UM O sensor de voltagem , ou transdutor de tensão, é um componente de detecção essencial que captura o potencial elétrico e converte sinais brutos de alta tensão em saídas seguras e padronizadas de baixo nível para medição, proteção de relé e controle do sistema de energia. Serve como “olho de tensão” de equipamentos elétricos, amplamente utilizado em redes elétricas, eletrônica de potência, acionamentos industriais e novas estações de energia, e opera seguindo diferentes regras físicas dependendo de seu projeto.
O tipo mais básico depende do princípio do divisor de tensão resistivo. Dois resistores de precisão são conectados em série através da tensão medida. Pela lei de Ohm, a tensão se distribui proporcionalmente de acordo com o valor da resistência. O sensor capta a queda de tensão no resistor menor para calcular a tensão de entrada original. Esta estrutura simples funciona bem para placas de circuito de baixa tensão e testes de laboratório. No entanto, gera perda contínua de energia térmica e sofre desvios de temperatura, por isso não é aplicável para cenários de transmissão de alta tensão.
Para sistemas de energia tradicionais, os transformadores de tensão indutivos (TP/TP) dominam. Estruturalmente semelhantes a um transformador convencional, utilizam indução eletromagnética. O enrolamento primário se conecta à linha de alta tensão e a tensão alternada cria um fluxo magnético variável dentro do núcleo de ferro. O fluxo então induz uma baixa tensão padronizada e reduzida no enrolamento secundário, normalmente 100 V para proteção da rede. Esta tecnologia madura oferece precisão estável sob condições nominais, mas tem pontos fracos óbvios: o núcleo de ferro pode saturar sob surtos de falha e riscos de ressonância ferromagnética podem aparecer em ambientes de tensão ultra-alta. Também é volumoso e pesado.
Os transformadores de tensão capacitivos (CVT) são outra solução convencional de alta tensão. Uma pilha de capacitores em série divide a tensão de entrada pela reatância capacitiva. Um indutor de sintonia compensa o erro de fase, produzindo um sinal secundário utilizável. Os CVTs são mais leves que os TPs com núcleo de ferro e são comumente instalados em linhas de transmissão aéreas de alta tensão.
As subestações digitais modernas adotam cada vez mais sensores ópticos de tensão construídos em torno do efeito Pockels. Quando a tensão é aplicada através de um cristal eletro-óptico, o cristal altera o ângulo de polarização da luz laser que passa por ele. Um fotodetector traduz essa mudança de polarização em uma leitura elétrica. Este design óptico elimina bobinas metálicas e núcleos de ferro, oferecendo excelente isolamento e forte imunidade a interferências eletromagnéticas.
Quase todos os sensores de voltagem integram circuitos de pós-condicionamento para filtragem, amplificação e isolamento elétrico. A saída final pode ser sinais analógicos como 4–20 mA ou dados digitais para relés de proteção e plataformas de monitoramento. Emparelhados com sensores de corrente como as bobinas de Rogowski, os sensores de volt fornecem os dados principais que mantêm os sistemas de energia mensuráveis, controláveis e seguros.
