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Laboratório de Análise de Óleo
Análise cromatográfica de gases
(NBR 7274 E 7070)
A análise dos gases dissolvidos por cromatografia gasosa é o ensaio de monitoramento mais importante aplicado a equipamentos elétricos imersos em óleo isolante.
Este ensaio é extremamente sensível e permite a obtenção de informações cruciais sobre as condições operativas do transformador, podendo indicar, por exemplo, a presença de descargas elétricas internas, sobreaquecimento, pontos quentes e outros defeitos incipientes.
Para isso, são analisados a presença de nove gases, sendo Hidrogênio (H2), Oxigênio (O2), Nitrogênio (N2), Monóxido de Carbono (CO), Dióxido de Carbono (CO2), Metano (CH4), Etileno (C2H4), Etano (C2H6) e Acetileno (C2H2).
A concentração destes no óleo, a relação entre a concentração destes e a taxa de crescimento em um determinado período, fornecem um diagnóstico preciso do estado operativo do equipamento, permitindo que em casos de defeitos incipientes, sejam adotados procedimentos corretivos adequados.
Análise físico-quimica
Rigidez dielétrica (NBR 6869)
A rigidez dielétrica é a medida da capacidade dos óleos isolantes para suportar tensões elétricas sem apresentar ruptura do dielétrico. O teste envolve a aplicação de uma tensão alternada a uma taxa controlada a dois eletrodos imersos no fluido isolante, separados por uma distância padrão.
Quando da aplicação da tensão, em um determinado momento ocorre a ruptura do dielétrico, neste instante é registrado a tensão de ruptura dielétrica do líquido isolante.
Contaminantes, como água, sedimentos e partículas condutoras reduzem a rigidez dielétrica do óleo isolante. A combinação destes contaminantes tendem a reduzir a rigidez dielétrica em um grau maior do que os mesmos contaminantes isoladamente.
Análise físico-quimica
Teor de água no óleo (NBR 10710)
A água no óleo isolante, mesmo que em pequenas quantidades, é muito prejudicial, pois é atraída para as zonas de maior “stress” elétrico.
A água acelera a degradação tanto da isolação celulósica quanto do próprio óleo isolante, liberando mais água neste processo de deterioração.
A “rigidez dielétrica” do sistema isolante é uma função direta do conteúdo de água. Num equilíbrio dinâmico, a água migra tanto da isolação sólida para o óleo isolante quanto o inverso, em função das mudanças de temperatura de operação.
Análise físico-quimica
Índice de Neutralização (NBR 14248)
Os óleos isolantes podem conter constituintes ácidos na forma de aditivos, ou em maior grau, na forma de produtos de degradação. A concentração destes ácidos aumenta rapidamente dependendo do sistema de conservação do óleo.
Quando existem altas concentrações de oxigênio dissolvido no óleo e temperaturas de operação elevadas, a velocidade de formação destes ácidos aumenta significativamente.
O valor de acidez do óleo indica a vida remanescente deste óleo antes que ele contribua para a degradação de outras partes do transformador, principalmente a isolação celulósica. Se a acidez aumenta significativamente, procedimentos corretivos de manutenção, como a substituição, ou regeneração do óleo isolante devem ser tomados a fim de se evitar maiores danos à isolação celulósica.
Melhorias nos sistemas de preservação do óleo evitando-se a entrada de oxigênio também contribuem para se diminuir a formação de ácidos e outros produtos de degradação.
Análise físico-quimica
Cor (NBR 14483)
A cor de um óleo novo geralmente é aceita como um índice do grau de refinamento.
Para óleos em serviço, um aumento na escala de cor ASTM é um indício de contaminação, deterioração, ou ambos.
Análise físico-quimica
Fator de Perdas dielétricas ( NBR 12133)
Fator de dissipação (ou Fator de Potência) - é a medida das perdas dielétricas em um líquido isolante elétrico, quando este é submetido a um campo elétrico em corrente alternada.
A análise do fator de dissipação é um instrumento útil no controle de qualidade do óleo, sendo indicativo de contaminação do óleo ou degradação do óleo em serviço.
Resistividade de um líquido é uma medida da propriedade de isolamento elétrico em condições comparáveis às do teste.
Uma alta resistividade reflete um baixo teor de íons livres e partículas com carga, e normalmente indica uma baixa concentração de contaminantes.
