SNPTEE SEMINÁRIO NACIONAL DE PRODUÇÃO E TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA GRUPO VIII GRUPO DE ESTUDO DE SUBESTAÇÕES E EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS - GSE

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SNPTEE SEMINÁRIO NACIONAL DE PRODUÇÃO E TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA GSE 24 14 a 17 Outubro de 2007 Rio de Janeiro - RJ

(*) EMAIL: HELENAW@LACTEC.ORG.BR - TEL.: (41) 33616191 GRUPO VIII

GRUPO DE ESTUDO DE SUBESTAÇÕES E EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS - GSE DESEMPENHO DE ÓLEO VEGETAL ISOLANTE FRENTE AO ENVELHECIMENTO ACELERADO Helena Maria Wilhelm (*) 1*, Luciane Tulio 1, Douglas Antonio Batista 1, Guilherme Barrachina Stocco 1,

Daiane Sabec 1, Juliana de Oliveira 1, Wilson Uhren 2,Roberto Jasinski 2, Nuno G. Adonis 2, Silas B. G. Júnior 2

1 _{INSTITUTO DE TECNOLOGIA PARA O DESENVOLVIMENTO – LACTEC} 2 _{COMPANHIA PARANAENSE DE ENERGIA ELÉTRICA – COPEL}

RESUMO

Recentemente, a reincidência de turbulências na oferta de produtos derivados de petróleo, aliada à crescente preocupação da sociedade com a preservação do meio ambiente, além da aplicação de multas severas por órgãos ambientais, no caso de destruição e/ou contaminação de ecossistemas, despertou o interesse das empresas de diferentes setores pela utilização de materiais biodegradáveis e renováveis. Entre estas empresas enquadram-se as do setor elétrico. Este setor está constantemente sujeito a possibilidades de contaminação do meio ambiente com óleo mineral, em decorrência de vazamentos ou até mesmo explosões de tanques de transformadores de distribuição, por exemplo, onde são tradicionalmente utilizados fluidos isolantes de origem mineral (OMI). Para preservar o meio ambiente em decorrência desses possíveis acidentes, foram desenvolvidos óleos vegetais naturais à base de ésteres, denominados de fluidos ecologicamente corretos, devido a sua característica biodegradável e renovável. No entanto, a utilização dos fluidos vegetais isolantes no Brasil é bastante recente e limitada em função da insuficiência de resultados técnicos, obtidos em campo, que comprovem seu real desempenho. Além disso, até o momento não existem no Brasil procedimentos técnicos normatizados para realizar a manutenção preditiva em equipamentos elétricos isolados a óleo vegetal, enquanto que em nível mundial, encontra-se em fase de elaboração a norma IEC com esta finalidade.

Neste trabalho, buscou-se adquirir conhecimentos técnicos sobre o processo de degradação de óleos vegetais isolantes (OVI) e avaliar, a partir de ensaios de envelhecimento acelerado em laboratório, técnicas analíticas para o monitoramento desses fluidos durante seu uso (manutenção preditiva). Para tanto, amostras de OVI foram envelhecidas na presença e ausência de papel Kraft isolante, em diferentes temperaturas, com e sem borbulhamento de oxigênio. Os resultados obtidos mostraram que dependendo das condições operacionais do equipamento, da qualidade do óleo e do teor de umidade do papel Kraft isolante, o mecanismo de degradação desses fluidos pode ocorrer via oxidação ou hidrólise, passível de monitoramento por ensaios físico-químicos específicos.

Palavras-chave – Óleo vegetal isolante, fluidos isolantes, óleo mineral isolante, degradação de óleo vegetal isolante, envelhecimento acelerado.

