Principais aprendizados:
●Teste de Impulso do Transformador Definição: Um teste de impulso de um transformador verifica sua capacidade de suportar impulsos de alta tensão, garantindo que seu isolamento possa lidar com picos repentinos de tensão.
●Teste de Impulso de Relâmpago: Este teste usa tensões semelhantes a relâmpagos naturais para avaliar o isolamento do transformador, identificando fraquezas que poderiam causar falhas.
●Teste de Impulso de Comutação: Este teste simula picos de tensão de operações de comutação na rede, que também podem estressar o isolamento do transformador.
●Gerador de Impulso: Um gerador de impulso, baseado no circuito Marx, cria impulsos de alta tensão carregando capacitores em paralelo e descarregando-os em série.
●Desempenho do Teste: O procedimento do teste envolve aplicar impulsos de relâmpago padrão e registrar formas de onda de tensão e corrente para identificar quaisquer falhas de isolamento.
Relâmpagos são um fenômeno comum na transmissão devido à sua grande altura. Este raio no condutor da linha causa tensão de impulso. O equipamento terminal da linha de transmissão, como o transformador de potência então experimenta essas tensões de impulso de relâmpago. Novamente, durante todos os tipos de operações de comutação online no sistema, haverá impulsos de comutação ocorrendo na rede. A magnitude dos impulsos de comutação pode ser cerca de 3,5 vezes a tensão do sistema.
O isolamento é crucial para transformadores, pois qualquer fraqueza pode causar falha. Para verificar sua eficácia, os transformadores passam por testes dielétricos. No entanto, o teste de resistência à frequência de potência não é suficiente para mostrar a resistência dielétrica. É por isso que os testes de impulso, incluindo testes de impulso de relâmpago e comutação, são realizados


Impulso de Relâmpago
O impulso de relâmpago é um fenômeno puramente natural. Portanto, é muito difícil prever a forma de onda real de uma perturbação de relâmpago. A partir dos dados compilados sobre relâmpagos naturais, pode-se concluir que a perturbação do sistema devido a um raio natural pode ser representada por três formas de onda básicas.
●Onda completa
●Onda cortada e
●Frente de onda
Embora a perturbação real do impulso de raio possa não ter exatamente estas três formas, ao definir estas ondas pode-se estabelecer uma rigidez dielétrica mínima de impulso de um transformador.
Se uma perturbação de raio viaja ao longo da linha de transmissão antes de atingir o transformador , a sua forma de onda pode tornar-se uma onda completa. Se ocorrer um flash-over em qualquer isolador após o pico da onda, pode tornar-se uma onda cortada.
Se o raio atingir diretamente os terminais do transformador, a tensão de impulso sobe rapidamente até ser aliviada por um flash-over. No instante do flash-over a tensão colapsa subitamente e pode formar a forma de onda da frente.
O efeito destas formas de onda no isolamento do transformador pode ser diferente entre si. Não vamos aqui discutir em detalhe que tipo de formas de onda de tensão de impulso causa que tipo de falha no transformador. Mas seja qual for a forma da onda de tensão de perturbação de raio, todas elas podem causar falha de isolamento no transformador. Portanto ensaio de impulso de raio do transformador é um dos tipos de ensaio mais importantes do transformador.

Impulso de Comutação
Através de estudos e observações revela-se que a sobretensão de comutação ou impulso de comutação pode ter um tempo de frente de várias centenas de microssegundos e esta tensão pode ser amortecida periodicamente. A IEC – 600060 adotou para o seu ensaio de impulso de comutação, uma onda longa com tempo de frente de 250 μs e tempo até meio valor de 2500 μs com tolerâncias.
O propósito do ensaio de tensão de impulso é assegurar que o transformador isolamento suporte a sobretensão de raio que pode ocorrer em serviço.

