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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-4817-120X
Document type: Tese
Access type: Acesso Embargado
Embargo Date: 2028-08-18
Title: Sistema de avaliação da confiabilidade dielétrica de cabos isolados de alta tensão baseado em descarga parcial como módulo de digital shadow
Alternate title (s): Dielectric reliability assessment system for high-voltage insulated cables based on partial discharge as a digital shadow module
Author: Domingos, Andréia Coelho
First Advisor: Pinheiro, Alan Petrônio
First member of the Committee: Vasconcelos, Lorenço Santos
Second member of the Committee: Carvalho, Daniel Pereira de
Third member of the Committee: Endo, Wagner
Fourth member of the Committee: Costa, Edson Guedes da
Summary: A avaliação da confiabilidade dielétrica de cabos de potência de média e alta tensão constitui um procedimento muito importante para a prevenção de falhas e continuidade operacional em ambientes industriais. A degradação do isolamento, impulsionada por mecanismos como envelhecimento térmico, penetração de umidade e defeitos localizados, manifesta-se precocemente por meio de descargas parciais, cujo monitoramento e interpretação sistemática permitem antecipar condições críticas antes da falha do ativo. Neste contexto, o presente trabalho propõe uma metodologia para avaliação da confiabilidade dielétrica de cabos de média e alta tensão a partir do monitoramento de descargas parciais, concebida para operar como o módulo de avaliação dielétrica dentro de uma arquitetura de Digital Shadow voltada à gestão de ativos elétricos. A metodologia é organizada em um pipeline sequencial de cinco etapas: (i) aquisição do sinal por meio de sensores (seja em regimes offline ou online), (ii) separação dos sinais de descargas parciais de ruídos, por clusterização hierárquica pelo método de Ward, (iii) avaliação de severidade dielétrica por lógica fuzzy, (iv) estimativa do estado do cabo na curva de confiabilidade de Weibull, mediante um modelo de degradação e (v) ajustes de ponderação pelo índice de qualidade do sinal e avaliação final por faixas de condição baseadas em diretrizes do IEEE Std 400.3 e do CIGRE TB 841. Estes procedimentos metodológicos, quando somados, visam em seu resultado final, buscar qualificar a confiabilidade do cabo com base com base em seus sinais de descargas. Este conjunto deve funcionar dentro do conceito de “Digital Shadow”, recebendo dados dos sensores instalados no mundo físico, processando-os e produzindo, ao seu final (geralmente em um sistema em nuvem) uma indicação física coerente do estado do (isolamento) do cabo em monitoramento.
Abstract: The evaluation of the dielectric reliability of medium and high voltage power cables is a very important procedure for the prevention of failures and operational continuity in industrial environments. Insulation degradation, driven by mechanisms such as thermal aging, moisture penetration, and localized defects, manifests itself early through partial discharges, whose systematic monitoring and interpretation make it possible to anticipate critical conditions before asset failure. In this context, the present work proposes a methodology for evaluating the dielectric reliability of medium and high voltage cables from the monitoring of partial discharges, designed to operate as the dielectric evaluation module within a Digital Shadow architecture aimed at the management of electrical assets. The methodology is organized in a sequential pipeline of five steps: (i) signal acquisition by means of sensors (either in offline or online regimes), (ii) separation of signals from partial noise discharges, by hierarchical clustering by Ward's method, (iii) evaluation of dielectric severity by fuzzy logic, (iv) estimation of the cable state in the Weibull reliability curve, through a degradation model and (v) weighting adjustments by the signal quality index and final evaluation by condition ranges based on IEEE Std 400.3 and CIGRE TB 841 guidelines. These methodological procedures, when added together, aim to qualify the reliability of the cable based on its discharge signals. This set must work within the concept of "Digital Shadow", receiving data from the sensors installed in the physical world, processing it and producing, at its end (usually in a cloud system) a coherent physical indication of the state of the (insulation) of the cable under monitoring.
Keywords: Descargas parciais
cabos de média e alta tensão
avaliação da condição dielétrica
Digital Shadow
gestão de ativos
confiabilidade dielétrica
Partial discharges
medium and high voltage cables
evaluation of the dielectric condition
asset management
dielectric reliability
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Subject: Engenharia elétrica
Descargas elétricas
Cabos elétricos
Energia elétrica - Distribuição - Alta tensão
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote: DOMINGOS, Andréia Coelho. Sistema de avaliação da confiabilidade dielétrica de cabos isolados de alta tensão baseado em descarga parcial como módulo de digital shadow. 2026. 145 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.459.
Document identifier: https://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.459
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/50363
Date of defense: 31-Jul-2026
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.
Appears in Collections:TESE - Engenharia Elétrica

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