quatro vezes. Durante esse períodode 6 h, a diferença de temperatura entre o capacitor e oambiente não deve aumentar mais que 1°C. Se uma gran-de variação for observada, o ensaio deve prosseguir atéo requisito acima ser atendido, por quatro medições con-secutivas durante o período subseqüente de 6 h.

Antes e depois do ensaio, a capacitância deve ser medida(ver 6.5.1) dentro da faixa de temperatura conforme 6.2 eas duas medições devem ser corrigidas para a mesmatemperatura do dielétrico. A diferença entre as duasmedidas deve ser menor que o valor correspondente àperfuração de um elemento ou à operação de um fusívelinterno. Quando interpretar o resultado das medidas, osseguintes fatores devem ser levados em conta:

- a reprodutibilidade das medidas;

- o fato de que a mudança interna no dielétrico podecausar pequena mudança na capacitância, sem per-furação de algum elemento ou operação de um fusí-vel interno tenha ocorrido.

NOTAS

1 Na verificação do atendimento das condições de temperatura,devem ser levadas em conta as flutuações de tensão, freqüênciae temperatura do ar ambiente durante o ensaio. Por esta razão,é aconselhável registrar tais parâmetros e a elevação de tem-peratura da caixa em função do tempo.

2 Os capacitores para instalação em 60 Hz podem ser testadoscom 50 Hz e vice versa, desde que a potência especificada sejamantida. Para capacitores de freqüência nominal abaixo de50 Hz, as condições de ensaio devem ser acordadas entrefabricante e comprador.

6.11.3 Medição do fator de perdas à temperatura elevada

O fator de perdas do capacitor (ou tangente do ângulo deperdas (tg δ)) deve ser medido no final do ensaio de esta-bilidade térmica. A tensão de ensaio deve ser a mesmado ensaio de estabilidade térmica. Por outro lado, o esta-belecido em 6.6.1 é aplicável.

O valor do fator de perdas medido não deve exceder ovalor declarado pelo fabricante ou o valor acordado entrefabricante e comprador.

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6.12 Ensaio de tensão suportável nominal entreterminais e caixa em corrente alternada (ensaio detipo)

Capacitores tendo ambos os terminais isolados da caixadevem ser submetidos, durante 1 min, ao ensaio de ten-são aplicada entre os terminais interligados e a caixa. Ovalor da tensão de ensaio deve ser conforme estabele-cido em 5.1. Ensaios em unidades tendo um terminalpermanentemente conectado à caixa devem ser limitadosentre bucha e caixa (sem elementos).

O ensaio é a seco para unidades de uso interno e, paraunidades de uso externo, é realizado sob chuva artificial,conforme a NBR 6936. A posição das buchas, quandosujeitas a um ensaio sob chuva artificial, deve corres-ponder à mesma posição de quando em serviço.

Durante o ensaio nenhuma perfuração ou descarga deveocorrer.

NOTA - Unidades para instalação externa podem ser submetidassomente ao ensaio a seco, se o fabricante puder fornecer umrelatório de ensaio de tipo separado, mostrando que as buchasirão suportar o ensaio de tensão sob chuva por 1 min. A posiçãodas buchas neste ensaio de tipo separado deve corresponder àposição quando em serviço.

6.13 Ensaio de tensão suportável de impulsoatmosférico entre terminais e caixa (ensaio de tipo)

6.13.1 Geral

Este ensaio é aplicável somente em capacitores com osseguintes requisitos:

- capacitores tendo todos os terminais isolados dacaixa devem ser ensaiados conforme 6.13.2;

- capacitores tendo um terminal conectado à caixadevem ser ensaiados em uma unidade modelo,conforme 6.13.3.

Para capacitores com caixa isolada da terra, um ensaiode tensão de impulso atmosférico deve ser escolhido, noqual a amplitude corresponda àquela do ensaio decorrente alternada conforme 5.1.

O ensaio de impulso atmosférico deve ser realizado deacordo com a NBR 6936, mas com perfil de onda de(1,2 a 5,0)/50 µs, tendo o valor de crista correspondenteao nível de isolamento da unidade conforme 5.1.

A ausência de falha, ou ruptura parcial durante o ensaiodeve ser verificada através do registro de tensão e porchecagem do perfil da onda.

Na ausência de falha externa através da(s) bucha(s) docapacitor, considerar os procedimentos para ensaio detensão suportável de impulso atmosférico entre terminaise caixa, prescritos na NBR 5282.

6.13.2 Ensaio na unidade protótipo

Quinze impulsos de polaridade positiva seguidos de quin-ze impulsos de polaridade negativa devem ser aplicadosentre os terminais interligados e a caixa. Depois da mu-dança de polaridade é permitido aplicar alguns impulsosde amplitude menor antes da aplicação dos impulsos ne-gativos.

O capacitor é considerado aprovado no ensaio se:

- nenhuma perfuração ocorrer;

- não ocorrerem mais do que duas descargas emcada polaridade;

- o perfil de ondas não apresentar irregularidades,ou no caso de o perfil de onda registrado em umatensão reduzida (50% a 70 % da tensão) não dife-rir significativamente da registrada na tensão deensaio.

Alternativamente, o capacitor pode ser ensaiado conforme6.13.3.

6.13.3 Ensaio na unidade modelo e na unidade protótipo

A unidade modelo deve ser equipada com terminal(is), ocabo da conexão interna do terminal fornecido com suaisolação normal, deve estar cheio de impregnante, masnão conter elementos. O cabo da conexão interna do ter-minal pode ser dobrado na forma de U entre os terminais,ou ser suprido com um dispositivo de alívio para o stresselétrico.

A unidade modelo deve ser ensaiada e aceita conforme6.13.2.

A unidade protótipo deve ser submetida a três impulsospositivos aplicados entre os terminais interligados e acaixa. Os critérios de aceitação de 6.13.2 são aplicáveis,exceto que não são permitidas descargas.

O ensaio na unidade modelo tem por objeto verificar aisolação externa e o ensaio na unidade protótipo, verificara isolação interna.

