Já abordamos em diversos artigos casos reais de problemas que são detectados com instrumentos Fluke (www.fluke.com). Neste artigo descrevemos um caso interessante de um transformador que sobreaquecia somente fazendo um ruído esquisito em determinados momentos. O eletricista descreve neste artigo como descobriu a origem do problema usando o Analisador de Qualidade de Energia fluke 43B.
O problema começou quando o eletricista que trabalha numa escola foi chamado para verificar o que estava acontecendo com o transformador de entrada que se aquecia e fazia ruídos esquisitos, mostrando sinais de sobrecarga. Na figura 1 temos a colocação do transformador na entrada do circuito que alimentava 3 salas de aula.
As medidas na carga mostraram que o transformador estava com uma carga elevada, mas não sobrecarregado. As cargas desse transformador incluíam lâmpadas, aquecedores elétricos e alguns computadores. A maioria da carga era devida aos aquecedores elétricos, pois o problema (nos Estados Unidos) ocorreu num dia de inverno.
Como o eletricista chegou à escola num horário de intervalo, duas das classes estavam desocupadas. A terceira classe estava ocupada e o professor estava fazendo uma apresentação de slides. O eletricista observou isso e voltou ao transformador para fazer mais medidas. Quando ele estava fazendo essas medidas, o ruído apareceu de uma forma mais forte. O eletricista correu então até a classe ocupada e perguntou ao professor se ele havia desligado ou ligado alguma coisa.
O professor apontou então para dois projetores que estavam ligados à mesma tomada. O eletricista conectou então o seu alicate de corrente e o Fluke 43B (analisador de qualidade de energia) a um dos condutores, usando uma extensão e obteve a forma da corrente drenada por um dos projetores, conforme mostra a figura 2.
O espectro harmônico obtido foi o mostrado na figura 3.
Testando os outros projetores usados na escola, ele descobriu que se tratavam de tipos antigos que produziam o mesmo efeito, enquanto que os tipos mais novos não.
Analisando o problema, o eletricista chegou então à seguinte conclusão: os projetores antigos utilizavam retificadores de meia onda para reduzir o consumo em determinados momentos. Isso era feito com um diodo, de modo a cortar metade dos semiciclos, conforme se constata em diversos tipos de aplicações, inclusive controles de velocidade de motores e de brilho de lâmpadas incandescentes.
O problema está no fato de que na posição de meia onda, os dispositivos geram harmônicas na linha de alimentação, as quais podem causar problemas. A corrente DC que esses circuitos representam, mesmo pulsante, desequilibra o fluxo magnético dos transformadores levando o núcleo à saturação em um dos semiciclos da corrente. Esse processo sendo alternado, provoca o aparecimento de ruídos estranhos no transformador além de sobrecarregá-lo.
Para agravar o problema, o professor ainda ligava dois projetores ao mesmo tempo, o que dobrava a sobrecarga. Uma solução seria ligar um projetor numa fase e o outro com a fase invertida, mas isso seria difícil de explicar aos usuários "não eletrônicos".Assim, a solução encontrada foi descartar os velhos projetores causadores de problemas e usar somente as versões novas que não fazem uso do mesmo recurso para reduzir a potência.