Poryoyo shiEsta lista de verificação para controle de torque na instalação de buchas de média tensão aborda a interface de vedação, as etapas de aplicação do torque e os procedimentos de diagnóstico que determinam se uma bucha de média tensão resiste aos ciclos térmicos e às tensões elétricas ao longo de décadas de serviço.
O controle de torque não é uma mera formalidade na instalação de buchas de média tensão — é o mecanismo que determina se a interface de vedação se manterá intacta sob ciclos térmicos e tensão elétrica ao longo de décadas de serviço. Uma flange apertada com torque insuficiente deixa folgas microscópicas na interface da junta, enquanto uma flange apertada com torque excessivo pode rachar carcaças de porcelana ou deformar sistemas de resina epóxi. Ambos reduzem a vida útil de maneiras que muitas vezes só se manifestam meses após o comissionamento.
A interface entre a bucha e a torre depende de uma junta (normalmente de nitrilo ou EPDM) que alcance uma compressão uniforme em toda a sua circunferência. Uma compressão insuficiente — geralmente abaixo da força mínima especificada pelo fabricante — permite a entrada de umidade, o que acelera a atividade de descarga parcial (PD) no flange. Em trabalhos de comissionamento em campo, os técnicos frequentemente encontram buchas que “parecem” estar bem encaixadas, mas falham no teste de resistência de isolamento simplesmente porque um quadrante da junta nunca atingiu a compressão adequada — um lembrete de que a inspeção visual por si só não substitui a verificação do torque.
Os diâmetros típicos dos parafusos de flange para buchas de média tensão variam de 12 mm a 20 mm (M12–M20), com especificações de torque que geralmente ficam entre 40 N·m e 110 N·m, dependendo da classe do parafuso e do material da flange. Sempre consulte a tabela de torque do fabricante original (OEM) em vez de aplicar um valor genérico.
O aperto excessivo também pode deformar o flange de montagem, reduzindo sutilmente a distância de fuga entre a extremidade sob tensão da bucha e o metal da torre aterrado. Isso é mais relevante para buchas de média tensão para uso externo com classificação na faixa de 15 kV a 38 kV, nas quais as margens de fuga já são apertadas em relação ao grau de contaminação.
A distribuição de tensão na flange pode ser estimada, sendo que a força de compressão F é aproximadamente proporcional ao torque aplicado T, ao coeficiente de atrito da junta μ e ao diâmetro do círculo de parafusos d: F ≈ T / (μ × d). Essa relação explica por que as mudanças no estado de lubrificação dos parafusos resultaram em força de fixação mesmo com leituras idênticas da chave de torque.
Para obter um contexto mais amplo sobre a construção de buchas, consulte o artigo da ZeeyiElec <a href="/pt/”https://zeeyielec.com/transformer-accessories/medium-voltage-bushings/”/">buchas de média tensão</a> página da série.
Antes que qualquer chave dinamométrica entre em contato com um parafuso, a bucha, a junta e o flange de montagem precisam ser aprovados em uma inspeção documentada. Ignorar essa etapa é uma das causas mais comuns identificadas durante chamadas de suporte técnico — uma superfície de vedação arranhada ou uma junta deixada em uma caixa úmida durante a noite pode comprometer uma sequência de torque que, de outra forma, seria perfeita durante a instalação da bucha MV.
Inspecione todo o comprimento da bucha em busca de fissuras finas, lascas na sede da flange ou película de contaminação. As buchas de porcelana devem ser verificadas sob luz oblíqua para detectar fissuras superficiais; as buchas de resina epóxi precisam ser verificadas quanto à presença de farinagem ou degradação por raios UV, caso tenham ficado armazenadas ao ar livre. Rejeite qualquer bucha com danos visíveis a menos de 5 mm da ranhura de vedação — uma pequena lasca nessa área já é suficiente para comprometer o assentamento da junta.
As juntas devem ser verificadas quanto à deformação permanente causada pelo empilhamento durante o armazenamento anterior e rejeitadas se a espessura tiver diminuído em mais de aproximadamente 10-15% em relação ao valor nominal. As superfícies das flanges no lado da torre devem ser verificadas quanto à presença de corrosão por pite, resíduos de juntas antigas ou acúmulo de tinta superior a 0,1 mm a 0,2 mm, uma vez que mesmo camadas finas de revestimento alteram a altura efetiva de fixação na junta.
Em locais costeiros ou com alta umidade, os técnicos costumam limpar ambas as superfícies de contato com álcool isopropílico imediatamente antes da montagem, uma vez que camadas residuais de umidade têm sido associadas à atividade de descarga parcial (PD) no início da vida útil durante os testes de comissionamento. Umidade ambiente acima de aproximadamente 85% de umidade relativa (RH) é um fator comum que leva ao adiamento da instalação, especialmente no caso de buchas epóxi, nas quais a umidade superficial pode afetar a cura da resina nas áreas de retoque.
Para acessórios de faceamento de flange e kits de juntas compatíveis, consulte a ZeeyiElec’s inserções de poço de bucha série e o acessórios para transformadores página principal.As especificações de torque para flanges de bucha MV variam de acordo com o diâmetro do parafuso, o material da flange e o tipo de junta — a aplicação de um valor “típico” em todas as classes de buchas é uma causa comum de falhas em campo.