6.14 Ensaio de operação a frio (ensaio de tipo)

As tensões aplicadas durante este ensaio devem sersubstancialmente senoidais. O circuito de ensaio deveser amortecido para reduzir sobretensões devidas a tran-sientes.

A temperatura inicial do dielétrico da unidade a ser en-saiada antes da aplicação de tensão deve ser o menorvalor da categoria de temperatura.

Para aplicações onde as condições de sobrecargaseguida de distúrbios no sistema sejam desconhecidas,o seguinte ensaio deve ser aplicado:

- o capacitor deve ser exposto a 1,5 Un (entre ter-minais), 10 min após ter sido retirado do refrigeradore, com 30 s depois disso, a uma sobretensão de1,1 Ulim (mas pelo menos 2,25 Un), aplicada seminterrupção por um período de 5 ciclos a 10 ciclos,depois do qual é mantido a 1,5 Un também seminterrupção (ver figura 2). Depois de um intervalode 1,5 min a 2 min em 1,5 Un, outro período igual desobretensão deve ser aplicado, e assim por diante,até o seguinte número de ciclos de sobretensões àfreqüência nominal de 1,1 Ulim ser aplicado (ver fi-gura 2):

- 50 ciclos de sobretensões para o protetor tipo K eN1;

- 100 ciclos de sobretensões para o protetor tipo L,M e N2.



14 NBR 8763:1998

No caso de não existir protetor de sobretensão, cadaperíodo singelo de sobretensão deve ser igual ou maiorque a duração da tensão de falta Ulim, antes de a faltaser desconectada ou do capacitor ser colocado emby-pass. O capacitor deve ser exposto a cinco períodosde sobretensão desta duração. Depois da aplicação daúltima sobretensão, a tensão de 1,5 Un deve ser mantidapor um tempo de 30 min.

Antes e depois do ensaio, a capacitância deve ser medidaconforme 6.5.1 e as duas medidas devem ser corrigidas

para a mesma temperatura do dielétrico (ver 6.2). Nãodeve haver mudança significativa na capacitância nestasmedições e, em todos os casos, deve ser menor que amudança correspondente à falta de um elemento, ou àoperação de um fusível interno. Na interpretação dosresultados das medições, os fatores estabelecidos em6.11.2 devem ser levados em conta.

O ensaio de operação a frio pode ser realizado ou naunidade protótipo ou em uma unidade especial tendo ascaracterísticas descritas na NBR 5282.

6.15 Ensaio de corrente de descarga (ensaio de tipo)

A unidade deve ser carregada com uma tensão decorrente contínua de Ulim (mas não inferior a 2,5 Un)e então descarregar de uma vez através de um circuitotendo uma impedância a menor possível.

A mesma unidade deve ser carregada com uma tensãoem corrente contínua de acordo com a tabela 5 e des-carregada através de um circuito, o qual satisfaça às se-guintes condições:

- o valor de pico da corrente de descarga não deveser menor do que 120 vezes o valor nominal(eficaz) da corrente da unidade capacitiva;

- o amortecimento da corrente de descarga deveser pelo menos 10% menor que o amortecimentoacordado (ver 7.6.3).

Esta descarga deve ser repetida 10 vezes em intervalosmenores do que 20 s. Com 2 min após a última descarga,a unidade deve ser submetida a um ensaio de tensãoentre terminais conforme 6.7.

Antes e depois do ensaio, a capacitância deve ser medidaconforme 6.5.1 e as duas medidas devem ser corrigi-das para a mesma temperatura do dielétrico (ver 6.2).

Não deve haver mudança significativa da capacitâncianessas medições e, em todos os casos, deve ser menorque a mudança correspondente à falha de um elementoou à operação de um fusível interno. Na interpretaçãodos resultados das medições, os fatores estabelecidosem 6.11.2 devem ser levados em conta.

NOTAS

1 Quando a corrente de descarga seguinte à operação do protetorde sobretensão for substancialmente diferente de 100 vezes acorrente nominal no caso de protetores tipo K, M, ou N1, ou50 vezes a corrente nominal no caso dos protetores contrasobretensão tipo L ou N2 (ver 7.6.2), a corrente de descargaespecificada para o ensaio deve ser modificada para 1,2 vez oprimeiro pico da corrente de descarga para os protetores tipo K,M e N1 e para 2,4 vezes o primeiro pico da corrente de descargapara os protetores tipo L e N2.

2 Caso seja esperado que o capacitor em serviço venha a sersubmetido a freqüentes descargas, o número de descargasamortecidas no ensaio anterior pode, por acordo, ser aumentadopara 20.

3. A descarga sem amortecimento destina-se a verificar se asunidades podem suportar o stress decorrente de uma descargade by-pass do circuito de amortecimento.

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n

NOTA - t1 é o intervalo de 1,5 min a 2 min entre duas aplicações consecutivas de sobretensões, e t2 e t3 dependem dos parâmetros docircuito de ensaio e devem ser os mais curtos possíveis.

Figura 2 - Limites de tempo e amplitude para um período de sobretensões

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7 Guia para seleção das características nominais,instalação e operação

7.1 Geral

Capacitores série reduzem a reatância indutiva da linha,o que significa a redução do ângulo de fase entre astensões das extremidades da linha. São usados em linhasde transmissão longas para melhorar a regulação de ten-são e a estabilidade do sistema e, portanto, para aumentara capacidade de transmissão da linha. Eles são usadostambém para governar a distribuição da potência ativaentre linhas operando em paralelo, reduzindo as perdastotais da transmissão.

Por causa da sua resposta automática instantânea, oscapacitores série são usados em linhas de distribuiçãopara reduzir rápidas flutuações da tensão devidas à va-riação da carga. Conseqüentemente, as condições detensão no sistema são melhoradas na maioria dos casos.

Por causa da corrente flutuante na linha, os capacitoressérie estão sujeitos a uma maior variação de tensão entreterminais do que os capacitores em derivação. Quandoum curto-circuito ocorre no sistema, esta tensão pode sertão alta que as unidades capacitivas projetadas para su-portá-la seriam antieconômicas. Portanto, tais sobre-tensões são na maioria dos casos limitadas por um dispo-sitivo limitador de tensão que curto-circuita o bancomonofásico ou segmento.

