Questão FC868757
Um perito observou aquecimento anormal em um trecho sem sobrecorrente de cabos de alta tensão com isolamento XLPE. Os ensaios mostraram aumento no fator de perdas dielétricas (tan
Fundamentos de Circuitos Elétricos
FGV · 2026
Um perito observou aquecimento anormal em um trecho sem sobrecorrente de cabos de alta tensão com isolamento XLPE.
Os ensaios mostraram aumento no fator de perdas dielétricas (tan δ) e mudança na constante dielétrica do material.
Assinale a opção que indica o fenômeno que explica o aquecimento.
- O atraso na polarização das moléculas do dielétrico, que provoca dissipação de energia elétrica sob a forma de calor.
- A redução da rigidez dielétrica do material, que absorve energia do campo elétrico e aumenta sua resistência térmica.
- A polarização eletrônica instantânea das moléculas, que reduz o campo interno e elimina o aquecimento.
- A condutividade superficial aumentada, que favorece o escoamento de carga e reduz as perdas por efeito Joule
- A formação de microbolhas apolares no polímero, que bloqueiam o campo elétrico e impedem a dissipação de energia.
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Gabarito
A
Comentário do professor
O aquecimento é explicado pelo atraso na polarização das moléculas do dielétrico quando submetidas a campo elétrico alternado. As dipolos e polarizações de defeitos não acompanham instantaneamente a variação do campo, gerando um desfasamento entre a tensão aplicada e a resposta do material.
Esse desfasamento resulta em perdas dielétricas, quantificadas pelo fator \( \tan\delta \). Quanto maior \( \tan\delta \), maior a fração da energia elétrica convertida em calor no isolante.
A potência dissipada por unidade de volume pode ser expressa aproximadamente por \( p=\omega\varepsilon_0\varepsilon' \tan\delta \, E_{rms}^2 \), evidenciando dependência da frequência, permitividade e do campo elétrico.
Em cabos XLPE envelhecidos ou com impurezas/defeitos, surgem mecanismos de relaxação que elevam \( \tan\delta \) e a permissividade, explicando o aquecimento observado mesmo sem sobrecorrente.
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