O projeto do gerador de impulso é baseado no circuito Marx. O diagrama de circuito básico é mostrado na Figura acima. O impulso capacitores Cs (12 capacitores de 750 ηF) são carregados em paralelo através dos resistores Rc (28 kΩ) (tensão de carga máxima permitida 200 kV). Quando a tensão de carga atingiu o valor necessário, a ruptura da centelha F1 é iniciada por um pulso de disparo externo. Quando F1 se rompe, o potencial do estágio seguinte (pontos B e C) aumenta. Como os resistores em série Rs têm um valor ôhmico baixo em comparação com os resistores de descarga Rb (4,5 kΩ) e o resistor de carga Rc, e uma vez que o resistor de descarga de baixa resistência Ra está separado do circuito pela centelha auxiliar Fal, a diferença de potencial através da centelha F2 aumenta consideravelmente e a ruptura de F2 é iniciada.
Assim, as centelhas são causadas a quebrar em sequência. Consequentemente, os capacitores são descarregados em conexão em série. Os resistores de descarga de alta impedância Rb são dimensionados para impulsos de comutação e os resistores de baixa impedância Ra para impulsos de raio. Os resistores Ra são conectados em paralelo com os resistores Rb, quando as centelhas auxiliares quebram, com um atraso de tempo de algumas centenas de nanossegundos.
Este arranjo garante que o gerador funcione corretamente.
A forma de onda e o valor de pico da tensão de impulso são medidos por meio de um Sistema de Análise de Impulso (DIAS 733) que está conectado ao divisor de tensão . A tensão necessária é obtida selecionando um número adequado de estágios conectados em série e ajustando a tensão de carga. Para obter a energia de descarga necessária, podem ser usadas conexões paralelas ou série-paralelo do gerador. Nestes casos, alguns dos capacitores são conectados em paralelo durante a descarga.
A forma de impulso necessária é obtida pela seleção adequada dos resistores em série e de descarga do gerador.
O tempo de frente pode ser calculado aproximadamente a partir da equação:
Para R1 >> R2 e Cg >> C (15.1)
Tt = .R.C.123
e o tempo até metade do valor a partir da equação
T ≈ 0,7.R.C
Na prática, o circuito de teste é dimensionado de acordo com a experiência.

Desempenho do Teste de Impulso
O teste é realizado com impulsos de raio padrão de polaridade negativa. O tempo de frente (T1) e o tempo até metade do valor (T2) são definidos de acordo com a norma.
Impulso de raio padrão
Tempo de frente T1 = 1,2 μs ± 30%
Tempo até metade do valor T2 = 50 μs ± 20%

Na prática, a forma do impulso pode desviar-se do impulso padrão ao testar enrolamentos de baixa tensão de alta potência nominal e enrolamentos de alta capacitância de entrada. O teste de impulso é realizado com tensões de polaridade negativa para evitar descargas erráticas no isolamento externo e no circuito de teste. Ajustes de forma de onda são necessários para a maioria dos objetos de teste. A experiência obtida com os resultados de testes em unidades semelhantes ou eventuais pré-cálculos pode fornecer orientação para selecionar componentes para o circuito de conformação de onda.
A sequência de teste consiste em um impulso de referência (RW) a 75% da amplitude total, seguido pelo número especificado de aplicações de tensão na amplitude total (FW) (de acordo com a IEC 60076-3, três impulsos completos). O equipamento para gravação de sinal de tensão e corrente consiste em registrador transitório digital, monitor, computador, plotter e impressora. As gravações nos dois níveis podem ser comparadas diretamente para indicação de falha. Para transformadores reguladores, uma fase é testada com o comutador de derivação sob carga ajustado para a tensão e as outras duas fases são testadas em cada uma das posições extremas.

Conexão do Teste de Impulso
Todos os testes dielétricos verificam o nível de isolamento do trabalho. O gerador de impulso é usado para produzir o tensão impulso especificado de onda de 1,2/50 microssegundos. Um impulso de uma redução tensão entre 50 a 75% da tensão total de teste e três impulsos subsequentes na tensão total.

Para um transformador trifásico , o impulso é realizado em todas as três fases sucessivamente.
A tensão é aplicada em cada um dos terminais de linha sucessivamente, mantendo os outros terminais aterrados.
As formas de onda de corrente e tensão são registradas no osciloscópio e qualquer distorção na forma de onda é o critério para falha.