O efeito dos capacitores série nos sistemas e suas con-dições de operação são diferentes em quase todas asaplicações. Para chegar aos melhores resultados técni-

cos e econômicos, cada caso particular deve ser estuda-do individualmente, em cooperação entre o fabricante eo comprador.

7.2 Escolha da corrente e tensão nominais

7.2.1 Corrente nominal

A corrente de carga de um capacitor série varia geralmenteem condições normais de serviço. Além disso, durante eem seguida a um distúrbio no sistema, surgirão correntesoscilatórias e de emergência. A figura 3 dá um exemplo.

A corrente nominal In do banco é escolhida em relaçãoaos resultados de uma análise do perfil esperado cor-rente-tempo. A corrente nominal deve ser selecionadacom base nos quatro requisitos a seguir (ver 5.3):

- a mais alta corrente através do banco (excluindoas transitórias), mantida não mais do que 10 min,dividida por 1,5;

- a mais alta corrente através do banco, mantidapor mais de 10 min, mas não excedendo 30 min,divida por 1,35;

- a mais alta corrente através do banco, mantidapor mais de 30 min, mas não excedendo 8 h, dividapor 1,1;

- a saída média do capacitor em um período de 24 hnão deve exceder a saída normal.

NOTA - Se uma análise do perfil corrente-tempo esperado nãopuder ser feita seguindo os procedimentos acima, a correntenominal In deve ser escolhida mediante acordo entre fabricantee comprador.

Figura 3 - Típica corrente oscilatória na reinserção do capacitor série após falta e perda de linha paralela



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7.2.2 Tensão nominal

Os requisitos para rigidez dielétrica do isolamento entreterminais são especificados por duas principais tensões:

- a tensão nominal Un relacionada à operação nomi-nal normal;

- a tensão Ulim relacionada a tensões transitóriasdevidas a faltas ou condições anormais no sistema(ver 5.4).

Não há relação fixa entre Ulim e Un.

7.3 Capacitância

7.3.1 Tolerância da capacitância

Se as reatâncias da rede nas três fases de uma linha sãodiferentes, tensões de fase diferentes aparecerão noterminal receptor da linha e o ponto neutro de tensão dosistema será deslocado. Isto pode acarretar efeitos inde-sejáveis em transformadores e outros aparelhos. Se oneutro é aterrado, podem ocorrer correntes para a terra.

Conforme 6.5.2, é permitida uma certa diferença entre ascapacitâncias das fases. Entretanto, por razões mencio-nadas, recomenda-se que as diferenças entre as capa-citâncias sejam as menores possíveis. Em bancosconstituídos de muitas unidades, isto pode ser facilmenteconseguido distribuindo-se convenientemente as uni-dades pelas fases.

7.3.2 Variação da capacitância com a temperatura

Dependendo do projeto dos capacitores, suas capa-citâncias irão variar mais ou menos com a temperatura. Amaior variação da capacitância ocorre geralmente ime-diatamente após a energização. Como a capacitância al-tera com o aquecimento dos capacitores, a capacitânciade cada fase do banco pode estar desbalanceada, cau-sando operação indevida do relé de proteção.

7.4 Temperatura de operação

Atenção especial deve ser dada a maior temperatura deoperação do capacitor devido à grande influência na suavida útil.

7.4.1 Instalação

Os capacitores devem estar localizados onde haja ade-quada dissipação por radiação e convenção do calor pro-duzido pelas perdas dos capacitores.

A ventilação em ambientes internos e o arranjo das uni-dades dos capacitores devem prover uma boa circulaçãode ar em torno de cada unidade.

Os capacitores instalados em altitudes elevadas ( maioresdo que 1 000 m) têm reduzida a capacidade e dissipaçãode calor por convecção e a elevação de temperatura dacaixa deve ser aumentada. A temperatura ambiente, en-tretanto, é geralmente menor em altitudes elevadas.

7.4.2 Ambiente com temperatura do ar elevada

Os capacitores de categoria de temperatura C são apro-priados para a maioria das aplicações sob condições tro-picais. Em alguns locais, contudo, a temperatura ambientepode ser tal que um capacitor de categoria de temperaturaD seja requerido. Este último pode ser também necessário

para aqueles casos onde os capacitores sejam regular-mente sujeitos à radiação do sol por várias horas, isto é,em desertos, mesmo quando a temperatura ambiente nãoé excessiva.

Em casos excepcionais, a temperatura do ar ambientepode ser maior do que 55°C máximos ou ter a sua médiadiária de + 45°C. Onde for impossível melhorar as condi-ções de resfriamento, devem ser escolhidos capacitoresde projeto especial ou com menor densidade de potência.

7.5 Condições especiais

Em adição às condições estabelecidas em 7.4, o fabri-cante deve ser informado pelo comprador sobre quaisquercondições especiais de operação, tais como:

a) umidade relativa elevada: a distância específicade escoamento (ver 5.2) deve ser escolhida adequa-damente. Deve ser dada atenção à possibilidade defusíveis externos serem curto-circuitados por umdepósito ou umidade na superfície;

b) rápido desenvolvimento de mofo: metais, mate-riais cerâmicos e algumas pinturas e vernizes nãosuportam o desenvolvimento do mofo. Quando mate-riais fungicidas forem utilizados, eles devem mantersuas propriedades venenosas por mais de váriosmeses. Em qualquer caso, o mofo pode se desen-volver em uma instalação em locais onde poeira,etc. podem se depositar;

c) atmosfera corrosiva: esta atmosfera é encontra-da em áreas industriais e litorâneas. Deve ser obser-vado que em climas de temperatura elevada os efei-tos da atmosfera corrosiva podem ser mais severosque em climas temperados. Atmosferas extrema-mente corrosivas podem estar presentes tambémpara aplicações internas;

d) poluição: quando os capacitores forem montadosem um local com alto grau de poluição, a distânciade escoamento (ver 5.2) deve ser escolhida ade-quadamente;

e) altitude acima de 1 000 m: capacitores utilizadosem uma altitude acima de 1 000 m estão sujeitos àscondições especiais. A escolha do tipo deve ser feitade acordo com o cliente e o fabricante (ver 7.4.1 e7.7.2);

f) terremotos: em algumas áreas há uma elevadaprobabilidade de terremotos, que podem afetar o pro-jeto mecânico dos capacitores série a serem insta-lados nestas áreas.