A maioria dos flanges de bucha para MV utiliza pinos de aço inoxidável ou de aço carbono zincado na classe 8.8 ou equivalentes à A2-70. Os pinos de aço inoxidável geralmente requerem valores de torque cerca de 10-15% menores do que os de aço carbono zincado com o mesmo diâmetro, devido às diferenças no coeficiente de atrito da rosca — algo fácil de ignorar ao reutilizar uma tabela de torque em lotes mistos de peças em um trabalho de retrofit.
O que se segue reflete as práticas gerais do setor; sempre verifique as especificações na ficha técnica do fabricante específico da bucha antes de aplicá-la em campo.
| Tamanho do parafuso | Classe de tensão da bucha | Faixa típica de torque |
|---|---|---|
| M12 | Classe de 15 kV | 40 N·m – 55 N·m |
| M16 | Classe de 25 kV | 65 N·m – 85 N·m |
| M20 | Classe 38 kV | 90 N·m – 110 N·m |
Esses valores se referem a roscas secas e sem lubrificação. Se for utilizado composto antiengripante, os valores de torque são normalmente reduzidos em 15-20% para se obter uma força de fixação equivalente, uma vez que a lubrificação diminui o coeficiente de atrito mencionado anteriormente. As equipes de campo às vezes aplicam o mesmo torque independentemente do estado de lubrificação, o que pode levar à compressão excessiva da junta e, em buchas de porcelana, a microfissuras na flange que não são visíveis até uma inspeção de manutenção posterior.
Aplicar o torque final em uma única passagem é uma das maneiras mais rápidas de obter uma compressão irregular da junta, mesmo quando o valor de torque desejado está correto. A sequência e as etapas são tão importantes quanto o valor indicado na chave.
Os parafusos devem ser apertados em padrão de estrela ou cruzado, em vez de sequencialmente ao redor da circunferência do flange. Para um flange de bucha MV típico de 8 parafusos, isso significa apertar o parafuso 1, depois o parafuso aproximadamente oposto (parafuso 5), depois o 3, depois o 7 e assim por diante — distribuindo a compressão uniformemente, em vez de “empurrar” progressivamente a junta para um assento irregular. Ignorar esse padrão é uma constatação recorrente durante visitas de diagnóstico de problemas, especialmente em trabalhos de retrofit, nos quais as equipes atuam com base na memória, em vez de seguir um procedimento documentado.
O torque final deve ser alcançado em pelo menos três etapas: uma etapa inicial com aproximadamente 30% do valor alvo para assentar a junta, uma segunda etapa com 70% e uma etapa final com 100% — sempre seguindo o mesmo padrão em estrela a cada vez. Uma quarta “passagem de verificação” com torque total, realizada após a junta repousar por alguns minutos, compensa o relaxamento que ocorre naturalmente à medida que a junta se comprime sob carga. Para um pino M16 na faixa de 65 N·m a 85 N·m, isso normalmente significa passagens a aproximadamente 20 N·m, 55 N·m e, em seguida, o torque final.
Temperaturas ambientes baixas, especialmente abaixo de 0 °C, tornam os materiais das juntas mais rígidos e menos capazes de se adaptar a pequenas irregularidades nas flanges, o que pode levar a uma vedação insuficiente, mesmo com valores corretos de torque. Nessas condições, algumas equipes realizam uma verificação de reaperto assim que o transformador atinge a temperatura normal de operação, uma vez que a expansão térmica da flange e da junta altera ligeiramente a força de aperto alcançada em relação ao estado frio no momento da instalação.
A maioria das falhas em buchas relacionadas ao torque remonta a um dos poucos padrões recorrentes, e reconhecer o sintoma precocemente pode impedir que um pequeno erro de instalação se transforme em uma falha em serviço meses depois.
O torque excessivo geralmente se manifesta como fissuras finas na sede da flange de porcelana ou, em buchas de epóxi, como branqueamento por tensão ao redor dos orifícios de montagem. Em um padrão recorrente em campo, técnicos que utilizam uma chave de impacto em vez de uma chave de torque calibrada para ganhar “rapidez” em instalações com múltiplas buchas têm gerado forças de fixação 20-30% acima do valor alvo — muitas vezes perceptíveis apenas quando a bucha falha em um teste de PD subsequente, e não no momento da instalação. Qualquer bucha instalada com uma ferramenta não calibrada deve ser sinalizada para nova inspeção.
Flangeadas com torque insuficiente deixam folgas que retêm ar ou umidade na interface da junta, tornando-se pontos de início de descarga parcial assim que a bucha for energizada. Um teste de descarga parcial (PD) de comissionamento que apresente atividade baixa, mas diferente de zero, na tensão nominal em uma nova instalação não deve ser considerado automaticamente como aprovado — isso geralmente está relacionado a um torque insuficiente na montagem final, e não a um defeito de fabricação, e vale a pena verificar se está de acordo com os critérios de aceitação de PD especificados no projeto antes da aprovação final.
