MONITOR ON-LINE

DE BUCHAS CONDENSIVAS
Monitor On-line para Buchas Condensivas

As buchas condensivas são acessórios aplicados em equipamentos de alta e extra-alta tensão,

tais como transformadores de potência, reatores de derivação, TCs e disjuntores. Apesar de,
em geral, seu custo individual ser relativamente pequeno comparado ao custo global do
equipamento a que está associada, uma falha na isolação da bucha pode se refletir em graves
danos a este.
O Monitor de Buchas BM da Treetech permite que seja efetuada de forma on-line, durante a
operação normal, a monitoração da capacitância e do fator de dissipação (tangente delta) da
isolação de buchas, TCs e outros equipamentos. Com isso, podem ser evitadas falhas
potencialmente catastróficas, ao se detectar os problemas ainda em fase incipiente.

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Características
SISTEMA DE MONITORAÇÃO AUTÔNOMO ADAPTADORES DE TAP
Instalado no corpo do equipamento Conexão através de adaptadores aos
(transformador, reator), o BM não exige a Taps de Teste ou Tensão das buchas
instalação de computadores e / ou softwares capacitivas, além da capacidade
especiais para operação. inovadora de monitoração através de
DPBs (Dispositivos de Potencial de
HARDWARE ROBUSTO Buchas).
TENSÃO DE ALIMENTAÇÃO
O projeto do BM excede as normas de EMC
(Electromagnectic Compatibility) para suportar A tensão de alimentação é universal, na
condições eletromagnéticas severas de faixa de 38 a 265 Vcc / Vca.
subestações e temperatura de operação de -40
SISTEMA MODULAR
a 85°C.
Configurável para monitoração de 3, 6 ou
OPERAÇÃO DE BUCHA RESERVA
9 buchas.
Programação para entrada em operação de
ENTRADA PARA SENSORES DE
bucha reserva, em caso de bancos de
TEMPERATURA
transformadores monofásicos.
Entradas para dois sensores de
PROTEÇÃO CONTRA ABERTURA DO TAP
temperatura Pt-100 a 0 ºC, permitindo
Alarme indicador de atuação para proteção registro e correlação de variações na
contra a abertura do tap da bucha. isolação com as oscilações da
temperatura ambiente, do óleo, ou
INDICAÇÃO LOCAL EM DISPLAY
outras.
Valores atuais de capacitância (C1), tangente
TEMPORIZAÇÃO DE ALARMES
Delta (C1), tendências de evolução de
capacitância e tangente delta, previsão de Alarmes por correntes de fuga das
tempo para atingir valores de alarme, tensões buchas altas ou muito altas com
de linha e de fase, correntes de fuga, e temporização ajustável, identificando
medições de temperatura no display. defeitos de evolução rápida ou muito
rápida e reduzindo o risco de falhas
catastróficas.

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 Características
AUTODIAGNÓSTICO SAÍDAS ANALÓGICAS
Verificação da consistência dos alarmes de Duas saídas analógicas configuráveis
corrente de fuga alta e muito alta por meio da para indicações remotas de
medição da somatória de correntes, com capacitâncias e tangente delta. Faixa das
bloqueio de alarmes indevidos e indicação de saídas configurável: 0...1mA, 0...5mA,
autodiagnóstico em caso de detecção de 0...10mA, 0...20mA ou 4...20mA.
inconsistência.
COMUNICAÇÃO SERIAL
CONTATOS DE SAÍDA
Porta de comunicação serial selecionável
Oito contatos de saída, um fixo (NF) para para RS-485 ou RS-232 com protocolos
autodiagnóstico e sete configuráveis (NA ou NF) Modbus-RTU e DNP 3.
para alarmes por valores absolutos, por
OUTROS TIPOS DE COMUNICAÇÃO
tendências de evolução elevadas ou correntes
de fuga das buchas baixa, alta ou muito alta. Comunicação por fibra óptica, utilizando
conversor eletro-óptico externo
HISTÓRICO DE DADOS
TAMANHO REDUZIDO
Relógio interno e memória não volátil para
armazenamento de dados históricos de A despeito de suas avançadas funcionali-
capacitância e tangente delta e para dades, o BM apresenta tamanho físico
ocorrências de alarmes. extremamente reduzido, de 96x96x161
mm
PARAMETRIZAÇÃO SIMPLIFICADA
Parametrização simplificada, com menus
protegidos por senha, divididos em
programação básica (atendendo à maioria das
aplicações) e avançada.

