HIPOT – O que é, para que serve e como é feito

HIPOT – O que é, para que serve e como é feito.
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O ensaio de HIPOT, também chamado de ensaio de rigidez dielétrica ou ensaio de tensão suportável, é um ensaio não destrutivo (às vezes destrutivo) realizado em equipamentos, ferramentas e materiais elétricos para verificar a qualidade das suas isolações elétricas através da aplicação de alta voltagem/tensão (normalmente da ordem de alguns mil volts até mais de 100 mil volts). Fabricantes e laboratórios frequentemente realizam esse tipo de ensaio para garantir a segurança e qualidade dos seus produtos. No Brasil, em alguns segmentos da indústria, esse ensaio é obrigatório, como por exemplo para fabricantes de:

  • Eletrodomésticos: Fabricantes de eletrodomésticos devem realizar esse ensaio em 100% dos equipamentos produzidos, segundo a portaria INMETRO 371/2009.
  • Equipamentos médicos: Fabricantes de equipamentos eletromédicos devem realizar esse ensaio em 100% dos equipamentos produzidos, segundo a portaria INMETRO 350/2010.
  • Bebedouros: Fabricantes de bebedouros devem realizar esse ensaio em 100% dos equipamentos produzidos, segundo a portaria INMETRO 191/2003.
  • Estabilizadores e no-breaks: Fabricantes de estabilizadores e no-breaks devem realizar esse ensaio em 100% dos equipamentos produzidos, segundo a portaria INMETRO 262/2007.
  • Plugues e tomadas: Fabricantes de plugues e tomadas devem realizar esse ensaio por amostragem nos produtos fabricados, segundo a portaria INMETRO 85/2006.

Outros segmentos da indústria eletro-eletrônica realizam o ensaio de HIPOT para satisfazer requisições de clientes ou normas internas:

  • Luminárias: Ensaios de HIPOT normalmente são executados segundo a norma IEC 60598-1.
  • Painéis elétricos: Fabricantes de painéis TTA devem executar o ensaio de HIPOT nos seus painéis segundo a norma NBR IEC 60439-1:2003.
  • Luvas Isolantes: Ensaios de HIPOT normalmente são executados segundo a norma NBR 16295:2014 .
  • Tapetes isolantes de borracha: Ensaios de HIPOT normalmente são executados segundo a norma ASTM D178.
  • Óleo de transformador: Ensaios de HIPOT normalmente são executados segundo as normas NBR 6869 e NBR IEC 60156:2004.
  • Capacetes: Ensaios de HIPOT normalmente são executados segundo a norma NBR 8221:2015 .

Nessa página você encontra informações sobre os princípios de funcionamento do ensaio de HIPOT e instruções básicas para realização do ensaio.

Utilidade

Os ensaios feitos com o HIPOT são ensaios não destrutivos ou destrutivos que tem o objetivo de verificar a qualidade de um isolante elétrico (um material isolante ou a isolação elétrica de um equipamento elétrico/eletrônico).

Um material isolante elétrico é um material cuja condutibilidade elétrica é muito baixa e assim sendo a corrente elétrica praticamente não flui por ele.  Exemplos de isolantes elétricos são: plásticos, borrachas, papéis, cerâmicas e ar. Os diferentes isolantes têm propriedades diferentes e capacidade de isolação diferentes. Cada material tem a capacidade de suportar até um certo valor de tensão (voltagem), e se esse valor for ultrapassado o material deixa de atuar como isolante e começa a permitir a passagem de uma quantidade significativa de corrente elétrica. À essa tensão na qual a capacidade de isolação do material é perdida dá-se o nome de rigidez dielétrica do material.

A capacidade de isolação de materiais isolantes pode ser avaliada através do ensaio de sua rigidez dielétrica. Esse ensaio é feito pelo equipamento HIPOT.

O HIPOT é um equipamento capaz de gerar as altas tensões necessária para realizar os ensaios de rigidez dielétrica, ao mesmo tempo que monitora a corrente para verificar se não houve rompimento. O ensaio é feito aplicando-se a tensão gerada pelo HIPOT entre dois pontos separados pela isolação sob teste, quando há a passagem significativa de corrente o HIPOT indica a reprovação

Em equipamentos elétricos /eletrônicos o ensaio é feito normalmente entre as partes energizadas do equipamento e as partes acessíveis. As partes energizadas devem estar isoladas das partes acessíveis com uma isolação apropriada para garantir que o operador do equipamento não irá sofrer um choque.

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Esquema de um equipamento elétrico/eletrônico.