1. INTRODUÇÃO

O óleo mineral vem sendo utilizado como meio isolante e refrigerante em transformadores por mais de um século e é, sem dúvida, o dielétrico líquido de maior utilização para esta aplicação. Esta tendência se deve a

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eficácia do sistema isolante óleo/papel Kraft e ao custo reduzido em relação a outros meios dielétricos, bem como a possibilidade de sua regeneração. Porém, do ponto de vista ambiental, no caso de acidentes (incêndios, vazamentos ou derramamentos), o óleo mineral isolante (OMI) pode trazer impactos ambientais significativos e, conseqüentemente, consideráveis impactos econômicos para as empresas usuárias desse fluido. Os impactos ambientais oriundos desses acidentes podem ser refletidos no solo, no ar e nos recursos hídricos superficiais e subterrâneos do local impactado e de seus arredores.

Impulsionado pela questão ambiental que têm sido motivo de preocupação da comunidade mundial de forma crescente, foi desenvolvida uma nova classe de fluido isolante, no final da década de noventa, para uso em transformadores, o óleo de origem vegetal. Este novo fluido além de atender às características dielétricas e refrigerantes apresenta algumas vantagens em relação ao OMI, principalmente por ser considerado fluido de segurança, ser biodegradável e ser proveniente de fonte renovável. Por estas razões, pode-se considerar o óleo vegetal isolante (OVI) para uso em transformadores como o “óleo do futuro”. Porém, por ser bastante recente a sua utilização, não há resultados suficientes de campo que comprovem o seu desempenho ao longo do tempo. E, ainda, tem-se que considerar que, em geral, biodegradabilidade e estabilidade a oxidação caminham em sentidos opostos.

Recentemente, no Brasil, foi publicada a norma ABNT NBR 15442 (“Óleo Vegetal Isolante para Equipamentos Elétricos”) para aceitação de óleos vegetais isolantes novos, porém não existem ainda, parâmetros de controle para esses óleos em uso para efeito de manutenção preditiva, enquanto que em nível mundial, encontra-se em fase de elaboração a norma IEC com esta finalidade.

Muitos estudos precisam ser desenvolvidos com o intuito de definir ferramentas e valores limites que possibilitem uma tomada de decisão adequada quanto às condições do OVI durante seu uso no transformador.

2. OBJETIVO

Este trabalho tem por principal objetivo contribuir para a elucidação dos mecanismos que regem a degradação do óleo vegetal isolante, a partir do envelhecimento acelerado em escala laboratorial, e definir técnicas analíticas para o monitoramento desses fluidos em uso (manutenção preditiva).

3. EXPERIMENTAL

3.1. Caracterização físico-química dos fluidos isolantes e do papel Kraft isolante.

Os óleos mineral e vegetais isolantes utilizados (OMI, BIOTEMP e ENVIROTEMP FR3) foram caracterizados em laboratório por análises físico-químicas, de acordo com as normas Resolução ANP N0 25 e ABNT NBR 15422, respectivamente.

O papel Kraft isolante utilizado no envelhecimento, gentilmente cedido pela Romagnole, foi caracterizado pela determinação do grau de polimerização (GP) e do teor de umidade.

3.2. Determinação da estabilidade oxidativa dos óleos vegetais isolantes por medidas eletroanalíticas. O método utilizado consistiu no carreamento dos ácidos voláteis, produzidos no decorrer do aquecimento do óleo vegetal isolante sob fluxo de ar ambiente, previamente seco, para um frasco contendo água destilada e um eletrodo condutivimétrico. O equipamento utilizado foi um Rancimat, gentilmente cedido pela empresa Pensalab (SP).

3.3. Envelhecimento acelerado dos fluidos isolantes, em escala laboratorial.

Amostras dos fluidos isolantes foram envelhecidas em laboratório em etapas distintas, conforme descrito nos itens 3.3.1 e 3.3.2. Em intervalos regulares de tempo foram retiradas alíquotas das amostras submetidas ao envelhecimento acelerado (óleo e papel), e realizados alguns ensaios físico-químicos para os fluidos isolantes, tais como índice de neutralização, tensão interfacial, perdas dielétricas a 90 °C, viscosidade cinemática a 40 °C e teor de compostos furânicos e para o papel Kraft isolante, o grau de polimerização (GP).