Valores baixos de resistividade são um sinal de que o óleo contém partículas contaminantes e ou produtos de oxidação.
Análise físico-quimica
Tensão Interfacial (NBR 6234)
A tensão interfacial mede a força necessária para se romper a interface entre dois líquidos não miscíveis, neste caso óleo e água.
O teste é sensível à presença de compostos de oxidação, derivados da degradação do óleo isolante, com características polares, como ácidos, ésteres e outros, e contaminantes polares derivados de materiais construtivos, ou da degradação dos materiais isolantes sólidos.
Medidas de tensão interfacial em óleos isolantes elétricos proporcionam um meio sensível para detectar pequenas quantidades de contaminantes polares e solúveis e produtos de oxidação. Um valor elevado para um óleo mineral isolante novo indica a ausência de contaminantes indesejáveis.
O teste é frequentemente aplicado aos óleos em serviço como subsídio a uma indicação do grau de deterioração.
Análise físico-quimica
Densidade (NBR 7148)
Densidade ou gravidade específica do óleo é a relação entre os pesos de volumes iguais de óleo e água, em condições específicas de ensaio.
A gravidade específica do óleo mineral influencia as taxas de transferência de calor.
O ensaio de densidade permite diferenciar os tipos comuns de óleo, como naftênico, parafínico, silicone e outros. Além disso permite verificar ocorrências de misturas indevidas com solventes.
Enxofre Corrosivo (NBR 10505)
A presença de compostos de enxofre com potencial corrosivo no óleo isolante é extremamente danoso ao equipamento elétrico.
A avaliação do potencial corrosivo no óleo permite tomar providências para que se minimizem os danos causados por estes compostos.
O problema de corrosividade em óleos isolantes não é novo, mas recentemente muitos transformadores e reatores novos falharam devido à presença do composto conhecido como DBDS ou dibenzil dissulfeto em óleos isolantes.
Ensaio de 2 Furfuraldeido (NBR 15349)
Com o envelhecimento do papel isolante do transformador, são produzidos compostos solúveis em óleo denominados compostos furânicos. Altas concentrações de 2-furfural, o composto de maior predominância, no óleo é uma indicação clara da degradação da celulose.
A determinação dos compostos furânicos deve ser realizada inicialmente para todos os transformadores de potência para ter uma concentração de referência.
Devem-se analisar também os transformadores importantes ao sistema, e os mais antigos, que tenham alta taxa de formação monóxido e dióxido de carbono, detectados por cromatografia gasosa, ou quando outros testes indicam envelhecimento acelerado.
Utilizando a técnica de cromatografia líquida de alto desempenho, esta análise fornece subsídios para avaliação do estado de envelhecimento da isolação celulósica dos transformadores, permitindo tomada de decisões quanto à substituição da unidade ou estudos de confiabilidade e sobrecarga de sistemas de potência.
Ensaio de Teor de PCB (NBR 13882 )
Este teste determina a presença de PCB’s, conhecidas comercialmente por ascarel.
Estas substâncias são perigosas para a saúde, não ocorrendo naturalmente no ambiente, mas frequentemente encontradas no óleo isolante de equipamentos elétricos.
A legislação atual requer que equipamentos que possuem teor de PCB’s acima de 50 mg/kg sejam identificados. Portanto este é um teste essencial para qualquer óleo isolante.
Ensaio de Ponto de Fulgor e Combustão (NBR 11341 )
Descargas elétricas no óleo ou exposição prolongada a temperaturas muito altas podem produzir quantidades suficientes de hidrocarbonetos de baixa massa molecular, causando a diminuição do ponto de fulgor do óleo.
Um ponto de fulgor baixo pode ser uma indicação da presença de produtos combustíveis voláteis no óleo.
Isto pode resultar da contaminação por um solvente, mas em alguns casos, observou-se que a causa era devida a descargas com centelhamento intensivo.
Coletas de amostras de óleo isolante do transformador na subestação
A INTERFACIAL-LAB possui uma equipe especializada na coleta de amostras de óleo de transformadores energizados ou não; no chão ou no poste; seguindo os procedimentos da ABNT.
Estes procedimentos garantem os resultados das análises de óleo, uma vez que uma coleta feita em desacordo com a norma pode comprometer os valores encontrados nos testes no laboratório.