Ao aplicar uma alta tensão entre as partes energizadas e as partes acessíveis de um equipamento, o HIPOT testa as isolações que separam essas duas partes. Se houver passagem de corrente de uma parte para outra, significa que a isolação não é adequada.

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HIPOT aplicando tensão entre partes energizadas e partes acessíveis de um equipamento elétrico/eletrônico. A isolação que separa as duas partes é testada.

Em ensaios de materiais isolantes, o material sob teste é colocado entre dois eletrodos. O HIPOT aplica a alta tensão entre os eletrodos e monitora a passagem de corrente.

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Ensaio de rigidez dielétrica em um certo material isolante. A tensão V1 aplicada pelo HIPOT não rompe a rigidez dielétrica do material. Já a tensão V2 aplicada pelo HIPOT rompe a rigidez dielétrica do material.

O ensaio de rigidez dielétrica pode ser feito na forma não destrutiva e destrutiva:

  • Forma não destrutiva: Esse método normalmente é usado em ensaios de rotina de equipamentos e ferramentas. Ele consiste em aplicar uma certa tensão (normalmente definida por norma) no isolante e verificar se houve rompimento (se não há passagem de corrente). Não havendo rompimento o equipamento/material é considerado aprovado.
  • Ensaio destrutivo: Esse método normalmente é usado com amostras de material isolante. Ele consiste em usar o HIPOT para aplicar tensão de forma crescente. Ao haver o rompimento determina-se a tensão naquele momento como a tensão de rompimento da rigidez dielétrica.

 

Equipamento HIPOT

O HIPOT é o equipamento que permite a realização do ensaio de rigidez dielétrica ou tensão suportável. Ele gera a alta tensão que será aplicada no isolante sob teste e monitora a passagem da corrente. O nome HIPOT vem do inglês High Potential (alta tensão).

A Entran fornece três equipamentos de HIPOT:

  • HP5300M: Gera até 5kVca, com corrente até 30mA. Operação manual.

HP5300M

  • HP7100: Gera até 5kVca, com corrente até 30mA. Operação programável/automática.

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  • HGI7000: Gera até 5kVca, com corrente até 30mA. Operação programável/automática. Realiza também os ensaios de resistência de aterramento e corrente de fuga.

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  • HG371: Tensões de saída definidas na fabricação até 5kVca, com corrente até 30mA. Operação programável/automática. Realiza também o ensaio de continuidade de aterramento.

HG371

Como fazer

O ensaio de HIPOT pode ser resumido em quatro passos:

  1. Ajustar a tensão do ensaio no equipamento HIPOT.
  2. Ligar os terminais de aplicação de tensão do HIPOT no equipamento/isolante sob teste.
  3. Ativar o HIPOT para aplicar a tensão e monitorar corrente.
  4. Aguardar o tempo de ensaio e analisar o resultado.

Abaixo apresentamos algumas figuras ilustrativas onde são mostradas formas de se usar o  HIPOT para testes  de diversos equipamentos e produtos.

Instruções mais detalhadas dos ensaios podem ser encontradas em: www.segurancaeletrica.com.br

Eletrodomésticos

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HIPOT HP5300M executando ensaio em eletrodoméstico (torradeira). A voltagem é aplicada entre a carcaça metálica (parte acessível) e o pino de fase ou neutro da alimentação (parte energizada).

Equipamentos médicos

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HIPOT HP5500M executando ensaio em equipamento médico (nebulizador). A voltagem é aplicada entre a carcaça (envolta por folha metálica quando composta por material isolante) e o pino de fase ou neutro da alimentação (parte energizada).

Motores de portão

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HIPOT HG371 executando ensaio em motor de portão. Nesse ensaio, assim como em outros eletrodomésticos, a voltagem é aplicada entre a carcaça metálica e o pino de fase ou neutro da alimentação (parte energizada).

Luminárias

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HIPOT HP5300M executando ensaio em uma luminária. A voltagem é aplicada entre a carcaça metálica (parte acessível) e o pino de fase/neutro da alimentação (parte energizada).

Painéis elétricos

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HIPOT HP5300M executando ensaio em painel elétrico. A voltagem é aplicada entre a carcaça ou terminal de aterramento e o barramento energizado.

Cabos

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HIPOT HP5300M executando ensaio em cabo. A voltagem é aplicada entre a dois condutores isolados.

Luvas isolantes

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HIPOT HP5300M executando ensaio em luva isolante. A luva é mergulhada num tanque com água e seu interior também é preenchido com água. Dois eletrodos são usados, um no interior da luva e outro no exterior. A tensão é aplicada entre os dois eletrodos. Normalmente o eletrodo de fora da luva é aterrado.