AJUSTE AUTOMÁTICO DE ALARMES

Ajuste automático dos valores de alarme para
correntes de fuga altas ou muito altas durante
o período de aprendizado, com margem de
segurança programada pelo usuário em
porcentual.

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Filosofia de funcionamento
A forma construtiva das buchas condensivas dá origem a uma capacitância entre o condutor
central da bucha e o terra, conforme ilustra a figura 1. Uma vez energizada a bucha, esta
capacitância permite a passagem de uma corrente de fuga para o terra, adiantada em 90º
em relação à tensão como mostra a figura 2.
Nesta mesma figura vemos que, devido às perdas presentes no dielétrico, esta corrente de
fuga possui também uma componente resistiva, em fase com a tensão.

Figura 1 - Forma construtiva de uma bucha condensiva

Figura 2 - Circuito equivalente de uma bucha condensiva energizada

Temos, então, que qualquer alteração nestes dois parâmetros da isolação da bucha
(capacitância e tangente delta) causa uma mudança correspondente na corrente de fuga
(componente capacitiva e resistiva respectivamente).

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Topologia do Sistema BM
O sistema de monitoração de buchas BM tem uma concepção modular, em que está
constituído de 3 partes básicas (vide figura 4):

ADAPTADOR PARA TAP DE TESTE OU TAP DE TENSÃO

Provê a conexão elétrica ao tap da bucha,

garantindo também sua rigidez mecânica e
vedação contra intempéries. Incorpora
proteções contra sobretensões e
sobrecorrentes devido a fenômenos
transitórios e também uma proteção contra
abertura acidental do circuito de medição,
evitando que o tap permaneça em aberto. Esta
proteção garante um caminho de baixa impedância para a corrente de fuga, podendo
permanecer em operação por tempo indeterminado, embora seja aconselhável que se
tomem providências imediatas para o restabelecimento do circuito. Em caso de operação
desta proteção, o Módulo de Interface emite alarme visual, além de operar o contato de
indicação de falha do Módulo de Medição e os contatos programados pelo usuário no
Módulo de Interface

MÓDULO DE MEDIÇÃO BM-MM

Recebe as correntes de fuga de três buchas de um

mesmo conjunto trifásico, efetua as medições
destas correntes e seu processamento matemático
e estatístico, disponibilizando-as para o Módulo de
Interface (BM-HMI) através de uma porta de
comunicação serial RS-485.

MÓDULO DE INTERFACE BM-HMI

Recebe as informações de um, dois ou três módulos de medição

(BM-MM) disponibilizando como resultado os valores atuais de
capacitância, tangente delta e tendências de variação de cada
bucha no display frontal. Fornece também saídas analógicas
(mA), contatos de alarme e portas de comunicação serial RS-485
e RS-232 disponíveis para o usuário.

