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Rastreabilidade a todas as medições de energia elétrica realizadas no País

Atividades da Divisão de Metrologia Elétrica coloca o Inmetro no mesmo nível de seus congêneres estrangeiros.

Ações Inovadoras

 Nas últimas décadas, o uso crescente de cargas não lineares nas redes elétricas de distribuição de energia tem provocado um aumento significativo de harmônicos nas redes, que causam significativas perdas de energia no sistema elétrico.  Tais perdas podem representar até dois dígitos percentuais da energia elétrica consumida, dependendo do nível de harmônicos presentes. Outros exemplos dos efeitos indesejáveis de harmônicos nas redes elétricas são a sobrecarga mecânica e dielétrica de equipamentos e o sobreaquecimento de máquinas, que causa seu envelhecimento acelerado. As implicações econômicas dos efeitos de harmônicos são significativas. A medição confiável da magnitude de harmônicos exige o uso de técnicas de medição refinadas. A introdução de um grande número de cargas não lineares no sistema elétrico também tem resultado em uma deterioração da qualidade de energia da rede elétrica. A Divisão de Metrologia Elétrica do Inmetro acompanha as políticas e diretrizes do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) e da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). A Diele tem colaborado com o aperfeiçoamento das técnicas de medição de potência e energia elétrica e contribuído com o avanço das técnicas de medição de harmônicos e outros distúrbios da rede elétrica. Algoritmos têm sido desenvolvidos para facilitar a análise de sinais complexos por meio de técnicas de amostragem digital. A Diele trabalha também no aperfeiçoamento das técnicas de medição de alta tensão e alta corrente.

O Inmetro dispõe de um Sistema Josephson de Padronização Primária de Tensão C.C. e foi comprovado seu  excelente desempenho em comparação com o Sistema Josephson Compacto do National Institute of Standards and Tecnology dos Estados Unidos (NIST). Atualmente, a Diele trabalha com o Sistema Josephson Programável para estabelecer uma padronização de tensão C.A. destinada a prover rastreabilidade das medições de potência e energia elétrica às constantes físicas fundamentais. Além disso, o Inmetro também dispõe de um Sistema de Padronização Primária de Resistência Baseado no Efeito Hall Quântico.

As atividades de pesquisa e desenvolvimento se concentram nas seguintes áreas: (a) Efeitos quânticos macroscópicos e suas aplicações à metrologia elétrica e (b) Medição de energia elétrica.

 Serviços e pesquisas:

Capacitância e medições em corrente alternada

• Implantação da cadeia de rastreabilidade para a derivação da unidade de

capacitância com base no Efeito Hall Quântico;

• Implementação dos serviços de calibração de resistores em corrente alternada;

• Desenvolvimento de uma ponte coaxial de quatro terminais para medição

de resistência em corrente alternada.

Potência e energia

• Medição de harmônicos em potência e energia elétricas;

• Capacitação laboratorial de referências metrológicas na área de energia elétrica;

• Implementação dos ensaios de dielétricos nos medidores de energia elétrica.

Resistência elétrica

• Implantação da padronização primária de resistência elétrica baseada no

efeito Hall Quântico;

• Medição em altos valores de resistores (acima de 1 teraohm);

• Implementação do sistema de medição de resistores até 1 teraohm;

• Melhoria no Sistema Automatizado de Medição de Resistor Padrão.

Tensão e corrente elétrica

• Melhoria da padronização primária de tensão elétrica contínua, baseada no

Efeito Josephson;

• Desenvolvimento da padronização primária de tensão elétrica alternada,

baseada no Efeito Josephson;

• Implantação da padronização primária de transferência térmica AC-DC.

Transformadores

• Implementação de referência metrológica em alta tensão contínua no

laboratório de transformadores;

• Análise de desempenho e de segurança em filtro de linha;

• Automação laboratorial em serviços de alta tensão e alta corrente;

• Implantação da calibração de campo elétrico em 60 Hz;

• Implantação da calibração de transformadores de instrumentos no campo.

Linha de pesquisa direcionada

Focada mais diretamente no Laboratório de Metrologia Quântica, a unificação dos padrões quânticos permitirá que uma única linha de pesquisa e/ou de projetos seja idealizada e implementada. Como exemplos, podemos citar as melhorias de infraestrutura e logística no manuseio de itens criogênicos, com vistas à criação de uma planta para recuperação de hélio líquido, à captação de recursos com entidades de fomento e à formação de pesquisadores/técnicos visando à familiarização com ambos os processos quânticos do laboratório.

Potencial de demanda a ser atendida

A Aneel emitiu em 23 de março de 2010 a Resolução Normativa nº 398/2010, a qual regulamenta a Lei nº 11.934, de 5 de maio de 2009, no que tange aos limites à exposição humana a campos elétricos e magnéticos originários de instalações de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, na frequência de 60 Hz.

Por essa resolução, as concessionárias de energia deverão fazer as medições dos campos elétricos e magnéticos das suas linhas e subestações com a finalidade de verificar se estão dentro dos limites estabelecidos pela Organização Mundial de Saúde – OMS. Para essas medições, a resolução determina que os instrumentos medidores de campos elétrico e magnético devem possuir certificado de calibração emitido por entidade competente ou por laboratório especializado ou centro de pesquisa. Considerando que não havia na linha de competência prevista pela ABNT NBR ISO/IEC 17025 laboratórios com o perfil estabelecido, a Divisão de Metrologia Elétrica do Inmetro se capacitou para ser o precursor no País em atender a essa grande demanda, pois a questão compulsória representaria um afluxo repentino de necessidades em curto prazo. O Laboratório de Metrologia em Campo Elétrico e Magnético é responsável pela execução dos serviços de calibração de instrumentos medidores de campos elétricos e magnéticos.

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