3.3.1. Etapa 1: Envelhecimento dos fluidos isolantes na presença de oxigênio.

O ENVIROTEMP FR3 foi envelhecido sob borbulhamento de oxigênio (1 L/h), em diferentes temperaturas (70, 95 e 110 0C), na presença e ausência de papel Kraft isolante e na presença de cobre metálico. Foi utilizada a relação óleo/papel/cobre metálico de 800 ml / 21,6 g / 3 m (∅ = 1 mm).

O OMI foi envelhecido com borbulhamento de oxigênio (1 L/h) na presença de papel Kraft isolante, a 110 0C,

na presença de cobre metálico. Foi utilizada a relação óleo/papel/cobre metálico de 800 ml / 21,6 g / 3 m (∅ = 1 mm).

3.3.2. Etapa 2: Envelhecimento dos fluidos isolantes na ausência de oxigênio.

Foram envelhecidos os fluidos ENVIROTEMP FR3, BIOTEMP e OMI sem borbulhamento de oxigênio, na presença e ausência de papel Kraft isolante, a 1200C, em frascos do tipo DBO e na ausência de cobre metálico. Foi utilizada a relação óleo/papel de 250 ml / 6,75 g.

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4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1. Caracterização físico-química dos fluidos isolantes e do papel Kraft isolante.

Os resultados obtidos para a caracterização dos fluidos isolantes estão apresentados na Tabela 1 e estão em conformidade com a especificação do fabricante e com as normas previamente citadas (item 3.1).

TABELA 1. Caracterização físico-química dos fluidos isolantes utilizados.

ENSAIO OMI Óleo Vegetal Isolante

PROPRIEDADE MÉTODO AV-58 ENVIROTEMP_FR3TM  BIOTEMP

Análise visual Claro e límpido Claro e límpido Claro e límpido

Índice de neutralização, (mg KOH/g óleo) ABNT NBR 14248 0,01 0,03 0,01

Teor de água (ppm m/m) ABNT NBR 10710/B 16 68 81

Cor ABNT NBR 14483 0,0 L 0,5 L 0,5

Densidade a 20 ºC, (g/ml ) ABNT NBR 7148 0,8880 0,9197 0,9159

Fator de perdas dielétricas a 25ºC, (%) ABNT NBR 12133 0,01 0,05 0,05

Fator de perdas dielétricas a 100ºC, (%) ABNT NBR 12133 0,17 1,2 1,6

Ponto de fulgor, (°C) ABNT NBR 11341 142 317 322

Ponto de combustão, (°C) ABNT NBR 11341 154 352 356

Rigidez dielétrica, (kV) ABNT NBR 6869 53 45 45

Viscosidade a 20ºC, (cSt) ABNT NBR 10441 Não realizado 76,65 82

Viscosidade a 40ºC, (cSt) ABNT NBR 10441 9,63 36,34 39,63

Viscosidade a 100ºC, (cSt) ABNT NBR 10441 2,34 8,25 8,58

Enxofre corrosivo ABNT NBR 10505 Não corrosivo Não corrosivo Não corrosivo

Teor de PCB, (ppm) ABNT NBR 13882/B Não detectado Não detectado Não detectado

Ponto de fluidez, (0_C) _{ABNT NBR 11349} _{< -30} _-21 _-18

O papel Kraft isolante utilizado apresentou um grau de polimerização médio de 1200 e um teor médio de umidade de 5%.

