Materiais Elétricos Isolantes - Eletricos/Aulas/Isolantes e... · Materiais Elétricos Isolantes Isolantes…

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    06-Oct-2018

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<ul><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos -Os isolantes lquidos tm, geralmente na prtica, funes de isolamento e de refrigerao. -Como refrigerante, retira o calor gerado internamente ao elemento condutor, transferindo-o a radiadores, mantendo dentro de nveis admissveis a temperatura de trabalho do equipamento. -Entre os isolantes lquidos destacam-se: leo Mineral Askarel leos de silicone </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos </p><p>leo Mineral </p><p>-Obtido a partir da decomposio (cracking) do petrleo por destilao e composto basicamente por: </p><p> Metano ou leos parafinados do qual se extrai de 3% a 8% de parafina slida; </p><p> Nafta; </p><p> Mistura dos dois anteriores. </p><p> Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos leo Mineral -A temperatura de craking define os subprodutos do petrleo: 40 a 150C benzina; </p><p> 150 a 300C leos leves e combustveis; </p><p> 300 a 350C leos diesel; </p><p> Acima de 350C leos para aquecimento, matria </p><p>prima para leos lubrificantes, leos isolantes, o resduo do processo de destilao o asfalto. </p><p> Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos leo Mineral -Os leos para fins isolantes so processados atravs de rigorosa purificao e tm seu uso mais comum nos transformadores, cabos, capacitores, disjuntores e chaves a leo. -Com o desenvolvimento de novos materiais com melhores caractersticas eltricas, o leo vem sendo gradativamente substitudo, mas ainda muito utilizado. -Estes leos devem ser altamente estveis e ter baixa viscosidade, pois alm de isolar por impregnao, devem transmitir bem o calor. </p><p> Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos leo Mineral -Este um problema tpico dos transformadores onde o leo deve transferir para as paredes do tanque o calor gerado nos enrolamentos, caso em que leos mais densos no se prestariam a esta funo. -No caso de dispositivos de manobra e de comando, o leo deve fluir rapidamente entre os contatos para extinguir o mais rapidamente possvel o arco eltrico. -Em cabos e capacitores, o leo tambm deve fluir facilmente de forma a impregnar adequadamente os dieltricos e tambm, por deslocamento, eliminar a presena do ar e umidade, comum em dieltricos fibrosos. </p><p> Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos leo Mineral -A viscosidade correspondente a cada aplicao fixada por normas e est sempre relacionada temperatura, sobretudo a temperatura mxima admissvel. -O fator de perdas de leos isolantes de qualidade a 20C, deve ser de aproximadamente 0,001 e depende acentuadamente da temperatura. -Por exemplo, leos para capacitores devem ter um fator de perdas inferir a 0,005 a 100C, com um = 25x1012 .mm2/m em estado novo admitindo-se uma reduo para 1/5 desse valor aps um ensaio de envelhecimento de 40 horas. </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos leo Mineral -A rigidez dieltrica, ou tenso de ruptura, para leos novos e sem umidade, deve ser de 200kV/cm para temperaturas de -40C a +50C, no caso de transformadores e de 120kV/cm para disjuntores. -A rigidez dieltrica mnima tambm varia com a classe de tenso e o tipo de equipamento. Exemplos: de 80 a 140kV/cm para transformadores de rede ou para instrumentos, na classe de tenso de 34,5 a 220kV; de 40 a 80kV/cm para dispositivos de comando, na classe de tenso de 34,5 a 69kV. </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos leo Mineral -Merece uma ateno especial o problema de envelhecimento dos leos isolantes, razo pela qual deve ser providncia de rotina uma sistemtica de verificao da tenso de ruptura ou rigidez dieltrica. -Os sistemas de manuteno preveem a retirada peridica de amostras de leo dos equipamentos para a verificao de suas caractersticas isolantes, pois, num perodo relativamente curto (em mdia 2 a 3 anos), nota-se uma sensvel reduo, da ordem de algumas vezes, da sua rigidez dieltrica. </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos leo Mineral </p><p>-Dependendo dos valores encontrados, necessrio proceder a purificao ou filtragem ou, em casos crticos, a substituio do leo envelhecido por leo novo. -O uso de inibidores de envelhecimento discutvel, pois pode ocorrer ataque a outros componentes do equipamento, tendo ainda o inconveniente do alto custo. -A oxidao do leo est sempre presente, pois depende da presena do oxignio do ar e da elevao da temperatura. </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos leo Mineral -Apesar do rigor dos processos de refinao, que elimina as matrias mais facilmente modificveis, a oxidao via cataltica pode aparecer no equipamento presena do cobre. -A luz do dia tambm pode ser um agente do processo de envelhecimento do leo, motivo pelo qual o mesmo deve ficar protegido dos raios de luz. -Algumas cadeias tpicas de carbono que compe o leo se oxidam com mais facilidade, dando origem a cidos orgnicos, gua e materiais volteis. </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos leo Mineral -A ao do campo eltrico e descargas internas ao equipamento, pode provocar decomposies moleculares progressivas, gerando produtos que iro separar-se do leo, dando origem s chamadas