A IMPORTÂNCIA DA ANÁLISE DE ÓLEO
EM TRANSFORMADORES
Um dos mais importantes itens na manutenção preventiva.
Explicação técnica.
Líquidos isolantes elétricos – Descritivo técnico analise física química e cromatográfica.
1.0. Critérios de controle de óleo isolanteA confiabilidade operativa dos equipamentos num sistema elétrico é uma condição que se torna cada vez mais necessária e imprescindível. Para se obter esta confiabilidade é essencial o controle de qualidade do Óleo Isolante em operação empregando-se técnicas de manutenção preventivas capazes de evitar falhas.
O acompanhamento e a manutenção da qualidade do Óleo Isolante são etapas essenciais para assegurar uma vida útil maior do isolamento e um desempenho confiável do sistema.
2.0. Controle da qualidade do óleo isolante
Para que possa atender satisfatoriamente o duplo papel de dielétrico e agente de transferência de calor, ele deve possuir certas propriedades básicas, tais como: Rigidez Dielétrica suficiente para suportar as tensões dielétricas impostas pelo serviço e viscosidade adequada para que sua capacidade de circular e transferir calor não sejam prejudicados. Além disso, deve ter resistência à oxidação adequada para assegurar uma longa vida em serviço.
Para que possa atender satisfatoriamente o duplo papel de dielétrico e agente de transferência de calor, ele deve possuir certas propriedades básicas, tais como: Rigidez Dielétrica suficiente para suportar as tensões dielétricas impostas pelo serviço e viscosidade adequada para que sua capacidade de circular e transferir calor não sejam prejudicados. Além disso, deve ter resistência à oxidação adequada para assegurar uma longa vida em serviço.
Como o Óleo Isolante se deteriora em serviço, estas propriedades podem ser afetadas, prejudicando assim o bom funcionamento do equipamento.
A deterioração do Óleo começa logo após o contato com o equipamento e é influenciada pelos seguintes fatores: presença de oxigênio, temperaturas elevadas, presença de metais e umidade que atuam como catalisadores das reações de oxidação.
Numa fase inicial de oxidação formam-se produtos solúveis no Óleo a quente, porém insolúveis no Óleo a frio, podendo precipitar nas regiões mais frias do equipamento. Num estágio avançado de oxidação formam-se borras que podem ser insolúveis mesmo no Óleo quente e se depositam sobre a isolação sólida, núcleo e paredes do tanque. Além de prejudicar a troca de calor e alterar as características dielétricas do Óleo, a formação destes produtos acelera o envelhecimento do papel, diminuindo a vida útil do isolamento.
Além dos produtos de oxidação, outros contaminantes como: água, partículas sólidas e compostos polares solúveis podem se acumular no Óleo durante o serviço e alterar suas características.
A qualidade do Óleo isolante pode ser avaliada através dos seguintes ensaios: Tensão Interfacial, Índice de Neutralização, Rigidez Dielétrica, Teor de Água, Perdas Dielétricas e Cor.
Os resultados destes ensaios fornecem informações valiosas, a partir das quais pode-se decidir por um recondicionamento ou regeneração do Óleo, garantindo assim sua qualidade em serviço.
Os resultados destes ensaios fornecem informações valiosas, a partir das quais pode-se decidir por um recondicionamento ou regeneração do Óleo, garantindo assim sua qualidade em serviço.
Detecção de Falhas Incipientes através da Análise Cromatográfica dos Gases Dissolvidos no Óleo Isolante.
Durante a operação de um transformador ou reator, o Óleo e outros materiais dielétricos sofrem sob a ação da temperatura e tensões elétricas, processos de decomposição química que resultam na formação de gases que se dissolvem total ou parcialmente no Óleo. Os principais gases formados são: Hidrogênio, Monóxido de Carbono, Dióxido de Carbono, Metano, Etileno, Etano e Acetileno.
O monitoramento da evolução destes gases é feito através da Análise Cromatográfica, o que permite detectar falhas ainda incipientes e acompanhar seu desenvolvimento. Assim, falhas do tipo: arco elétrico, superaquecimento e descargas parciais geram gases característicos e através da avaliação da quantidade e perfil de composição da mistura gasosa, pode-se identificar a natureza e gravidade do problema. Isto possibilita a programação antecipada de desligamentos no sistema para correção dos problemas.
Além da grande vantagem de evitar despesas com grandes reparos ou até mesmo com a perda total do equipamento, a Análise Cromatográfica não requer desligamentos e nem transporte de aparelhagem para o local, ao contrário do que ocorre com os ensaios elétricos. Uma amostra de Óleo é colhida em uma seringa com o equipamento energizado e enviada ao Laboratório da DATALINK para análise.