O cliente deve especificar o valor da aceleração e espectroda resposta.

7.6 Dispositivo de proteção e manobra

7.6.1 Fusíveis de capacitores

Os fusíveis dos capacitores são, em princípio, de doistipos: fusíveis internos para elemento ou grupo de ele-mentos paralelos, e fusíveis externos para cada grupo deunidades paralelas.

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2 A possibilidade de não se utilizarem dispositivos de proteçãocontra sobretensão também existe. Isto pode ser o caso quandoas correntes de falta são baixas e/ou se for tecnicamente vanta-joso se sobredimensionar o capacitor no lugar de se instalar umdispositivo de proteção contra sobretensão, por exemplo, nocaso de um banco de capacitores muito pequeno. Os detalhesde cada caso deverão ser acordados e baseados nas condiçõesconforme 5.4.

3 Para garantir uma rápida reinserção do banco, uma combina-ção de dois centelhadores tipo K pode ser usada.

7.6.2.1 Proteção de sobretensão tipo K

Quando há disrupção no centelhador devido a umaexcessiva corrente de linha causada por uma falha nosistema, um arco é sustentado até que a tensão seja re-movida do capacitor pela desenergização da linha oupelo fechamento de um disjuntor em derivação.

Durante a descarga do centelhador o capacitor é expostoa uma tensão de crista cujo valor de crista não deve exce-der Ulim. O capacitor é submetido a uma descargatransitória somente quando há a disrupção do cen-telhador.

O valor de crista da corrente de descarga deve ser limitadode modo a não superar 100 vezes o valor eficaz da cor-rente nominal do capacitor. Ver, entretanto, 7.6.3.

7.6.2.2 Proteção de sobretensão tipo L

Quando há disrupção no centelhador devida a umaexcessiva corrente de linha causada por uma falta nosistema, o arco é extinto no instante zero da corrente, per-mitindo então uma disrupção repetitiva do centelhadordurante a falta. Os meios para obter esta seqüência deoperação de centelhador podem ser pneumático ou so-pro magnético. Para extinção final do arco não é neces-sário desenergizar a linha ou fechar um disjuntor em de-rivação. Por este motivo, em muitos casos um ajuste inferiordo centelhador pode ser escolhido então com o protetorde sobretensão tipo K.

Durante a operação do centelhador, o capacitor é expostoa altas sobretensões devidas às disrupções repetitivassob alta tensão e a descargas repetidas.

O valor de pico da corrente de carga deve ser limitado a50 vezes o valor eficaz de corrente do capacitor. Ver,entretanto, 7.6.3.

7.6.2.3 Proteção de sobretensão tipo M

O resistor não linear é permanentemente conectado nosterminais dos capacitores. Quando o banco é operadocom corrente nominal de carga, uma dada corrente debaixa magnitude passa pelo resistor não linear.

No caso de uma falta à linha considerada, o capacitorsérie torna-se automaticamente reinserido quando a faltadesaparece. Mesmo durante essa falta, o capacitor sérieexerce um certo efeito de compensação. Por esta razão,em muitos casos, um baixo Ulim pode ser consideradotanto com proteção de sobretensão tipo K quanto tipo L.Por outro lado, no evento de um curto-circuito na linhaautocompensada, os disjuntores nos terminais da linhaserão abertos e uma reinserção não teria sentido.

Se houver proteção por relés para faltas internas no ban-co, por exemplo proteção de desbalanço, é recomendá-vel que ela seja ajustada para desligamento se a tensãonas unidades exceder mais que 10% do valor da tensãonominal do capacitor.

As características do fusível devem ser propriamente coor-denadas com a proteção por relés, ou seja, os fusíveisdevem operar antes dos relés.

7.6.1.1 Fusíveis internos

O objetivo dos fusíveis internos é isolar um elemento da-nificado e assim garantir uma operação sem distúrbio daunidade danificada ou do banco, no caso de ocorrênciadeste tipo de pequena falta.

Operação de mais fusíveis em uma unidade pode ne-cessitar a desconexão do banco. A unidade danificadapode ser encontrada pela medição da capacitância dentrode uma parte limitada deste banco sem se retirar a co-nexão da unidade ou grupo de unidades.

Os requisitos detalhados para os fusíveis internos sãoencontrados na NBR 8603.

7.6.1.2 Fusíveis externos

O objetivo do fusível externo é desligar uma unidade casoela se torne parcial ou totalmente curto-circuitada. O fusí-vel externo operará somente quando o número de perfu-rações nos elementos de um capacitor com defeito exce-der um dado nível. O fusível externo é mais freqüente-mente equipado com um dispositivo de sinalização pormeio do qual a unidade danificada pode ser identificada.

A operação de alguns poucos fusíveis externos (em certoscasos somente de um fusível) implica a desconexão dobanco, principalmente se houver um pequeno númerode unidades diretamente em paralelo.

Os requisitos detalhados para os fusíveis externos sãoencontrados no anexo A.

7.6.2 Proteção de sobretensão

Quatro tipos de dispositivos de proteção contra sobre-tensão são utilizados para a limitação rápida das sobre-tensões através dos terminais dos capacitores série:

- tipo K: centelhador com arco sustentado;

- tipo L: centelhador com arco repetitivo (centelha-dor auto-extinguível); o funcionamento repetitivo docentelhador inicia usualmente em uma tensão abai-xo de Ulim (valores típicos de 0,3 a 0,6 vez Ulim,mas acima de Un);

- tipo M: resistor não linear;

- tipo N: dispositivo de curto-circuito tipo tiristor.

NOTAS

1 Se a tensão de disparo de um dispositivo de sobretensão édependente da densidade do ar, entende-se que Ulim corres-ponde às condições resultantes na mais elevada e a mais baixatemperatura. A tolerância na tensão de disparo também deveser considerada quando for determinado Ulim.