lamas. -Como as lamas podem se formar em qualquer regio do lquido isolante contido no equipamento e so mais densas que o leo, tendem a se depositar no fundo do tanque, entretanto, em seu caminho descendente, este material pode depositar-se nos enrolamentos, ncleos e outras partes do equipamento. </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos leo Mineral -As caractersticas dieltricas da lama so ruins e, caso venham a impregnar partes isolantes, iro formar pontos de possveis descargas, levando gradativamente a isolao e deteriorao provocando curtos-circuitos (entre espiras, no caso de transformadores), podendo vir a ocorrer a destruio parcial ou total do equipamento. -O calor gerado por efeito Joule, absolvido pelo leo e transferido para as paredes do tanque do equipamento, provoca a solidificao da lama, a qual assume uma forma muito semelhante do piche, que tem baixo coeficiente de transferncia de calor. </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos leo Mineral -Essa formao prejudica a ao refrigerante do leo e provoca a elevao da temperatura do equipamento, podendo leva-lo destruio. -Os leos minerais tm o grave problema da inflamabilidade, no por contato com chama, mas por combusto espontnea quando sobreaquecido, o que pode provocar graves acidentes. -Por tal motivo, o leo mineral utilizado em equipamentos eltricos deve ter sua temperatura permanentemente controlada. Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos leo Mineral -Para substituir o leo mineral em algumas aplicaes, foi desenvolvido, anteriormente aos leos a base de silicone, o askarel. Askarel - um pentaclorodifenil que se destaca por no ser inflamvel, mas apresenta uma srie de graves problemas: enquanto os leos minerais so neutros, os askaris, devido presena do cloro, atacam o sistema respiratrio e visual das pessoas que os manuseavam, e ainda manuseiam. </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos </p><p>Askarel </p><p>- extremamente agressivo ao meio ambiente quando descartado sem os devidos e onerosos cuidados necessrios. </p><p>-os askaris podem ainda atacar alguns produtos dos componentes de equipamentos eltricos. </p><p>Os askaris tem a vantagem de no formarem subprodutos durante seu uso em servio. </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos Askarel -Sua temperatura de trabalho (110C0 um pouco superior do leo mineral. -O askarel, sendo um difenil associado ao cloro, pode apresentar produtos slidos, temperatura ambiente, e produtos lquidos que tm um ponto de solidificao no muito baixo. -Por este ltimo motivo foi bem menos usado em pases de invernos mais rigorosos, pois a baixas temperaturas o askarel perde a funo de elemento transmissor de calor (motivo mela qual as multinacionais direcionaram as vendas desse leo sinttico1!). </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos Askarel -O askarel tambm no pode ser aplicado quando sujeito a arcos voltaicos expostos, pois, por aquecimento externo, ocorrer a quebra da cadeia de hidrognio e cloro, provocando a liberao 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 operao muitos equipamentos que utilizam como leo isolante. </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos Askarel -O custo do askarel era da ordem de 10 vezes superior aos leos minerais, o que, felizmente, restringiu seu emprego poca em que foi introduzido no mercado. -Alguns nomes comerciais que foram dados ao askarel: Clophen, Inerteen, Aroclor. -Todos os dieltricos lquidos so utilizados para garantir as caractersticas isolantes de dieltricos porosos e fibrosos, evitando a penetrao de umidade, gases e vapores. Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos Askarel -O custo do askarel era da ordem de 10 vezes superior aos leos minerais, o que, felizmente, restringiu seu emprego poca em que foi introduzido no mercado. -Alguns nomes comerciais que foram dados ao askarel: Clophen, Inerteen, Aroclor. leos de Silicone -Os leos de silicone [Si-O-Si] associado a grupos metlicos e fenlicos so incolores e transparentes e disponveis em uma ampla faixa de viscosidades e pontos de ebulio. </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos leos de Silicone -Tm ponto de chama elevado [acima de 300C] e baixo ponto de solidificao [-100C]. -A faixa de emprego situa-se entre 200C e -60C. -Sua viscosidade no varia proporcionalmente com a temperatura, comparativamente aos leos minerais. -So recomendados para temperaturas de trabalho muito altas ou muito baixas. </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos leos de Silicone -Devido s caractersticas do silcio, os silicones permanecem neutros na presena da maioria de elementos, conferindo-lhes elevada estabilidade qumica e ausncia de envelhecimento. -So repelentes gua e, portanto, evitam a perda das suas caractersticas isolantes em servio. </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li><li><p>Materiais Eltricos Isolantes </p><p>Isolantes lquidos leos de Silicone -So solveis em benzol, toluol, ter e lcoois de grau superior, sendo insolveis em leos minerais e lcoois de grau inferior. -O preo do leo de silicone bastante elevado em comparao ao leo mineral. -Todos os dieltricos so utilizados para garantir as caractersticas isolantes de dieltricos porosos e fibrosos, evitando a penetrao de umidade, gases e vapores. </p><p>Prof. Msc. Getlio Tateoki </p></li></ul>