4.2. Determinação da estabilidade oxidativa dos óleos vegetais isolantes por medidas eletroanalíticas. O método que foi utilizado para avaliar a estabilidade a oxidação dos óleos vegetais isolantes foi o condutivimétrico. Esta técnica é bastante utilizada e difundida no setor alimentício para estimar o período de permanência de óleos e gorduras vegetais em prateleira. Esta técnica é baseada no monitoramento da condutividade de uma amostra de óleo aquecida em um banho termostatizado, com borbulhamento de oxigênio. À medida que a amostra é degradada são formados ácidos voláteis de baixa massa molar que são carreados para o frasco contendo água destilada e um eletrodo de condutividade. Assim, a condutividade aumenta continuamente até que, em um determinado tempo (período de indução) ocorre um aumento brusco neste parâmetro. Este aumento brusco pode ser facilmente identificado pelo gráfico de condutividade versus tempo. E, corresponde ao tempo que amostra resiste à degradação acelerada, nas condições experimentais utilizadas.

A estabilidade oxidativa dos óleos vegetais isolantes (ENVIROTEMP FR3 e BIOTEMP) em diferentes temperaturas está mostrada na Tabela 2. Observa-se que para ambos os óleos quanto maior a temperatura de realização do ensaio, menor o tempo necessário para promover a oxidação do óleo. Ou seja, o período de indução é proporcional à temperatura de realização do ensaio. O ENVIROTEMP FR3 apresentou períodos de indução inferiores ao BIOTEMP em todas as temperaturas investigadas. Isto mostra que o BIOTEMP é menos susceptível a oxidação do que o ENVIROTEMP FR3. Este comportamento já era esperado, pois, segundo os fabricantes, o ENVIROTEMP FR3 é obtido a partir do óleo de soja e o BIOTEMP de sementes de girassol geneticamente modificadas, com baixo teor de ácidos linolêico e linolênico. Os ácidos linolêico e linolênico, que juntos correspondem por mais de 61% da composição do ENVIROTEMP FR3, apresentam respectivamente, duas e três duplas ligações que podem reagir facilmente com o oxigênio atmosférico, provocando a oxidação do óleo.

TABELA 2. Período de indução de amostras de óleo vegetal isolante NOVO.

OVI TEMPERATURA DO ENSAIO TEMPO DE INDUÇÃO

ENVIROTEMP FR3 110 °C 11,8 h

BIOTEMP 120 °C 89,0 h

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4.3. Envelhecimento acelerado dos fluidos isolantes, em escala laboratorial. 4.3.1. Etapa 1: Envelhecimento dos fluidos isolantes na presença de oxigênio.

Na Figura 1 estão mostrados os resultados comparativos obtidos para os ensaios de envelhecimento acelerado do ENVIROTEMP FR3, na ausência e presença de papel Kraft isolante, com borbulhamento de oxigênio (1 L/h), em diferentes temperaturas, a saber, 70, 95 e 110 0C.

A partir da Figura 1A, pode-se observar que a viscosidade aumenta significativamente com o tempo de envelhecimento para o óleo envelhecido a 95 e 110 0C, tanto na presença quanto na ausência de papel Kraft isolante. Este aumento está relacionado com a formação de produtos de oxidação do óleo vegetal (rancidez oxidativa), via mecanismo radicalar, os quais reagem entre si formando compostos de elevada massa molar (polimerização). Estes dados, se extrapolados para transformadores operando com óleo vegetal isolante, indicam que a entrada de oxigênio no equipamento elétrico deve ser minimizada ao máximo em função deste incremento na viscosidade, o que pode afetar, como conseqüência, a capacidade refrigerante do fluido isolante. Este efeito será mais acentuado quanto maior a temperatura de operação do equipamento.

Como os valores absolutos para a viscosidade das amostras envelhecidas tanto a presença quanto na ausência de papel Kraft isolante são semelhantes, pode-se concluir que o papel, nas condições utilizadas, não afeta a viscosidade do óleo vegetal isolante.