3.0. Analise físico químico:
Cor e aparência
A Cor não é uma propriedade crítica, porém é útil se associada a outros ensaios. À medida que o Óleo vai oxidando a sua Cor vai escurecendo.
Cor e aparência
A Cor não é uma propriedade crítica, porém é útil se associada a outros ensaios. À medida que o Óleo vai oxidando a sua Cor vai escurecendo.
A observação da aparência da amostra é importante já que se pode detectar presença de sedimentos, borra sujeira e água livre e/ou emulsionada.
Teor de água
A Água pode originar-se da atmosfera ou ser produzida pela deterioração de materiais isolantes. Ela pode estar presente no Óleo de três formas: livre, emulsionada ou dissolvida.
Tanto a Água livre quanto a emulsionada causam decréscimo na Rigidez Dielétrica e em menor grau em aumento nas Perdas Dielétricas.
A Água pode originar-se da atmosfera ou ser produzida pela deterioração de materiais isolantes. Ela pode estar presente no Óleo de três formas: livre, emulsionada ou dissolvida.
Tanto a Água livre quanto a emulsionada causam decréscimo na Rigidez Dielétrica e em menor grau em aumento nas Perdas Dielétricas.
A Água dissolvida pode ou não afetar as propriedades elétricas dependendo do estado de deterioração do Óleo. Um elevado Teor de Água, além de prejudicar as propriedades dielétricas do Óleo e diminuir a resistência de isolamento do equipamento, acelera a deterioração química do papel isolante e do próprio Óleo. Óleos que apresentam Teor de Água alta e Rigidez Dielétrica baixa devem ser recondicionados.
Rigidez dielétrica
Mede a capacidade que um Óleo Isolante tem em suportar tensões elétricas sem falhar. Água livre e partículas sólidas, particularmente estas últimas quando combinadas com altos níveis de água dissolvida reduzem drasticamente a Rigidez Dielétrica.
Mede a capacidade que um Óleo Isolante tem em suportar tensões elétricas sem falhar. Água livre e partículas sólidas, particularmente estas últimas quando combinadas com altos níveis de água dissolvida reduzem drasticamente a Rigidez Dielétrica.
O ensaio de Rigidez Dielétrica não é sensível a produtos de oxidação do Óleo.
Tensão interfacial
É a medida d força necessária para se romper uma interface óleo/água. Quando o Óleo é novo esta interface é rígida e a força é grande. À medida que o Óleo vai deteriorando vão se formando compostos polares que tendem a se concentrar na interface óleo/água e quanto maior for esta concentração menor será o valor da Tensão Interfacial.
É a medida d força necessária para se romper uma interface óleo/água. Quando o Óleo é novo esta interface é rígida e a força é grande. À medida que o Óleo vai deteriorando vão se formando compostos polares que tendem a se concentrar na interface óleo/água e quanto maior for esta concentração menor será o valor da Tensão Interfacial.
Este ensaio é sensível tanto a produtos de oxidação quanto a contaminantes polares solúveis.
Índice de neutralização
É a medida dos constituintes ou contaminantes ácidos no Óleo.
Este valor aumenta como resultado da oxidação.
Este valor aumenta como resultado da oxidação.
Perdas dielétricas
Este ensaio detecta a presença de contaminantes polares solúveis no Óleo, produtos de oxidação, Água, partículas metálicas, etc.
É um ensaio muito sensível, mesmo quando a contaminação é pequena.
O ensaio pode ser feito a 25º C, 90º C ou a 100º C.
O ensaio pode ser feito a 25º C, 90º C ou a 100º C.
4.0. Periodicidade de ensaios
Anualmente. Quando este se encontra dentro dos parâmetros normais.
Anualmente. Quando este se encontra dentro dos parâmetros normais.
5.0. Cromatografia
Consta de três fases distintas: extração dos gases dissolvidos através de vácuo e agitação da amostra coletada em seringa, a análise cromatográfica desta mistura gasosa e a interpretação dos resultados obtidos.
Consta de três fases distintas: extração dos gases dissolvidos através de vácuo e agitação da amostra coletada em seringa, a análise cromatográfica desta mistura gasosa e a interpretação dos resultados obtidos.
Comparando a evolução dos gases dissolvidos no Óleo isolante, através dos resultados obtidos pela Análise Cromatográfica e estabelecendo as relações de gases de acordo com critérios preestabelecidos (por exemplo: Rogers, IEC, Duval, Dornemburg, Doble ou Pugh e Laborelec), é possível identificar a falha incipiente que está se desenvolvendo, bem como a sua gravidade, antes que danos maiores possam ocorrer ao equipamento.
5.1. Diagnósticos:
Arco
Grandes quantidades de hidrogênio e acetileno são produzidas, com pequenas quantidades de metano e etileno. Dióxido e monóxido de carbono também podem ser formados caso a falha envolva a celulose.