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18 NBR 8763:1998

O resistor não linear deve ser projetado para resistir àssolicitações térmicas que ocorrem durante as condiçõesde sobrecarga de acordo com 5.3, durante as oscilaçõesdo sistema de acordo com 7.2.1 e aquela da corrente defalta de linha máxima em uma tensão de Ulim.

No caso de duração prolongada de uma falta externa,isto é, devido ao mau funcionamento da proteção de linha,o resistor não linear pode ficar sobrecarregado termi-camente. Também curtos-circuitos na linha compensadapodem implicar correntes elevadas, o que é econômicono dimensionamento do resistor não linear. De modo aproteger o resistor não linear nesse caso, ele pode sercurto-circuitado por uma secionadora ou centelhador.

O valor de pico da corrente de descarga deve ser limitadopara 100 vezes a corrente nominal eficaz do capacitor.Ver, entretanto, 7.6.3.

7.6.2.4 Proteção de sobretensão tipo N

A proteção de sobretensão tipo N é um dispositivo tiris-torizado.

Existem dois modos de operação:

- tipo N1: onde o dispositivo tiristorizado se mantémcurto-circuitado após a primeira ignição e durante otempo total de falta. O valor Ulim e a corrente dedescarga podem ser escolhidos como no caso daproteção tipo K;

- tipo N2: onde o dispositivo tiristorizado se recupe-ra após cada sobretensão. O valor Ulim e a correntede descarga podem ser escolhidos como no caso daproteção tipo L.

7.6.3 Circuitos de amortecimento para corrente de descarga

A taxa de amortecimento da corrente de descarga deveser tal que a corrente decaia em poucos milissegundos,de maneira a não sobrecarregar os fusíveis. A relaçãoentre as amplitudes da segunda e da primeira correntesde descarga de mesma polaridade é usualmenteescolhida na faixa de 0,4 a 0,5, mas valores até 0,7 podemser usados. A taxa de amortecimento escolhida deve sercombinada entre o fabricante e o comprador.

Para todos os tipos de proteção contra sobretensão, outrosfatores (tal como a capacidade de corrente de descargado disjuntor de derivação) podem limitar o valor da cor-rente de descarga a um nível inferior aos valores indicadosem 7.6.2. Em tais casos, uma corrente inferior deve seraplicada ao ensaio de descarga (ver 6.15). Por outro lado,se todos os componentes no circuito de descarga o per-mitirem, correntes mais elevadas de descarga podem serpermitidas e a corrente aplicada durante o ensaio decorrente de descarga pode ser aumentada proporcio-nalmente. Estes casos especiais devem ser acordadosentre o fabricante e o comprador.

7.6.4 Outros dispositivos

Para grandes bancos de capacitores, um interruptor deby-pass (disjuntor ou seccionadora sob carga) é utilizadopara curto-circuitar o capacitor no caso de operaçãoprolongada do dispositivo de proteção contra sobreten-sões ou no caso de sobretensão prolongada insuficientepara fazer o centelhador operar. Tais sobretensões podemser produzidas por sobrecargas ou por oscilações sub-

síncronas no sistema (ver 7.8). A corrente de descargaatravés do interruptor, quando fechado a Ulim, deveser limitada ao nível recomendado para a proteção desobretensão em 7.6.2. O interruptor de by-pass devesuportar as solicitações que ocorrem quando da manobrado capacitor e devido cuidado deve ser tomado para orisco de reacendimento de arco.

Para inspeção e manutenção de grandes bancos, sec-cionadoras devem ser previstas para desligar o bancosem desligamento da linha.

Para evitar aumento de tensão sustentada em partes dobanco devido a falha do dielétrico, ou descargas disrup-tivas externas, proteção de desbalanço para cada bancoou módulo pode ser usada. Desde que alguns tipos defalhas para a plataforma isolada da terra não podem serdetectadas tanto por uma proteção de desbalanço quantopelos relés de proteção da linha, uma proteção adicionalcontra falta para a plataforma pode ser utilizada.

7.6.5 Diagramas unifilares típicos

Alguns exemplos de diagramas unifilares estão mostra-dos no anexo B.

7.7 Escolha do nível de isolamento

7.7.1 Casos normais

O nível de isolamento de um banco de capacitores sériedeve ser escolhido de acordo com aquele do sistema aoqual será ligado, de acordo com 5.1. Uma distinção claradeve ser estabelecida entre o nível de isolamento da fasedo banco, do segmento e das unidades capacitivas. Asseguintes possibilidades devem ser consideradas:

- o nível de isolamento das unidades, baseado natensão mais elevada que pode ocorrer entre os termi-nais e a caixa de qualquer unidade do banco, não éinferior à da fase do banco. Isolação adicional(externa às unidades) não é necessária;

- o nível de isolamento das unidades é inferior à fasedo banco. Isolação extra (externa à unidade), emrelação à terra, é necessária às estruturas suportesque não estão diretamente aterradas, e entreunidades ligadas em série, se houver. A não ser quea distribuição de tensão entre as unidades sejaconhecida, toda isolação externa deve corresponderao nível de isolamento da fase do banco. Se, entretan-to, a distribuição de tensão for conhecida, tensõesde ensaio devem ser escolhidas conforme 5.1.

Algumas partes do circuito de amortecimento têm, emcondições normais de operação, uma tensão muito baixaatravés de seus terminais e estruturas envolventes.Quando o dispositivo de proteção contra sobretensõesopera, estas partes podem ficar submetidas a grandessurtos de tensão, os quais devem ser consideradosquando da determinação do seu nível de isolamento. Vernota de 5.1.4.

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7.7.2 Altitudes acima de 1 000 m

Os níveis de isolamento escolhidos de acordo com 5.1podem ser bastante baixos para o isolamento externoem uma altitude acima de 1 000 m (ver 4.1). O compradordeve, neste caso, especificar ao fabricante qual o nívelde isolamento necessário, quando referido às condiçõesnormais de ensaio.

Os requisitos de 5.1 são ainda válidos, mas para o novonível de isolamento especificado.