Quanto ao índice de neutralização, os resultados da Figura 1B mostram que este parâmetro também aumenta com o tempo e com a temperatura de envelhecimento. No entanto, a magnitude deste aumento é menor em comparação a viscosidade (Figura 1A). Isto se deve ao tipo de mecanismo de degradação do óleo vegetal, que neste caso é radicalar. O mesmo comportamento pode ser observado para as amostras envelhecidas na presença de papel Kraft isolante.

0 25 50 75 100 125 150 175 200 35 40 45 50 55 60 65

Tempo de envelhecimento (horas)

Viscosid a de ( cSt) (A) 0 25 50 75 100 125 150 175 200 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

Ín dice de neu tral izaç ão (m g KO H /g Óleo ) (B) 0 25 50 75 100 125 150 175 200 0 2 4 6 8 10 12 14

F at or de p er da s die lét rias a 9 0 0 C (%) (C)

FIGURA 1. Efeito do tempo e da temperatura sobre a (A) viscosidade, o (B) índice de neutralização e o (C) fator de perdas dielétricas a 90 0C do ENVIROTEMP FR3 envelhecido sob atmosfera oxidante, na ausência de papel Kraft isolante a (!) 70 0C,(!) 95 0_{C e}₍_!_{) 110}0_{C e, na presença de papel Kraft isolante a (}_∀₎₇₀0_C,₍_∀_{) 95}0_{C e}₍_∀₎

110 0C.

O ensaio de perdas dielétricas a 90 0C para as amostras envelhecidas na ausência de papel Kraft isolante (Figura 1C) também não mostrou uma variação significativa, estando todos os valores dentro do limite estipulado na norma ABNT NBR 15422, cujo valor limite reportado é de 3,6 %. Para o ensaio realizado a 110 0C os valores observados foram superiores aos registrados a 70 e 95 0_{C. No entanto, se for analisado o valor para o óleo vegetal}

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isolante novo (tempo de envelhecimento = 0 horas) para esta temperatura, percebe-se que o valor é superior ao do óleo novo reportado a 95 0C. Este comportamento pode ser explicado com base no lote de óleo vegetal utilizado, pois para o ensaio a 110 0_{C foi utilizado óleo vegetal de outro tambor. Esta informação é bastante}

interessante porque mostra que o fator de perdas dielétricas a 90 0C do ENVIROTEMP FR3 pode variar de lote para lote, apesar de todos os valores iniciais para os óleos novos deste estudo estarem dentro do limite estipulado na norma ABNT NBR 15422 (3,6 %). Sugere-se, assim, a realização de estudos mais aprofundados para explicar a variação observada no fator de perdas dielétricas a 90 0_{C para os diferentes lotes de OVI novo.}

Na presença de papel Kraft isolante, o fator de perdas a 90 0C para as amostras envelhecidas a 95 e 110 0C aumentou significativamente com o tempo de envelhecimento (Figura 1C). Ou seja, de alguma forma, o papel Kraft isolante é responsável por este aumento. As perdas dielétricas, expressas em %, correspondem as medidas das perdas elétricas em um líquido isolante quando este é submetido a um campo elétrico alternado e estão relacionadas com a quantidade de energia dissipada pelo material sob a forma de calor. Dessa forma, sob o ponto de vista químico, as perdas dielétricas correspondem diretamente à corrente dissipada no óleo e, indiretamente, aos produtos polares e polarizáveis, partículas metálicas ou não-metálicas. Baseado nisto, os resultados obtidos evidenciam que o óleo vegetal em temperaturas acima de 70 0C pode estar extraindo algum composto polar ou polarizável do papel. Estas hipóteses estão sendo investigadas pelos autores deste trabalho.

