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Isolantes Liquidos elétricos para equipamentos elétricos
Tipologia: Resumos
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Não perca as partes importantes!
Isolantes líquidos
-Os isolantes líquidos têm, geralmente na prática, funções de isolamento e de refrigeração.
-Como refrigerante, retira o calor gerado internamente ao elemento condutor, transferindo-o a radiadores, mantendo dentro de níveis admissíveis a temperatura de trabalho do equipamento.
-Entre os isolantes líquidos destacam-se:
Isolantes líquidos
Óleo Mineral
-Os óleos para fins isolantes são processados através de rigorosa purificação e têm seu uso mais comum nos transformadores, cabos, capacitores, disjuntores e chaves a óleo.
-Com o desenvolvimento de novos materiais com melhores características elétricas, o óleo vem sendo gradativamente substituído, mas ainda é muito utilizado.
-Estes óleos devem ser altamente estáveis e ter baixa viscosidade, pois além de isolar por impregnação, devem transmitir bem o calor.
Isolantes líquidos
Óleo Mineral
-Este é um problema típico dos transformadores onde o óleo deve transferir para as paredes do tanque o calor gerado nos enrolamentos, caso em que óleos mais densos não se prestariam a esta função.
-No caso de dispositivos de manobra e de comando, o óleo deve fluir rapidamente entre os contatos para extinguir o mais rapidamente possível o arco elétrico.
-Em cabos e capacitores, o óleo também deve fluir facilmente de forma a impregnar adequadamente os dielétricos e também, por deslocamento, eliminar a presença do ar e umidade, comum em dielétricos fibrosos.
Isolantes líquidos
Óleo Mineral
-A rigidez dielétrica, ou tensão de ruptura, para óleos novos e sem umidade, deve ser de 200kV/cm para temperaturas de -40°C a +50°C, no caso de transformadores e de 120kV/cm para disjuntores.
-A rigidez dielétrica mínima também varia com a classe de tensão e o tipo de equipamento.
Exemplos: de 80 a 140kV/cm para transformadores de rede ou para instrumentos, na classe de tensão de 34, a 220kV; de 40 a 80kV/cm para dispositivos de comando, na classe de tensão de 34,5 a 69kV.
Isolantes líquidos
Óleo Mineral
-Merece uma atenção especial o problema de envelhecimento dos óleos isolantes, razão pela qual deve ser providência de rotina uma sistemática de verificação da tensão de ruptura ou rigidez dielétrica.
-Os sistemas de manutenção preveem a retirada periódica de amostras de óleo dos equipamentos para a verificação de suas características isolantes, pois, num período relativamente curto (em média 2 a 3 anos), nota-se uma sensível redução, da ordem de algumas vezes, da sua rigidez dielétrica.
Isolantes líquidos
Óleo Mineral
-Apesar do rigor dos processos de refinação, que elimina as matérias mais facilmente modificáveis, a oxidação via catalítica pode aparecer no equipamento à presença do cobre.
-A luz do dia também pode ser um agente do processo de envelhecimento do óleo, motivo pelo qual o mesmo deve ficar protegido dos raios de luz.
-Algumas cadeias típicas de carbono que compõe o óleo se oxidam com mais facilidade, dando origem a ácidos orgânicos, água e materiais voláteis.
Isolantes líquidos
Óleo Mineral
-A ação do campo elétrico e descargas internas ao equipamento, pode provocar decomposições moleculares progressivas, gerando produtos que irão separar-se do óleo, dando origem às chamadas lamas.
-Como as lamas podem se formar em qualquer região do líquido isolante contido no equipamento e são mais densas que o óleo, tendem a se depositar no fundo do tanque, entretanto, em seu caminho descendente, este material pode depositar-se nos enrolamentos, núcleos e outras partes do equipamento.
Isolantes líquidos
Óleo Mineral
-Essa formação prejudica a ação refrigerante do óleo e provoca a elevação da temperatura do equipamento, podendo leva-lo à destruição.
-Os óleos minerais têm o grave problema da inflamabilidade, não por contato com chama, mas por combustão espontânea quando é sobreaquecido, o que pode provocar graves acidentes.
-Por tal motivo, o óleo mineral utilizado em equipamentos elétricos deve ter sua temperatura permanentemente controlada.
Isolantes líquidos
Óleo Mineral
-Para substituir o óleo mineral em algumas aplicações, foi desenvolvido, anteriormente aos óleos a base de silicone, o askarel.
Askarel
-É um pentaclorodifenil que se destaca por não ser inflamável, mas apresenta uma série de graves problemas: enquanto os óleos minerais são neutros, os askaréis, devido à presença do cloro, atacam o sistema respiratório e visual das pessoas que os manuseavam, e ainda manuseiam.
Isolantes líquidos
Askarel
-Sua temperatura de trabalho (110°C0 é um pouco superior à do óleo mineral.
-O askarel, sendo um difenil associado ao cloro, pode apresentar produtos sólidos, à temperatura ambiente, e produtos líquidos que têm um ponto de solidificação não muito baixo.
-Por este último motivo foi bem menos usado em países de invernos mais rigorosos, pois a baixas temperaturas o askarel perde a função de elemento transmissor de calor (motivo mela qual as multinacionais direcionaram as vendas desse óleo sintético1!).
Isolantes líquidos
Askarel
-O askarel também não pode ser aplicado quando sujeito a arcos voltaicos expostos, pois, por aquecimento externo, ocorrerá a quebra da cadeia de hidrogênio e cloro, provocando a liberação do cloro.
-O emprego do askarel, de forma geral, restringiu-se a cabos e capacitores isolados em papel e tem seu uso proibido no Brasil desde 1980.
-Deve ser manuseado e descartado com devidos cuidados, uma vez que ainda existem em operação muitos equipamentos que utilizam como óleo isolante.
Isolantes líquidos
Askarel
-O custo do askarel era da ordem de 10 vezes superior aos óleos minerais, o que, felizmente, restringiu seu emprego à época em que foi introduzido no mercado.
-Alguns nomes comerciais que foram dados ao askarel: Clophen, Inerteen, Aroclor.
Óleos de Silicone
-Os óleos de silicone [Si-O-Si] associado a grupos metílicos e fenólicos são incolores e transparentes e disponíveis em uma ampla faixa de viscosidades e pontos de ebulição.
Isolantes líquidos
Óleos de Silicone
-Têm ponto de chama elevado [acima de 300°C] e baixo ponto de solidificação [-100°C].
-A faixa de emprego situa-se entre 200°C e -60°C.
-Sua viscosidade não varia proporcionalmente com a temperatura, comparativamente aos óleos minerais.
-São recomendados para temperaturas de trabalho muito altas ou muito baixas.