Em ambos os cenários, a ação corretiva é a mesma: desaperte todos os parafusos em padrão de estrela invertida, inspecione a junta quanto a danos visíveis ou deformação permanente, substitua-a se a deformação por compressão exceder o limite de 10-15% mencionado anteriormente e repita toda a sequência de torque em etapas, em vez de simplesmente aplicar um pouco mais de torque a uma junta já apertada.
As práticas de montagem e torque das buchas de transformadores de média tensão (MV) inserem-se em um contexto mais amplo de normas relativas a acessórios de transformadores, proporcionando às equipes de instalação uma base documentada para seus procedimentos, em vez de dependerem exclusivamente de uma tabela do fabricante.
A norma IEEE C57.19.01 regulamenta as características de desempenho e as normas dimensionais para buchas de aparelhos para uso externo, incluindo os requisitos de distância de fuga por classe de tensão — as mesmas margens mencionadas anteriormente ao discutir a distorção da flange causada pelo torque excessivo. A norma IEC 60137 abrange um escopo comparável para buchas utilizadas em sistemas de corrente alternada acima de 1 kV, incluindo os requisitos de testes de rotina e de tipo que uma bucha deve ter sido aprovada antes da instalação em campo. Quando uma especificação de projeto fizer referência a uma norma em detrimento da outra — o que é comum em regiões que utilizam normas mistas da IEC e da IEEE, como partes do Oriente Médio e da América Latina —, as equipes de instalação devem confirmar qual norma foi utilizada para a fabricação e certificação da bucha específica, uma vez que as tolerâncias de torque e de assentamento da junta podem diferir sutilmente entre as duas.
A Brochura Técnica 755 do CIGRE, elaborada pelo Grupo de Trabalho A2.43 sobre a confiabilidade das buchas de transformadores, documenta os mecanismos de falha das buchas em serviço e sua relação com estatísticas mais amplas de falhas em transformadores, com base em dados de pesquisas internacionais, reforçando por que o controle de torque merece o mesmo rigor procedural que os testes elétricos durante o comissionamento.
O controle de torque não termina quando a chave é colocada de lado após a instalação de uma bucha MV — uma sequência adequada de comissionamento garante que a instalação resista aos ciclos térmicos e à carga, e não apenas no momento da montagem.
Após a última etapa de aplicação de torque, uma verificação pontual documentada com uma chave de torque calibrada em pelo menos 25% de parafusos (alternando quais parafusos são verificados entre as visitas de comissionamento) ajuda a identificar qualquer junta que tenha se afrouxado após o aperto inicial. Isso geralmente é repetido assim que o transformador atinge a temperatura normal de operação, uma vez que a expansão térmica pode alterar a força de fixação em relação ao estado frio no momento da instalação.
O teste de resistência de isolamento, geralmente realizado entre 5 kV e 10 kV CC, dependendo da classe do buchão, juntamente com uma verificação de descargas parciais, deve ser realizado antes da energização para confirmar que a vedação da interface realizada anteriormente não deixou umidade mensurável ou espaços de ar na flange.
Para obter os valores corretos de torque logo na primeira tentativa, é preciso começar usando buchas e juntas com as dimensões adequadas para a aplicação. A ZeeyiElec’s buchas de média tensão vêm acompanhados de tabelas de torque específicas do fabricante, incluídas na documentação técnica, e a equipe pode ajudar a adequar as dimensões das flanges e as especificações das juntas à sua torre de transformador existente antes do dia da instalação. Para obter as especificações completas do produto e suporte para solicitações de cotação, acesse o site da ZeeyiElec acessórios para transformadores página.Os valores de torque geralmente variam de moderados a altos, dependendo do diâmetro do parafuso e da classe da bucha, e devem sempre seguir a tabela especificada pelo fabricante original (OEM), em vez de um valor genérico, uma vez que o projeto da flange varia de acordo com o fabricante.
Sim — um torque excessivo pode rachar carcaças de porcelana ou deformar interfaces de epóxi, especialmente em condições ambientais mais frias, quando os materiais apresentam menor elasticidade.
Uma junta corretamente assentada apresenta compressão uniforme em toda a circunferência, sem folgas visíveis; no entanto, a confirmação final geralmente requer uma nova verificação do torque após o assentamento inicial.
Parafusos com torque insuficiente ou superfícies de vedação contaminadas são causas comuns, uma vez que a compressão incompleta da junta pode deixar espaços de ar microscópicos que se ionizam sob tensão elétrica.
Sim, um padrão em forma de estrela ou cruz é a prática padrão para a maioria das buchas com flange, a fim de garantir uma compressão uniforme da junta, embora a sequência exata dependa do número de parafusos e da geometria da flange.
Muitos técnicos de campo verificam novamente o torque após um breve período de estabilização, logo após a energização inicial, já que os materiais das juntas podem sofrer um leve relaxamento devido aos ciclos térmicos.
Sim — o frio pode tornar as juntas mais rígidas e a porcelana mais frágil; portanto, o torque deve, em geral, ser aplicado com mais cautela e verificado novamente assim que as temperaturas se estabilizarem.
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