Por serem de naturezas químicas distintas, os parâmetros que alteraram com o envelhecimento acelerado do ENVIROTEMP FR3 não são necessariamente os mesmos para o OMI. Enquanto que para o fluido vegetal isolante a viscosidade é um parâmetro importante, para o OMI o parâmetro mais sensível ao envelhecimento é a tensão interfacial (Figura 2). Nas condições utilizadas neste trabalho, o OMI envelhecido ainda não está degradado (Figura 2B), levando em conta que o limite mínimo de tensão interfacial para o óleo em uso é em torno de 20 dina/cm. A viscosidade do ENVIROTEMP FR3 envelhecido, por sua vez, mostra que este óleo perdeu suas características iniciais, tendo seu valor praticamente dobrado nas condições utilizadas, evidenciando que problemas de refrigeração poderão vir a ocorrer, dependendo do projeto do equipamento.

Ensaios adicionais, como índice de neutralização e fator de perdas dielétricas a 90 0C realizados para o OMI e ENVIROTEMP FR3 (Figura 3) também demonstram que os valores absolutos para estes fluidos são totalmente diferentes. Programas de manutenção preditiva com valores limites de utilização, específicos para os fluidos isolantes vegetais, precisam ser definidos e implantados no cenário nacional.

FIGURA 2. Envelhecimento comparativo entre

ENVIROTEMP FR3 e OMI (realizado a 110 0C, sob borbulhamento de oxigênio, na presença de papel Kraft isolante) sobre a (A) viscosidade do (!) ENVIROTEMP FR3 e a tensão interfacial do (!) OMI.

Análises realizadas no papel Kraft isolante envelhecido nas diferentes matrizes (mineral e vegetal) mostraram que, nas condições utilizadas, não houve variação comparativa significativa no grau de polimerização do papel. Ou seja, nas condições utilizadas, o papel não degradou e consequentemente, não houve liberação de compostos furânicos para o OMI, comprovado pela análise cromatográfica onde os valores obtidos foram inferiores a 0,01 mg/L. Da mesma forma, o papel não degradou na presença do óleo vegetal isolante, nas condições utilizadas, porém, foram detectados subprodutos de degradação do óleo vegetal que interferem na análise de determinação de compostos furânicos. Diante disto, reforça-se a necessidade de desenvolvimento de uma metodologia de análise de compostos furânicos específica para os fluidos vegetais, uma vez que a mesma fornece informações importantes a respeito do envelhecimento do papel Kraft isolante em campo.

0 25 50 75 100 30 35 40 45 50 T ens ão int er fac ia l ( d in a/ cm )

Tempo de envelhecimento (horas) (B)

(6)

0 25 50 75 100 0,0

0,1 0,2 0,3

Índice de ne ut ra lização (mg KO H/g Ó leo) (A) 0 25 50 75 100 0 2 4 6 8 10 12 14

F at o r de pe rd as d iel ét ri as a 9 0 0 C (% ) _(B)

FIGURA 3. Envelhecimento comparativo entre ENVIROTEMP FR3 e OMI (realizado a 110 0C, sob borbulhamento de oxigênio, na presença de papel Kraft isolante) sobre o (A) índice de neutralização e (B) fator de perdas dielétricas do (!) ENVIROTEMP FR3 e do (!) OMI.

4.3.2. Etapa 2: Envelhecimento dos fluidos isolantes na ausência de oxigênio.

No segundo envelhecimento acelerado (Figura 4), amostras de óleo vegetal isolante foram envelhecidas em frascos de DBO lacrados, em estufa, a 120 0_{C, na presença e ausência de papel Kraft isolante. Foram}

envelhecidas três bases de óleo: OMI, ENVIROTEMP FR3 e BIOTEMP. Analisando a viscosidade das amostras de óleo vegetal isolante (Figura 4A), é possível observar que o BIOTEMP apresenta uma viscosidade superior ao ENVIROTEMP FR3 e que a viscosidade permanece constante com o tempo de envelhecimento, tanto na presença quanto na ausência de papel Kraft. Este comportamento é o oposto do observado para as amostras envelhecidas com borbulhamento de oxigênio (Figura 1A), cujo mecanismo de degradação é predominantemente oxidativo. Isto mostra que os mecanismos de degradação do óleo vegetal para os dois envelhecimentos acelerados (com e sem borbulhamento de oxigênio) são diferentes.