7.8 Fenômenos perturbatórios

7.8.1 Geral

A freqüência natural de um sistema que contém um gran-de banco de capacitores série é geralmente inferior à fre-qüência nominal. Isto possibilita a ocorrência do fenô-meno de ressonância em uma freqüência subsíncronasob certas condições. Como a probabilidade de ocorrên-cia de tal fenômeno depende de muitas variáveis, cadacaso deve ser estudado separadamente.

7.8.2 Ferro-ressonância

Devido aos efeitos de saturação no aço, a corrente deinrush pode dar início a oscilações ressonantes sus-tentadas em uma freqüência sub-harmônica. Este fe-nômeno pode ocorrer quando um transformador em vazioou um reator de derivação for chaveado em um sistemacom compensação série durante carga leve, particular-mente após rejeição de carga.

7.8.3 Auto-excitação de motores

Durante a partida de um motor assíncrono, sua indutânciaaumenta e a freqüência da corrente do rotor diminui. Acerta velocidade, esta freqüência torna-se igual à freqüên-

cia natural do sistema. Uma corrente de ressonância podeaparecer excitando o motor que se comportará como umgerador assíncrono quando sua velocidade correspon-dente à ressonância for excedida.

7.8.4 Ressonância subsíncrona

A ressonância subsíncrona é um fenômeno de oscilaçãoeletromecânica do eixo, em uma freqüência subsíncrona,o qual pode ocorrer entre um capacitor série e grande(s)turbo-gerador(es).

7.8.5 Hunting

Hunting significa variações periódicas sustentadas davelocidade síncrona do rotor. Hunting pode ocorrer entregeradores diferentes ou entre gerador e máquinas sín-cronas em momentos de mudanças súbitas de carga.

7.8.6 Carga de variação periódica

Se a carga varia periodicamente, as flutuações de tensãopodem ser amplificadas pelo capacitor série. Tal situaçãopode ser encontrada, por exemplo, quando um grandemotor estiver acionando uma serra que apresenta umtorque de variação periódica.

7.8.7 Proteção do sistema por relés

Deve ser prestada atenção ao fato de um capacitor sériepoder perturbar o funcionamento de relés usados naproteção do sistema, especialmente os de impedância.

7.8.8 Atenuação de onda portadora

Bancos de capacitores série podem aumentar a atenua-ção dos sinais de transmissão na linha de onda portadora,dependendo da localização e dos parâmetros dos cir-cuitos de amortecimento.

/ANEXO A



20 NBR 8763:1998

Anexo A (normativo) Requisitos de ensaio e guia de aplicação para fusíveis externos e unidades para atuarem

externamente como fusíveis em capacitores série

A.1 Introdução

Este anexo aplica-se a fusíveis externos usados comcapacitores série.

Não existe norma IEC para fusíveis externos paraproteção de capacitores série. Entretanto, a IEC 549 podeser usada como referência, desde que devidamente apli-cada. Por exemplo, a seleção da tensão e corrente nomi-nais para o fusível deve ser baseada na sobrecargapermissível conforme 5.3 e no seu comportamento àscorrentes nos capacitores série.

A.2 Objetivo

O objetivo deste anexo é:

- fixar requisitos relativos aos ensaios e ao desempe-nho dos fusíveis externos;

- prover um guia de aplicações para os fusíveisexternos.

A.3 Definições

Ver 3.11 e IEC 549.

A.4 Requisitos de desempenho

A.4.1 Os requisitos de desempenho para os fusíveisdevem ser, em princípio, de acordo com a IEC 549, masadequadamente aplicados no caso dos capacitores série.

A.4.2 Os fusíveis externos devem operar satisfatoriamenteà tensão de 0,5 Un a Ulim.

A.4.3 Os fusíveis externos têm que suportar sobre-correntes de acordo com 5.3 e as condições que pre-valeceram sob o ensaio de estabilidade térmica conforme6.11. O fusível projetado para uma unidade deve estar nocircuito (e em um invólucro térmico) durante o ensaio deestabilidade térmica, ou então o fusível deve ter seusensaios de tipo realizados separadamente sob condiçõesiguais ou mais severas.

A.4.4 Os fusíveis externos devem suportar as correntesencontradas no ensaio de corrente de descarga, conforme6.15. O fusível escolhido para uma unidade deve estarno circuito durante o ensaio de corrente de descargas,ou então o fusível deve ter seus ensaios de tipo realizadosseparadamente sob condições iguais ou mais severas.

A.4.5 Os fusíveis externos para grupo de unidadescapacitivas devem ter seus ensaios de tipo realizadosseparadamente sob condições iguais às descritas an-teriormente nesta subseção A.4. As condições elétricaspara os fusíveis devem ser tais como se o grupo completode unidades com fusível estivesse sendo ensaiado.

A.4.6 Após a operação de um fusível externo, os requisitosdo nível de isolamento (ver 5.1) aplicam-se ou para ofusível no seu todo, ou para a distância de isolamento

criada. Para um fusível externo, o qual não se desconectefisicamente após sua operação, os requisitos de distânciade escoamento (ver 5.2) também se aplicam.

A.4.7 Para um fusível externo equipado com um dispo-sitivo que o desconecte fisicamente após sua operação,e/ou para um fusível externo que expulse gases (ou outrosmateriais) durante sua operação, as condições de iso-lamento em conjunto com o banco também devem serconsideradas durante o período de operação, as condi-ções de isolamento em conjunto com o banco.

A.5 Ensaios

A.5.1 Ensaios nos fusíveis

Ver IEC 549.

A.5.2 Ensaios de tipo na caixa do capacitor

Em estudo.

A.6 Guia para a coordenação de proteção porfusíveis

A.6.1 Geral

Cada fusível é conectado em série com uma unidade ougrupo de unidades, nos quais o fusível é projetado paraisolar, se uma unidade vier a falhar.

