Um **Transformador Corrente Magneto-Óptico (MOCT)** mede alta corrente usando **Efeito Faraday** — rotação polarização luz em campo magnético — fornecendo **isolação galvânica** inerente na fibra óptica. É sensor premier para aplicações **EAT/UAT (>245kV) e smart grid**.
Princípio Operação: Efeito Faraday
Luz linearmente polarizada passa através **vidro magneto-óptico** (ex: SF-57, TGG - Granato Gálio Terbium) ou **fibra óptica** (sensores todo-fibra) submetida a campo magnético (H) circulando condutor.
Ângulo Rotação: θ = V × ∫ H·dl = V × N × I
- V = Constante Verdet (propriedade material, rad/T·m).
- N = Número voltas fibra ao redor condutor (comprimento caminho óptico).
- I = Corrente Condutor.
**θ ∝ I** — Medição direta, linear, instantânea.
Arquitetura
- Cabeça Sensor: Fibra óptica enrolada N voltas em forma isolante ao redor condutor (Live Tank) ou dentro bucha (Dead Tank). Ou prisma vidro bulk.
- Fonte Luz: Laser Diodo (1310nm / 1550nm) → Polarizador → Sensor.
- Detecção: Analisador (Polarizador 45°/90°) + Fotodetector → Intensidade ∝ sen²(θ) ou coss²(θ).
- Processamento Sinal: Detecção sensível fase (lock-in) ou Processamento Sinal Digital (DSP) para linearizar & extrair θ → Valor Corrente Digital.
- Saída: IEC 61850 GOOSE / Valores Amostrados (SV) / Analógico (4-20mA) / Equivalente Rogowski.
Vantagens-Chave Sobre TC Convencional (Núcleo Ferro)
| Parâmetro | TC Convencional | MOCT |
|---|
| Saturação | Sim (offset CC, Falta Alta) | Nenhuma (Sem núcleo magnético) |
| Largura Banda Frequência | ~10 kHz (limitado L/R) | CC a >1 MHz (Harmônicas, Transitórios, Ondas Viajantes) |
| Isolação | Óleo/SF6/Resina (Risco falha) | Inerente (Fibra Óptica) — Suporta 100s kV |
| Tamanho / Peso | Grande, Pesado (Tanque óleo) | Compacto, Leve (Bobina fibra) |
| Imunidade EMI | Moderada | Total (Dielétrica) |
| Linearidade | Boa (<10% nominal), Ruim (falta) | Excelente (0,1% - 200% nominal) |
| Risco Incêndio/Explosão | Óleo | Nenhum |
Desafios e Soluções
- Deriva Temperatura (Constante Verdet): Compensada por fibra referência (espelho Faraday) / calibração DSP.
- Birefringência Linear (Estresse fibra): Fibra fiada / Vidro recozido / Detecção diversidade polarização.
- Custo: Maior que TC convencional. Justificado em EAT, GIS, Subestações Digitais, HVDC.
Aplicações
- Subestações Digitais (IEC 61850 Process Bus): MOCT + MOVT (Tensão) → Unidade Fusão → Controlador Baia (Sem cabos cobre pátio).
- Estações Conversoras HVDC: Medição CC + Harmônicas (TC convencional cego para CC).
- GIS (Chaveamento Isolado Gás): Sensor compacto cabe flange.
- Monitoramento Área Amplia (WAMS/PMU): Alta largura banda para fasores sincronizados + ondas viajantes.
- Localização Faltas (Onda Viajante): Largura banda MHz permite localização precisa faltas TW.
Normas
IEC 61869-6, IEC 61869-10 (Transformadores Instrumento Digitais), IEEE C37.235, IEEE C37.92.
