A saturação na medição de corrente é um evento grave que pode resultar em imprecisões nas leituras, danos aos equipamentos, riscos à segurança, manutenção ineficiente, além de falhas e perdas de confiabilidade nos sistemas.

O monitoramento de correntes elétricas é o processo de registro, acompanhamento e análise do comportamento das correntes elétricas presentes em um sistema elétrico. Através desse método, é possível garantir a operação segura e confiável de inúmeros sistemas elétricos além de permitir a detecção precoce de problemas e a implementação de medidas preventivas para mitigá-los.

"[...]Esse procedimento permite acompanhar os dados de consumo, potência e tensão, apresentando um diagnóstico detalhado para empresas, indústrias e residências." 

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O que são saturações e como elas acontecem?

A saturação ocorre quando o dispositivo de medição de corrente (sensor de corrente)  não consegue responder linearmente ao aumento da corrente,

 resultando em leituras imprecisas ou completamente erradas.

Isso pode comprometer a funcionalidade de sistemas de proteção, como disjuntores e relés, resultando em falhas de operação e potenciais situações perigosas, colocando a segurança da equipe técnica em risco.

Já as medições imprecisas podem atrapalhar as manutenções preventivas e corretivas, levando a intervenções inadequadas que aumentam os custos operacionais e o tempo de inatividade dos sistemas.

transformador com núcleo ferromagnético

 tem como consequência a orientação dos dipolos elementares em relação à direção do campo magnético. A quantidade desses dipolos é finita e, por isso, em um determinado momento praticamente todos os dipolos estão orientados em relação ao campo magnético. Quando isso acontece, a relação entre o fluxo e a corrente, que era linear, torna-se não linear.

Esse ponto de saturação é atingido quando não há mais dipolos elementares disponíveis para serem orientados, assim, a perda de linearidade traz uma falta de previsibilidade nos processos que envolvem esses equipamentos, pois não importa o quanto as grandezas aumentem, a saturação impede um aumento proporcional do fluxo magnético.

Essa imprevisibilidade pode impactar negativamente a eficiência e a segurança dos sistemas elétricos nos quais os transformadores estão instalados. Em medidores de corrente que utilizam núcleos ferromagnéticos, como transformadores de corrente e sensores de efeito Hall, a saturação do material ferromagnético é um fenômeno que pode comprometer a precisão das medições e levar a diversas consequências indesejáveis.

Principais causas da saturação na medição de corrente

Corrente acima da faixa de medição do sensor:

 Se a corrente real for superior à faixa suportada pelo sensor, este saturará, fornecendo leituras erradas.

 A presença de harmônicos ou outras distorções na forma de onda da corrente pode levar à saturação do sensor, principalmente em sensores baseados em transformadores de corrente.

 Picos de corrente, como os causados por descargas atmosféricas ou por partidas de motores, podem saturar o sensor por um breve instante, comprometendo a leitura.

 Sensores de corrente baratos ou de baixa qualidade podem apresentar menor faixa dinâmica e serem mais propensos à saturação.

Consequências da saturação na medição de corrente

A principal consequência da saturação é a 

perda de precisão nas medições da corrente primária

. Isso ocorre porque a relação entre a corrente primária e a secundária se torna distorcida quando o núcleo do TC satura.

Essa distorção pode levar a leituras erradas da corrente, o que pode ter diversos impactos negativos, como:

 relés de proteção podem ser acionados indevidamente, causando interrupções desnecessárias no sistema.

Dimensionamento inadequado de cabos e equipamentos:

 se a corrente real for maior do que a medida, os cabos e equipamentos podem ser subdimensionados e apresentar falhas prematuras.

 medições imprecisas do consumo de energia podem dificultar a identificação de áreas de consumo excessivo e a implementação de medidas de eficiência energética.

, danificando o equipamento e outros componentes do sistema elétrico, além de poder derreter o isolamento do TC, causando curto-circuitos e até mesmo incêndios.

3. Mal funcionamento de relés de proteção:

A distorção da corrente secundária causada pela saturação pode levar à 

atuação indevida de relés de proteção

. Isso pode causar interrupções desnecessárias no sistema, além de dificultar a identificação de falhas reais.

Além das consequências mencionadas acima, a saturação em TCs também pode causar outros problemas, como:

 a saturação pode gerar vibrações e ruídos no TC, o que pode ser incômodo e até mesmo prejudicial à saúde.

 a saturação pode gerar interferências eletromagnéticas (EMI), que podem afetar outros equipamentos eletrônicos.

Felizmente, existem algumas medidas que podem ser tomadas para prevenir a saturação na medição de corrente.

Técnicas de filtragem e protetores contra surtos podem ajudar a reduzir a quantidade de ruídos e distorções presentes no sinal de corrente e proteger o sensor contra picos de corrente momentâneos, diminuindo o risco de saturação. Entretanto, a escolha de um sensor de corrente adequado e de alta qualidade é fundamental para garantir a harmonia na medição e no monitoramento de correntes.

 é um avançado medidor de corrente que se destaca pela ausência de material ferromagnético em seu núcleo, proporcionando não saturação e oferecendo vantagens significativas sobre os transformadores de corrente tradicionais (TCs).

Este aparelho se apresenta como uma solução para o problema de saturação, pois apresenta um núcleo oco, garantindo segurança e estabilidade através da blindagem contra campos magnéticos externos.

Saturação no monitoramento de correntes elétricas e o medidor de corrente Sensor Rogowski

Referências

Citação

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