Publication: Implementação e avaliação experimental de sensores para detecção de descargas parciais
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Summary
As descargas parciais constituem um importante indicador da degradação de sistemas
de isolamento em equipamentos elétricos de média e alta tensão, sendo amplamente utilizadas
para diagnóstico e monitoramento da condição operacional desses ativos. Neste contexto, esta
dissertação apresenta a implementação e a avaliação experimental de sensores destinados à
detecção de descargas parciais em cabos isolados, desenvolvidos a partir de materiais
comercialmente acessíveis e técnicas de manufatura aditiva.
O trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar experimentalmente duas
arquiteturas de sensores eletromagnéticos, denominadas Helicoidal Antenna Sensor (HAS) e
HFCT Relative Signature Sensor (HRSS), além de investigar a influência de parâmetros físicos,
geométricos e construtivos sobre a sensibilidade desses dispositivos. Para isso, foram realizados
procedimentos de projeto, fabricação, calibração experimental e ensaios laboratoriais em cabos
isolados contendo descargas parciais. O desempenho dos protótipos foi comparado ao de um
sensor HFCT comercial utilizado como referência.
Os resultados demonstraram que ambas as arquiteturas foram capazes de detectar sinais
associados às descargas parciais e reproduzir padrões compatíveis com os fenômenos
investigados. Verificou-se que alterações nos parâmetros construtivos influenciam diretamente
a sensibilidade e a resposta dos sensores.
Abstract
Partial discharges are an important indicator of the degradation of insulation systems in
medium and high voltage electrical equipment, and are widely used for diagnosis and
monitoring of the operational condition of these assets. In this context, this dissertation presents
the implementation and experimental evaluation of sensors for the detection of partial
discharges in insulated cables, developed from commercially accessible materials and additive
manufacturing techniques. The objective of this study was to develop and experimentally
characterize two electromagnetic sensor architectures, called Helical Antenna Sensor (HAS)
and HFCT Relative Signature Sensor (HRSS), in addition to investigating the influence of
physical, geometric and constructive parameters on the sensitivity of these devices. For this,
design, manufacturing, experimental calibration and laboratory tests were carried out on
insulated cables containing partial discharges. The performance of the prototypes was
compared to that of a commercial HFCT sensor used as a reference. The results showed that
both architectures were able to detect signals associated with partial discharges and reproduce
patterns compatible with the investigated phenomena. It was found that changes in the
construction parameters directly influence the sensitivity and response of the sensors.
Keywords
Descargas parciais, Partial discharges, Sensores, Sensors, HFCT, HFCT, Antena helicoidal, Helical antenna, Cabos isolados, Insulated cables, Monitoramento de ativos, Asset monitoring, Manufatura aditiva, Additive manufacturing, Processamento digital de sinais, Digital signal processing
Citation
SANTOS, Rafael de Sousa. Implementação e avaliação experimental de sensores para detecção de descargas parciais. 2026. 190 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.515.