RESUMO

Os transformadores de potência são um ponto vital no sistema de transmissão e distribuição de energia em qualquer país. Sem ele não seríamos capazes de transmitir energia por distâncias tão elevadas, com tão poucas perdas. Por possuir esta importância, o transformador precisa de manutenção com frequência para que opere como o esperado. O presente estudo tem por objetivo desenvolver um novo método físico-químico e dielétrico para avaliar a condição de sistemas de isolamento papel/óleo utilizados nestes transformadores. Esses equipamentos de subestação são construídos de modo que a análise da fase líquida é muito mais fácil do que a análise do papel. Por este motivo, o objetivo do estudo é determinar o estado do sistema como um todo, mas a partir do óleo, exclusivamente. Sendo o papel o elemento responsável pela definição da vida útil do transformador, foram preparados dois tipos de amostras que simulavam a degradação do papel. O primeiro tipo com papel Kraft termoestabilizado, placas de cobre e óleo. E o segundo com a diferença de ser feito com o papel Kraft convencional. Essas amostras foram envelhecidas em estufas a uma temperatura de 100°C e retiradas com um tempo determinado de envelhecimento. Todas elas foram preparadas de modo a respeitar fielmente as proporções dos elementos dentro de um transformador. A partir dessas amostras foram realizadas as medidas dielétricas. Essas medidas foram feitas em uma célula específica para medidas dielétricas em amostras líquidas. Essa célula é constituída por dois eletrodos de distância ajustável. Assim, a amostra de óleo era colocada entre esses dois eletrodos e, com uma distância fixa de 0,5 mm, aplicava-se uma tensão alternada de 5 V (rms) entre essas placas. Conectado à célula foi utilizado um analisador de resposta em frequência (FRA), um módulo para medidas dielétricas e um módulo de referência para aumentar a precisão das medidas. Com esta configuração foram realizadas medidas de varredura de frequência em uma faixa de 1 kHz a 5 mHz. A partir desta varredura foram obtidas respostas de diferentes parâmetros, tais como a tangente de perdas e a impedância do óleo, em função da frequência. Os resultados obtidos demonstram, como o esperado, que a tangente de perdas aumenta à medida que a amostra envelhece, para os dois tipos de papéis. E que para um mesmo tempo de envelhecimento a tangente de perdas é maior nas amostras com papel convencional. Um resultado esperado, já que o tratamento do papel, para transformá-lo em termoestabilizado, é realizado justamente para aumentar a vida útil do transformador.

Palavras-chave: Transformadores de Potência, Óleo Isolante, Medidas Dielétricas