Na Figura 4B estão ilustrados os resultados obtidos para o índice de neutralização para as diferentes amostras. É possível observar um comportamento distinto para as amostras de óleo vegetal isolante envelhecidas na presença de papel Kraft isolante, cujos valores são consideravelmente superiores aos das amostras envelhecidas sem papel, tanto para o ENVIROTEMP FR3 quanto para o BIOTEMP. Na ausência de papel, o índice de neutralização para estes óleos aumenta lentamente com o tempo de envelhecimento e os valores são semelhantes aos reportados na Figura 1 (amostras envelhecidas com borbulhamento de oxigênio). Na presença de papel o índice de neutralização aumenta significativamente e de forma similar para os dois tipos de óleos vegetais isolantes. Comparando estes resultados com os da Figura 1, pode-se concluir que o mecanismo que rege o primeiro envelhecimento acelerado (realizado com borbulhamento de oxigênio) é diferente do mecanismo observado para o segundo envelhecimento (realizado em frascos fechados). O primeiro é oxidativo enquanto que o segundo é predominantemente, hidrolítico. Neste último, a umidade do papel favorece a hidrólise do OVI, gerando ácidos graxos livres, responsáveis pelo aumento significativo no índice de neutralização.

O fator de perdas dielétricas a 90 0C para as amostras de óleo vegetal isolante envelhecidas sem papel permanece constante com o tempo de envelhecimento (Figura 4C). Na presença de papel Kraft isolante até aproximadamente 10 dias de envelhecimento, o ENVIROTEMP FR3 e o BIOTEMP apresentam valores semelhantes. Acima de 10 dias, o fator de perdas dielétricas para o BIOTEMP permanece praticamente constante enquanto que os do ENVIROTEMP FR3 aumentam significativamente. A magnitude deste aumento está em concordância com os resultados reportados na Figura 1 (envelhecimento com borbulhamento de oxigênio).

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0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 35 36 37 38 39 40 41 42 V iscosi dade ( cS t)

Tempo de envelhecimento (dias) (A) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Índi ce d e neut ra liz ação ( m g N ao H /g ól eo )

Tempo de envelhecimento (dias) (B) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0 2 4 6 8 10 12 14 Fator de perdas di el étr icas a 90 0 C (% )

Tempo de envelhecimento (dias)

(C)

FIGURA 4. (A) Viscosidade, (B) índice de neutralização e (C) fator de perdas dielétricas a 90 0C para amostras de óleo vegetal isolante envelhecidas em estufa, a 120 0C, em frascos lacrados: na ausência de papel Kraft isolante para o (!) ENVIROTEMP FR3 e(!) BIOTEMP; na presença de papel Kraft isolante para (∀) ENVIROTEMP FR3 e (∀) BIOTEMP.

5. CONCLUSÃO

A natureza química do óleo vegetal isolante é diferente da do óleo mineral isolante. O óleo vegetal isolante possui um caráter polar enquanto que o do mineral é apolar. Esta diferença se reflete nas suas propriedades físico-químicas e na estabilidade a oxidação.

O mecanismo de degradação predominante para o óleo mineral isolante é o da peroxidação. Para o vegetal isolante o mecanismo predominante dependerá do teor de água do sistema isolante (óleo e papel) e de oxigênio. No caso de equipamentos operando com vazamentos, com entrada de ar, o mecanismo predominante será o da oxidação, refletido pelo aumento da viscosidade. Em equipamentos selados, a degradação do óleo se dará pela via hidrolítica, refletido pelo aumento no índice de neutralização.

Viscosidade, índice de neutralização e fator de perdas dielétricas a 90 0C são parâmetros importantes e que devem ser inseridos nos ensaios de manutenção preditiva de equipamentos isolados a óleo vegetal.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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