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Dados técnicos
Módulo de Interface BM-HMI
Condição Intervalo / Descrição
Tensão de alimentação 85 a 265 Vca/Vcc – 50/60 Hz
Consumo máximo <8W
Temperatura de operação - 40 a + 85 °C
Grau de proteção IP 20
Conexões – Terminais Removíveis 0,3 a 2,5 mm², 22 a 12 AWG
Fixação Fixação em painel

Medição de Temperatura
Sensor Pt100Ω a 0 °C com autocalibração contínua
Faixa de medição -55 a +200 °C
Erro máximo a 20 °C 0,2% do fim da escala
Desvio máx. por variação de 20 ppm/°C
temperatura
Opções de conexão Até dois sensores a três fios

Saídas Intervalo / Descrição

Saídas a relés Contatos livres de potencial
Tipo e funções (padrão) 5 NA (configuráveis) + 3 NF (2 configuráveis + 1
autodiagnóstico)
Potência máxima de chaveamento 70 W(cc) / 220 VA(ca) – carga resistiva
Tensão máxima de chaveamento 250 Vcc / 250 Vca
Corrente máxima de condução 5A
Saídas analógicas em loop de 2 com positivo comum
corrente
Erro máximo 0,5 % do fim de escala
Faixa de saída Programável (0-1,0-5,0-10,0-20 e 4-20mA)
Carga máxima 0...1 mA , 10 kΩ
0...5 mA , 2 kΩ
0...10 mA , 1 kΩ
0...20 mA , 500 Ω
4...20 mA , 500 Ω

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 Comunicação
Portas de comunicação serial 1 RS-485 para BM-MM + 1 RS-485/RS-232 para supervisório
Protocolos de comunicação Modbus-RTU e DNP3

Memória
Memória de massa Não volátil, tipo FIFO (First in first out)
712, 420 ou 297 registros (para 1, 2 ou 3 BM-MM
Capacidade conectados)

Intervalo de gravação 1 a 720 horas

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Adaptador para tap
A construção mecânica do adaptador para o tap varia de acordo com o modelo e o
fabricante da bucha. A Treetech dispõe de adaptadores prontos para a maioria das buchas
no mercado, e outros modelos de adaptadores são prontamente desenvolvidos, sempre que
necessário. Os adaptadores para tap são equipados com proteção contra abertura do tap
que evita que se desenvolvam tensões perigosas em caso de desconexão do cabo que leva a
corrente de fuga até o Módulo de Medição.

Condição Intervalo / Descrição

Tensão máxima desenvolvida em 14 ± 2 Vca
caso de desconexão dos cabos
Capacidade de condução 2 x 250mA (redundant protection)
permanente a 125°C com cabos
desconectados
Temperatura de operação - 25 °C a 120 °C
Grau de proteção IP 65 (NEMA 4)
Bitola do cabo 0.3 a 1.5 mm² (22 a 14 AWG)
Torque máximo de aperto 15 N.m
Esforço vertical máximo 20 kg

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Módulo de Medição BM-MM
Condição Intervalo / Descrição
Tensão de alimentação 85 a 265 Vca/Vcc – 50/60 Hz
Consumo máximo 5W
Temperatura de operação - 40 a + 85 °C
Entrada para medição de corrente 3 para corrente de fuga das buchas (0...100mA)
CA
Grau de Proteção IP 20
Fixação Montagem em trilho DIN 35 mm
Porta de Comunicação Serial RS485 para conexão ao BM-HMI
Conexões (exceto entradas mA) 0,3 a 2,5 mm², 22 a 12 AWG
Conexões (entradas mA) 1,5 a 2,5 mm²,16 a 12 AWG utilizando terminais tipo olhal
apropriados

Grandezas Monitoradas
Capacitância 0...6500 pF
Tangente delta 0...9,999%

Saídas Intervalo / Descrição

Saídas a relés 1 NF para autodiagnóstico
Potência máxima de chaveamento 70 W(cc) / 220 VA(ca)
Tensão máxima de chaveamento 250 Vcc / 250 Vca
Corrente máxima de condução 5A

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Diagrama de ligação
Exemplo de aplicação a um transformador trifásico monitorando 3 conjuntos de buchas.
Também é possível a monitoração de buchas em bancos de transformadores monofásicos.