NOTAS

1 Dependendo do arranjo de fase do banco e das conexõesinternas da unidade, a corrente devida à falha através da unidadesob falta, acrescida da corrente devida à energia armazenadanas unidades conectadas em paralelo com a unidade sob falta,é usualmente não suficiente para operar o fusível, a menos quevários dos elementos da unidade sob falta conectados em série,tenham falhado. De maneira a garantir que o fusível irá operar eisolar por completo a unidade sob falta, o fusível deve ser dimen-sionado de modo que opere quando submetido isoladamente auma sobrecorrente na freqüência nominal, resultante da metadeda corrente de linha especificada, que fluirá através da unidadeparcialmente curto-circuitada.

2 A operação de um ou mais fusíveis causará uma mudança nadistribuição de tensão dentro da fase do banco. A tensão atravésdas unidades boas não deve exceder o valor correspondente a5.3 nem ter uma duração que supere o valor definido em 5.3. Amenos que arranjos sejam feitos para desconectar o banco eatender a este requisito, todas as unidades do banco devem serdimensionadas apropriadamente para a mais severa dascondições resultantes da desconexão de unidades devido àoperação de fusível(eis).

3 Para unidades com elementos conectados em série, a falhade um elemento causa alterações na distribuição interna datensão do banco e da unidade, o que ocorre antes da operaçãodo fusível. Estas alterações de tensão devem ser também consi-deradas com relação à operação seqüencial da proteção dobanco.

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A.7.2 Fusíveis não limitadores de corrente

Os fusíveis não limitadores de correntes são usualmentedo tipo expulsão, com elos fusíveis renováveis. Eles têmpouca ou nenhuma ação limitadora de corrente seja paraa corrente à freqüência nominal seja para a corrente dedescarga da energia armazenada.

A energia total armazenada nas unidades em paralelocom a unidade sob falta deve ser inferior àquela que ofusível pode descarregar sem explodir e inferior à ne-cessária para causar a explosão na unidade sob falta(ver A.7.1).

Este tipo de fusível pode ser usado quando as so-brecorrentes à freqüência nominal, as quais podem sersupridas pela unidade sob falta, são suficientementebaixas.

A.7.3 Fusíveis limitadores de corrente

Este tipo de fusível limita a sobrecorrente à freqüêncianominal a valores inferiores ao presumido e reduz acorrente a zero antes da passagem pelo zero da correntenormal. Um fusível limitador de corrente, adequadamenteselecionado, descarregará somente uma parte da energiaarmazenada disponível, para a unidade sob falta. Aquantidade de energia que passará pelo fusível deve serinferior à necessária para causar a explosão na unidadesob falta.

Os fusíveis limitadores de corrente devem ser usadosquando tanto a sobrecorrente à freqüência nominal quan-to a máxima energia armazenada nas unidades em pa-ralelo com a unidade sob falta forem tão elevadas a pontode causar a explosão de um fusível expulsão ou de umcapacitor sob falta. Os fusíveis limitadores adequada-mente selecionados não impõem limites superiores àenergia armazenada disponível para uma unidade sobfalta.

A.8 Informações necessárias para o usuário dosfusíveis

Para que seja possível escolher o fusível correto paracada aplicação, podem ser necessárias as informaçõesdadas na IEC 549.

/ANEXO B

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A.6.2 Seqüência de proteção

A proteção de um banco de capacitores série deve operarseqüencialmente. Normalmente o primeiro passo é a ope-ração do fusível da unidade (grupo). O segundo passo éa operação da proteção do banco (por exemplo, proteçãode balanço). O terceiro passo pode ser a proteção docircuito.

NOTAS

1 Dependendo do tamanho do banco, do projeto do relé de pro-teção, etc., todos esses passos podem não ser necessariamenteusados em todos os bancos de capacitores série.

2 Em grandes bancos, um estágio de alarme pode ser tambémusado.

3 A menos que o fusível sempre opere como resultado dedescarga de energia dentro da faixa de tensão de 0,5 Un a Ulim, o fabricante deve fornecer a característica tempo xcorrente e a tolerância do fusível.

4 Em alguns casos, a proteção de desbalanço é mais sensívelque os fusíveis, implicando a operação do fusível somente, porexemplo, quando ocorre descarga através da bucha ou completocolapso do dielétrico da unidade. Nestes casos, a proteção dedesbalanço é a principal e o(s) fusível(s) age(m) como proteçãode retaguarda.

A.7 Escolha dos fusíveis

A.7.1 Geral

Ao selecionar fusíveis, considerações devem ser feitaspara minimizar a probabilidade de ruptura da caixa daunidade na ocorrência de uma falha de um capacitor,fazendo-se uso dos melhores dados e critérios dis-poníveis. Os dados e os critérios empregados devem seracordados entre fabricante e comprador. Estas consi-derações referem-se à sobrecorrente à freqüência no-minal, assim como à energia armazenada nas unidadesem paralelo com a unidade sob falta. Cuidados devemser tomados na seleção dos fusíveis em razão das con-dições elétricas e térmicas a eles impostas, pelo fato deserem parte integrante dos ensaios de tipo (ver 6.11 e6.15).

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22 NBR 8763:1998

Anexo B (informativo)Alguns exemplos de diagramas de conexão de fase de bancos ou segmentos

São mostradas abaixo, a título de exemplo, algumas com-binações possíveis do banco, segmento e tipo de protetor.

Figura B.1 - Fase de um banco de potência nominal daordem de 300 kvar

Figura B.2 - Fase de um banco de potência nominal daordem de 2 Mvar

/ANEXO C

Legenda:1 - capacitor2 - centelhamento (tipo K ou L)3 - resistor não linear (tipo M)4 - válvula de tiristores (tipo N)5 - disjuntor ou chave de manobra em carga6 - disjuntor7 - resistor de amortecimento8 - resistor de amortecimento9 - reator de amortecimento10 - reator de descarga (se existir)11- transformador de potencial12 - transformador de corrente13 - selecionador de by-pass14 - selecionador15 - plataforma (isolada da terra)

NOTA - O resistor de amortecimento (7) pode ser eliminado se o reator (9) tiver um baixo valor de potência.

Figura B.3 - Fase de um banco ou segmento de potência maior que 10 Mvar

NOTA - O centelhador age neste caso como proteção de retaguarda para o resistor não linear.

