Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Química Tecnológica
TÍTULO: Estudo de Degradação de Óleos Isolantes para Transformadores de Potência Utilizando Dispositivo LCR
AUTORES: Chaves, R.R. (UFMA) ; Carvalho, C.D. (UFMA) ; Souza, D.C. (UFMA) ; Correia, H.C. (UFMA) ; Sinfrônio, F.S.M. (UFMA) ; Silva, F.C. (UFMA)
RESUMO: Os óleos isolantes são utilizados em transformadores de potência com a finalidade
de promover um isolamento elétrico e como dissipadora de calor. Este estudo tem
como objetivo avaliar o grau de degradação térmica em óleos isolantes utilizando
um medidor LCR modificado. As análises foram feitas em triplicada e os analitos
foram submetidos a uma tensão de 1,0 V e a 20 prontos de frequência (100, 200,
300, ..., 2000 Hz) para obtenção de suas constantes dielétricas. Os resultados
demonstram que é possível determinar o nível de degradação do óleo mineral
isolante a partir da análise de seu comportamento dielétrico.
PALAVRAS CHAVES: óleo de transformador; constante dielétrica; degradação térmica
INTRODUÇÃO: Óleo isolante, popularmente conhecido óleo de transformador, é um material
dielétrico responsável pelo arrefecimento e isolação elétrica em transformadores
de potência (YOUNG & FREEDMAN, 2009).
Apesar de existirem óleos isolantes de origem vegetal (soja, girassol, etc.), os
fluidos minerais petroquímicos ainda são os dielétricos líquidos mais utilizados
em redes de distribuição domésticas ou industriais. Todavia, devido a mecanismos
de stress químico e/ou elétricos, tais substâncias sofrem redução de suas
propriedades dielétricas, podendo assim possibilitar a geração de descargas
elétricas parciais e até mesmo de arcos voltaicos (YOUNG & FREEDMAN, 2009).
Assim, este trabalho tem como objetivo avaliar a grau de degradação de óleos
isolantes para transformadores de baixa e média potência mediante determinação
da constante dielétrica em um dispositivo capacitivo modificado.
MATERIAL E MÉTODOS: Óleo isolante, popularmente conhecido óleo de transformador, é um material
dielétrico responsável pelo arrefecimento e isolação elétrica em transformadores
de potência (YOUNG & FREEDMAN, 2009).
Apesar de existirem óleos isolantes de origem vegetal (soja, girassol, etc.), os
fluidos minerais petroquímicos ainda são os dielétricos líquidos mais utilizados
em redes de distribuição domésticas ou industriais. Todavia, devido a mecanismos
de stress químico e/ou elétricos, tais substâncias sofrem redução de suas
propriedades dielétricas, podendo assim possibilitar a geração de descargas
elétricas parciais e até mesmo de arcos voltaicos (YOUNG & FREEDMAN, 2009).
Assim, este trabalho tem como objetivo avaliar a grau de degradação de óleos
isolantes para transformadores de baixa e média potência mediante determinação
da constante dielétrica em um dispositivo capacitivo modificado.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Como esperado, o óleo isolante no limite de sua vida útil, degradado em serviço (no transformador de 500 KVA), apresentou comportamento dielétrico inferior comparado ao óleo comercial sem uso, indicando a ocorrência de mecanismos elétricos/térmicos associados, como pode ser observado na Figura 2. Por outro lado, independente do nível de degradação induzida, todas as amostras isolante apresentaram variações nos valores de constante dielétrica em frequência de varredura inferiores a 800 Hz, principalmente devido a processos de polarização eletrônica e de dipolos permanentes. Tal fato resulta da formação de compostos polares oxigenados gerados durante o processo de termo-decomposição do hidrocarbonetos parafínicos e naftênicos.
Figura 1
Figura 1 - Aparato experimental
Figura 2
Figura 2-a; e Figura 2-b.
CONCLUSÕES: O medidor LCR demonstrou ser apto para determinar o nível de degradação de óleo mineral isolante através do monitoramento dos seus parâmetros dielétricos, uma vez que mudanças significativas nos valores da constante dielétrica em função da variação de frequência puderam ser observadas. Analisando o comportamento da constante dielétrica em função da variação de frequência (100, 200, 300, ..., 2000Hz), foi possível observar uma maior instabilidade nos valores das capacitância obtidas nas frequências menores ou iguais a 700 Hz e que a partir de 800 Hz até 2000 Hz esta variação diminui considerave
AGRADECIMENTOS: A DEUS. A UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO. A CAPES, PELA BASE DE PERIÓDICOS. A FUNÇÃO SOUSÂNDRADE/UFMA. AO LABORATÓRIO CENTRAL DE ENERGIA E AMBIENTE.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: NAIDU, M. S. & KAMARAJU, V., 1966. High voltage engineering. 2ª ed. New York: McGraw-Hill.
SCHMIDT, W., 2010. Materiais Elétricos. 3ª ed. São Paulo: Blucher.
VASCONCELOS, A. C. S., 2010. Tese (Doutorado em Química). Desenvolvimento de um Protótipo para Monitorar a Concentração do Biodiesel no Diesel por Capacitância, João Pessoa: s.n.
YOUNG, H. D. & FREEDMAN, R. A., 2009. Física III: Eletromagnetismo. 12ª ed. São Paulo: Addison Wesley.