11 | P á g i n a
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Dimensões
Módulo de Interface BM-HMI

Módulo de Medição BM-MM

12 | P á g i n a
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Acessórios
 Adaptador de rosca BSPxPG

CARACTERÍSTICAS
Material Latão Niquelado
Rosca macho PG11
Rosca fêmea BSP ½”

13 | P á g i n a
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Especificação para pedido
O Monitor de Buchas BM é um equipamento universal, tendo suas características
selecionadas em seus menus de programação através de seu painel frontal ou pelas portas
RS-232 ou RS-485. A entrada de alimentação é universal.

Deste modo, no pedido de compra do aparelho somente é necessário especificar:

 Quantidade de Módulos de Medição BM-MM (cada BM-MM efetua a medição

de 3 buchas de um mesmo conjunto trifásico);
 Quantidade de Módulos de Interface BM-HMI (a cada BM-HMI podem estar
conectados de um a três módulos de medição BM-MM);
 Quantidade de Adaptadores para tap de bucha com os respectivos fabricantes,
modelos das buchas e tipos de tap (teste ou tensão).

Exemplo de especificação:

Para um transformador (ou banco de transformadores) em que se deseja monitorar as 3

buchas de 500 kV e as 3 buchas de 230 kV:

 2 Módulos de Medição BM-MM;

 1 Módulo de Interface BM-HMI;
 3 Adaptadores de tap para Buchas marca ABB, tipo GOE com tap de tensão;
 3 Adaptadores de tap para Buchas marca Trench, tipo COT com tap de teste.

14 | P á g i n a
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Ensaios de tipo
Imunidade a surtos (IEC 60255-22-5)
Surtos fase-neutro 1 kV, 5 por polaridade (+/-)
Surtos fase-terra e neutro-terra 2 kV, 5 por polaridade (+/-)
Imunidade a transitórios elétricos (IEC 60255-22-1 e IEEE C37.90.1)
Valor de pico 1º ciclo 2,5 kV
Frequência 1,1 MHz
Tempo e taxa de repetição 2 segundos, 400 surtos/s
Decaimento a 50% 5 ciclos
Impulso de tensão (IEC 60255-5)
Forma de onda 1,2 / 50 s
Amplitude e energia 5 kV
Número de pulsos 3 negativos e 3 positivos, intervalo 5 s
Tensão aplicada (IEC 60255-5)
Tensão suportável à frequência industrial 2 kV 60 Hz 1 min. contra terra
Imunidade a campos eletromagnéticos irradiados (IEC 61000-4-3 / IEC 60255-22-3)
Frequência 26 a 1000 MHz
Intensidade de campo 10 V/m
Imunidade a Perturbações Eletromagnéticas Conduzidas (IEC 60255-22-6)
Frequência 0,15 a 80 MHz
Intensidade de campo 10 V/m
Descargas Eletrostáticas (IEC 60255-22-2 e IEEE C37.90.3)
Modo ar 8 kV, 10 descargas/polaridade
Modo contato 6 kV, 10 descargas/polaridade
Imunidade a transitórios elétricos rápidos (IEC60255-22-4 e IEEE C37.90.1)
Teste na alimentação, entradas e saídas 4 kV
Teste na comunicação serial 2 kV
Ensaio climático: (IEC 60068-2-14)
Faixa de temperatura -40 a +85 °C
Tempo total do teste 96 horas
Resposta à vibração (IEC 60255-21-1)
Modo de aplicação 3 eixos (X, Y e Z), senoidal
Amplitude 0,075 mm de 10 a 58 Hz
1 G de 58 a 150 Hz
Duração 160 min/eixo
Resistência à vibração (IEC 60068-2-2)
Modo de aplicação 3 eixos (X, Y e Z), senoidal
Frequência 10 a 150 Hz
Intensidade 2 G
Duração 160 min/eixo

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 BRASIL
Treetech Sistemas Digitais Ltda
Praça Claudino Alves, 141, Centro
CEP 12.940-000 - Atibaia/SP
+ 55 11 2410-1190
comercial@treetech.com.br
www.treetech.com.br

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