ÁREA: Materiais
TÍTULO: ESTUDO DA RIGIDEZ DIELÉTRICA DE ÓLEOS VEGETAIS E DE BLENDAS PARA UTILIZAÇÃO EM TRANSFORMADORES ELÉTRICOS
AUTORES: MELO, S.M. (UFPI) ; FIGUEIREDO, F.C. (CAT-UFPI) ; SANTOS, R.C.DOS (UFPI) ; LEAL, J.S. (UFPI) ; SANTOS J.R.DOS (UFPI)
RESUMO: Transformadores elétricos utilizam óleo mineral como líquido isolante,entretanto devido ao seu alto nível de toxicidade,caráter poluidor,bem como sua possível escassez, tem-se buscado alternativas a fim de substituir esses fluidos por líquidos isolantes provenientes de fontes naturais. O ensaio de rigidez dielétrica (ERD) de óleos vegetais foi determinado de acordo com as normas, ASTM D1816 e ASTM D877,para validação do uso desses óleos e misturas em transformadores elétricos.Os óleos de babaçu e mamona apresentaram ERD acima de 30 kV.O estudo das blendas mostrou a dependência da proporção que pode interferir na rigidez desse líquido isolante,sendo que a melhor foi de 40:60% babaçu x mamona.Os óleos regionais e as blendas podem ser utilizados como líquidos isolantes em transformadores.
PALAVRAS CHAVES: óleos vegetais, transformadores elétricos, rigidez dielétrica
INTRODUÇÃO: Os transformadores elétricos são máquinas que fazem a transferência de energia de um circuito para outro mantendo a frequência de transmissão e podendo variar os valores de corrente e tensão (MILASCH,1984). Líquidos isolantes fazem parte do isolamento elétrico e conduzem o calor do núcleo para a periferia, pois apresentam como finalidade o isolamento e a refrigeração do equipamento (MILASCH,1984). Entretanto, convencionalmente são utilizados óleos minerais, que são parafínicos ou naftênicos e que representam grande risco para o meio ambiente, podendo contaminar tanto o solo como os lençóis freáticos, quando estão em manutenção ou quando ocorre algum vazamento (MILASCH,1984). Por isso, o estudo para a utilização de outros líquidos isolantes, em especial, óleos vegetais, tem sido objeto de muitos estudos em todo o mundo (TENBOHLEN et al., 2010). Esse trabalho apresenta o estudo de um dos principais ensaios realizados em companhia energética, a fim de verificar a compatibilidade de óleo, típicos da região, óleo de babaçu e o óleo de mamona, são óleos saturados e insaturados respectivamente, com altas estabilidades à oxidação. A rigidez dielétrica é a medida da capacidade do líquido isolante de resistir ao impacto elétrico. De acordo com as normas VDE 0307 (NBR 10859), ASTM D1816 e ASTM D877 (NBR 6869), o líquido isolante deve apresentar valor mínimo de rigidez dielétrica de 30 kV (ASTM,2004). O estudo envolve essa medida que é imprescindível para o enchimento do transformador com óleo vegetal isolante. Caso esse valor seja abaixo do padrão, descarta-se definitivamente essa alternativa biodegradável.
MATERIAL E MÉTODOS: O ensaio de rigidez dielétrica é realizado em equipamento de ERD que foi calibrado usando a norma em VDE 0370 (2kV/s) eletrodo tipo calota diâmetro 36 mm; espaço entre eletrodo de 2.5 mm, e funciona em ciclos de ensaios automáticos que obedecem às normas ASTM D1816 e ASTM D877 (NBR 6869) (ASTM,2004). Consiste em colocar uma amostra de óleo entre 2 eletrodos padrão e submetê-la a incrementos constantes de tensão alternada até que ocorra a ruptura do meio isolante e a conseqüente descarga entre os eletrodos. Os óleos vegetais isolantes utilizados são típicos da região do Piauí, óleos de babaçu e mamona. Foram realizados ensaios com os óleos puros e em diferentes proporções de misturas babaçu-mamona, respectivamente: 50-50%, 60-40%, 70-30%, 80%-20% e 90-10%.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os valores referentes aos ensaios de rigidez dielétrica encontram-se na tabela 1.
Dessa forma, podemos verificar que os óleos vegetais puros estão dentro de especificação, portanto com rigidez dielétrica a partir de 30 kV. Para as blendas, observou-se que a proporção dos óleos interfere no valor da rigidez dielétrica, pois apesar de, isoladamente, serem ambos isolantes, verifica-se que a quantidade do óleo de babaçu poderá interferir na rigidez dielétrica, tornando-o inviável à sua aplicação como líquido isolante para transformador elétrico. As interações das hidroxilas do ácido rícino-oléico do óleo de mamona com os ácidos graxos insaturados do óleo de babaçu podem levar a quebra de rigidez dielétrica. Dessa forma os valores de ERD vão diminuindo com a diminuição da quantidade de óleo de mamona nas misturas.
CONCLUSÕES: Os valores para a rigidez dielétrica de óleos vegetais isolantes de babaçu e mamona apresentam-se dentro das especificações técnicas para serem aplicados em transformadores elétricos. Entretanto em blendas, a proporção desses óleos deve ser observada, pois na constituição de 90-10% babaçu-mamona, o fluido apresentou queda drástica em sua resistência de pulso elétrico e o fluido nessa proporção sai de especificação de acordo com a norma. Assim, no caso desses óleos as proporções dentro do padrão estabelecido pelas normas são 60-40%, 70-30%, 60-40% e 50-50% babaçu-mamona.
AGRADECIMENTOS: UFPI, ELETROBRÁS – Seção Piauí, CAPES e FUNDETEC.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1ASTM Standard D1816, 2004e1, “Standard Test Method for Dielectric Breakdown Voltage of Insulating Liquids Using Disk Electrodes1", ASTM International, West Conshohocken, PA, 2004, DOI: 10.1520/C0033-03E01, www.astm.org., 2MILASCH, M.; Manutenção de Transformadores em Líquido Isolante.1984. 3 TENBOHLEN, S., KOCH, M., Aging performance and moisture solubility of vegetable oils for Power Transformers. IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 25, NO.2, p. 825- 830. April, 2010.