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Anexo C (informativo)Precauções para evitar a poluição ambiental através de bifenilas policloradas (PCB)

O manuseio e o descarte de líquidos isolantes à base debifenilas policloradas (PCB) sem as necessárias pre-cauções podem causar a poluição ambiental. Além disso,quando um capacitor impregnado com PCB é sujeito aci-dentalmente ao aquecimento através de fogo ou arco,substâncias tóxicas podem se formar no processo de com-bustão, as quais podem poluir áreas adjacentes ao ca-pacitor.

Em alguns países, as características do PCB usado naimpregnação de capacitores e os métodos empregadosem seu manuseio e destruição (ver 5.9.1) são controladospor leis ou códigos de procedimento.

NOTA - A NBR 8371 estabelece orientações para o manuseio,acondicionamento, rotulagem, armazenamento, transporte,procedimentos para equipamentos em operação e os limites deteor de PCB no líquido isolante.

/Índice alfabético



24 NBR 8763:1998

Índice alfabético

Altitude ..................................................................................................................................................................4.1.1Altitudes acima de 1 000 m ....................................................................................................................................7.7.2Ambiente com temperatura do ar elevada .............................................................................................................7.4.2Atenuação de onda portadora ...............................................................................................................................7.8.8Auto-excitação de motores ....................................................................................................................................7.8.3Capacitância .........................................................................................................................................................7.3Carga de variação periódica .................................................................................................................................7.8.6Categorias de temperatura ambiente ...................................................................................................................4.1.2Circuitos de amortecimento para corrente de descarga ........................................................................................7.6.3Classificação dos ensaios .....................................................................................................................................6.4Condições de ensaio .............................................................................................................................................6.2Condições especiais .............................................................................................................................................7.5Condições especiais de funcionamento ...............................................................................................................4.2Condições normais de funcionamento ..................................................................................................................4.1Conexão com a unidade capacitiva .......................................................................................................................5.6Correntes de serviço ..............................................................................................................................................5.3Corrente nominal ...................................................................................................................................................7.2.1Definições ..............................................................................................................................................................3Determinação da tensão de ensaio entre terminais ..............................................................................................6.3Diagramas unifilares típicos ..................................................................................................................................7.6.5Dispositivo de proteção e manobras .....................................................................................................................7.6Dispositivos de descarga .......................................................................................................................................5.5Distância de escoamento ......................................................................................................................................5.2Ensaio de corrente de descarga (ensaio de tipo) ...................................................................................................6.15Ensaio de durabilidade (ensaio especial) .............................................................................................................6.4.4Ensaio de estabilidade térmica (ensaio de tipo) .................................................................................................... 6.11Ensaio de estanqueidade (ensaio de rotina) .........................................................................................................6.10Ensaio de operação a frio (ensaio de tipo) .............................................................................................................6.14Ensaio de tensão aplicada entre terminais (ensaio de rotina) ...............................................................................6.7Ensaio de tensão aplicada entre terminais e caixa em corrente alternada (ensaio de rotina) ...............................6.8Ensaio de tensão suportável de impulso atmosférico entre terminais e caixa (ensaio de tipo) ..............................6.13Ensaio de tensão suportável nominal entre terminais e caixa, em corrente alternada (ensaio de tipo) .................6.12Ensaios ..................................................................................................................................................................6Ensaios de recebimento ........................................................................................................................................6.4.3Ensaios de rotina ...................................................................................................................................................6.4.1Ensaios de tipo ......................................................................................................................................................6.4.2Escolha da corrente e tensão nominais ................................................................................................................7.2Escolha do nível de isolamento .............................................................................................................................7.7Exemplos de diagramas de conexão de fase de bancos ou segmentos ...............................................................Anexo BFenômenos perturbatórios ....................................................................................................................................7.8Ferro-ressonância .................................................................................................................................................7.8.2Fusíveis de capacitores .........................................................................................................................................7.6.1Guia para seleção das características nominais, instalação e operação ..............................................................7Hunting ..................................................................................................................................................................7.8.5Instalação ..............................................................................................................................................................7.4.1Isolamento através da fase (banco monofásico) ...................................................................................................5.1.4Isolamento para a terra e entre fases (bancos monofásicos) .................................................................................5.1.3Medição da capacitância (ensaio de rotina) ..........................................................................................................6.5Medição da resistência ôhmica do dispositivo interno de descarga (ensaio de rotina) .........................................6.9Medições do fator de perdas (ensaio de rotina) .....................................................................................................6.6Objetivo .................................................................................................................................................................. 1Outros dispositivos ................................................................................................................................................7.6.4Outros requisitos de segurança .............................................................................................................................5.8Placa de advertência da unidade ..........................................................................................................................5.9.1Placa de advertência do banco ..............................................................................................................................5.10.1Placa de identificação da unidade .........................................................................................................................5.9Placa de identificação do banco ............................................................................................................................5.10Precauções para evitar a poluição ambiental através de bifenilas policloradas (PCB) .........................................Anexo CProteção de sobretensão .......................................................................................................................................7.6.2Proteção do ambiente ............................................................................................................................................5.7Proteção do sistema por relés ................................................................................................................................7.8.7Referências normativas .........................................................................................................................................2Requisitos de ensaios e guia de aplicação para fusíveis externos e unidades para atuarem externamentecomo fusíveis em capacitores série .......................................................................................................................Anexo ARequisitos específicos ...........................................................................................................................................5

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NBR 8763:1998 25

Requisitos gerais ...................................................................................................................................................4Ressonância subsíncrona ................................................................................................................................... 7.8.4Sobretensões transitórias .................................................................................................................................... 5.4Temperatura de operação ................................................................................................................................... 7.4Tensão nominal ................................................................................................................................................... 7.2.2Tensões de ensaio .............................................................................................................................................. 5.1Tensões de ensaio de unidades capacitivas ....................................................................................................... 5.1.2Tolerância da capacitância .................................................................................................................................. 6.5.2/7.3.1Valores normalizados .......................................................................................................................................... 5.1.1Variação da capacitância com a temperatura ...................................................................................................... 7.3.2

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