O óleo poderá ser carbonizado.
Gás – Chave – Acetílio.
Grandes quantidades de hidrogênio e acetileno são produzidas, com pequenas quantidades de metano e etileno. Dióxido e monóxido de carbono também podem ser formados caso a falha envolva a celulose.
O óleo poderá ser carbonizado.
Gás – Chave – Acetílio.
Descargas parciais
Descargas elétricas de baixa energia produzem, hidrogênio e metano, com pequenas quantidades de etano e etileno. Quantidades comparáveis de monóxido e dióxido de carbono podem resultar de descargas em celulose.
Gás – Chave – Hidrogênio
Descargas elétricas de baixa energia produzem, hidrogênio e metano, com pequenas quantidades de etano e etileno. Quantidades comparáveis de monóxido e dióxido de carbono podem resultar de descargas em celulose.
Gás – Chave – Hidrogênio
Óleo superaquecido
Os produtos de decomposição incluem etileno e metano, juntamente com quantidades menores de hidrogênio e etano. Traços de acetileno podem ser formados se a falha é severa ou se envolver contatos elétricos.
Gás – Chave – Etileno
Os produtos de decomposição incluem etileno e metano, juntamente com quantidades menores de hidrogênio e etano. Traços de acetileno podem ser formados se a falha é severa ou se envolver contatos elétricos.
Gás – Chave – Etileno
Celulose superaquecida
Grandes quantidades de dióxido e monóxido de carbono são liberadas da celulose superaquecida, Hidrocarbonetos gasosos, como metano e etileno, serão formados se afalha envolver una estrutura impregnada em óleo.
Gás – Chave – Monóxido de Carbono
Grandes quantidades de dióxido e monóxido de carbono são liberadas da celulose superaquecida, Hidrocarbonetos gasosos, como metano e etileno, serão formados se afalha envolver una estrutura impregnada em óleo.
Gás – Chave – Monóxido de Carbono
Eletrólise
A decomposição eletro; etílica da água ou a decomposição da água associada com a ferrugem resulta na formação de grandes quantidades de hidrogênio, com pequenas quantidades dos outros gases combustíveis.
Gás – Chave – Hidrogênio.
Gás – Chave – Hidrogênio.
Á análise cromatográfica é uma técnica sensível e confiável de monitoramento das condições dos equipamentos , complementando os resultados de ensaios elétricos. Em certos casos de falhas incipientes a análise cromatográfica se mostra mais eficiente que os ensaios elétricos convencionais, visto que eles não apresentam sensibilidade neste estágio do problema.
O diagnóstico da análise cromatográfica dos gases dissolvidos no óleo apresenta um índice de acerto elevado, desde que o técnico que analisa os resultados tenha experiência com interpretação de resultados e conhecimento da metodologia empregada.
O diagnóstico da análise cromatográfica dos gases dissolvidos no óleo apresenta um índice de acerto elevado, desde que o técnico que analisa os resultados tenha experiência com interpretação de resultados e conhecimento da metodologia empregada.
Periodicidade de ensaios
Semestralmente. Quando este se encontra dentro dos parâmetros normais.
Semestralmente. Quando este se encontra dentro dos parâmetros normais.
6.0. Conclusão
A escolha do momento certo de substituir ou tratar o Óleo Isolante deteriorado deve ser feito com muita cautela. Decisões antecipadas não são economicamente favoráveis.
Decisões atrasadas causam: dificuldade de limpeza do isolamento por processos convencionais, devido a impregnações com produtos da oxidação na celulose; dificuldade de regeneração do Óleo a níveis recomendados devido à presença de alguns produtos de oxidação formados (compostos polares não ácidos), que não são retirados pelo processo; dificuldade de se obter uma resistência à oxidação adequada do Óleo após regeneração, mesmo com adição de inibidores artificiais;
Perda de vida útil do isolamento
A Análise cromatográfica é uma técnica sensível e confiável de monitoramento das condições dos equipamentos, complementando os resultados de ensaios elétricos. Em certos casos de falhas incipientes a Análise Cromatográfica se mostra mais eficiente que os ensaios elétricos convencionais, visto que eles não apresentam sensibilidade neste estágio do problema.
A Análise cromatográfica é uma técnica sensível e confiável de monitoramento das condições dos equipamentos, complementando os resultados de ensaios elétricos. Em certos casos de falhas incipientes a Análise Cromatográfica se mostra mais eficiente que os ensaios elétricos convencionais, visto que eles não apresentam sensibilidade neste estágio do problema.
O diagnóstico da Análise Cromatográfica dos Gases dissolvidos no Óleo apresenta um índice de acerto elevado, desde que o técnico que analisa os resultados tenha experiência com interpretação de resultados e conhecimento da metodologia empregada.
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