Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T19:07:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 256557.pdf: 4250360 bytes, checksum: 5915e30ad38f7acc1d13a45dfb69359c (MD5) / O presente trabalho apresenta os diversos fatores aos quais o sistema de isolação dos motores de indução são submetidos ao serem acionados por conversores de freqüência. Também são apresentadas soluções que fabricantes de motores elétricos e fornecedores de fios e materiais isolantes têm buscado com o objetivo de obter boas interações entre o motor elétrico e o conversor de freqüência. Foram realizados testes de um motor de indução de 2.500 CV, 4.160V, 04 pólos, 60Hz sendo acionado direto na rede e, também através de um inversor de freqüência. Parâmetros tais como elevação de temperatura, distorção harmônica total da corrente, fator de potência e rendimento foram registrados para ambas as condições. Os resultados obtidos mostraram para uma das fases do motor elevação de temperatura de até 9,8% superior na situação com conversor de freqüência. Para o caso com conversor de freqüência a distorção harmônica total da corrente apresentou-se 9,3% e 4,8% superior quando operando com o motor a vazio e com carga nominal respectivamente, comprovando então a condição mais severa em que o sistema de isolação do motor é submetido quando acionado por conversor de freqüência.

Orientador : Ronilson Vasconcelos Barbosa / Co-orientador : Vitoldo Suinka Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 05/08/2014 / Inclui referências : f. 64-67 / Resumo: Rede elétrica compacta protegida é a designação atual para a rede elétrica que distribui energia elétrica nas cidades. É composta por três condutores cobertos com uma camada de material polimérico e isoladores poliméricos tipo pino, bastão e os acessórios de amarração (anéis, laços e fios). Quando em operação está sujeita a estresses múltiplos, que podem levar o sistema à perda de requisitos mínimos para continuar em operação. Um dos fatores que podem acelerar o processo de deterioração dos componentes é uma atmosfera poluída, pois propicia a formação de uma camada constituída por substâncias que dissolvidas em água produzem soluções condutoras sobre a superfície isolante, desta maneira pode ocorrer o fenômeno de pré-ruptura que está associado principalmente à existência de vazios e impurezas no interior da isolação e com a ocorrência de descargas parciais quando o dielétrico está submetido a um campo elétrico. Uma maneira de detectar essas descargas parciais é a detecção através da mudança de cor de um pigmento que degrade à temperaturas elevadas. Este trabalho teve como meta o enxerto de um pigmento natural, a norbixina, em poli(etileno-co-álcool vinílico) para utilização em assessórios poliméricos de rede elétrica compacta protegida ou em qualquer outra aplicação, em que possa ser realizada colorimetricamente a identificação do aumento de temperatura em materiais poliméricos. Como resultado a síntese do polímero Eval-g-norbixina foi realizada mais não pode ser caracterizada por métodos espectroscópicos como espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier e ressonância magnética nuclear, pois o polímero apresentou dificuldade em solubilização. Acredita-se que isso seja devido ao fato de que haja reticulação entre as estruturas do EVAL e da norbixina. A mistura física do Eval-g-norbixina em polietileno de alta densidade (PEAD) pode ser feita onde observou-se a degradação do material por conta do processamento. Por último verificou-se que a norbixina sofre degradação no ultravioleta perdendo toda sua coloração avermelhada em 72 horas de exposição, desta maneira indica-se a utilização do pigmento em ambientes internos. Palavras-chave: rede elétrica, isoladores, dielétrico, EVAL, urucum. / Abstract: A Spacer Cable Grid is the current designation for the electrical grid which distributes electrical energy in the cities. It is composed of three conductors covered with a layer of polymeric material and polymer pin type insulators, dead-end insulators and binding accessories (ring ties and covered tie wires). When in operation is subjected to multiple stresses, that can drive the system to loss of the minimum requirements to continue operational. One of the factors that can accelerate the process of component deterioration is atmospheric pollution, which promotes the formation of a layer composed of substances that when dissolved in water result in conductive solutions on the insulating surface, thus creating the possibility of a pre-rupture phenomenon that is mainly associated with the existed of empty spaces and impurity inside the insulation with the occurrence of partial discharges when the dielectric is subjected to an electrical field. A method of detecting these partial discharges is detection through color change of a pigment that degrades at high temperatures. This work aims to insert a natural pigment, the norbixin, in poly (ethylene-co-vinyl alcohol) for use in polymer accessories of spacer cable grid as well as any other applications in which temperature increases on polymeric materials could be detected colorimetrically. As a result the synthesis of the polymer Eval-g-norbixin was produced, although it could not be characterized by spectroscopic methods such as infra-red spectroscopy with Fourier Transform and nuclear magnetic resonance, since the polymer exhibited solubility problems. It is believed that this is due to the fact that there is no bonding between the structures of the EVAL and the norbixin. The physical mixing of Eval-g-norbixin in high-density polyethylene (HDPE) could be made, in which it was observed that the degradation of the material because of the processing. Finally it was found that the norbixin suffers degradation under ultraviolet light losing its red coloration in 72 hours of exposure, therefore it is suggested the use of this pigment in indoor environments. Keywords: Electrical network, insulators, dielectric, EVAL, annatto.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-25T04:53:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 297320.pdf: 1753800 bytes, checksum: ad99fcc13b27342b5404dd30fa4329b1 (MD5) / Os isoladores elétricos são de fundamental importância para o crescimento e desenvolvimento econômico do País, na medida em que são responsáveis pelo isolamento adequado desde a geração, transmissão e distribuição da energia elétrica. Estudos demonstram que as propriedades mecânicas dos isoladores montados se relacionam à área de travamento do corpo cerâmico com o cimento, a qual é recoberta com uma camada de granilha cerâmica tradicional. Essa configuração resulta em resistência mecânica de 30% a 50% inferiores àquelas observadas nas regiões esmaltadas, compreendendo a área de maior incidência de trincas que podem levar à falha prematura do isolador. No presente trabalho foram avaliadas quatro composições de granilha cerâmica, incluindo uma composição tradicional. Foram realizadas caracterizações das propriedades físicas, químicas e dilatométricas das matérias-primas utilizadas para a fabricação das granilhas, propriedades físicas, químicas, mineralógicas e dilatométricas das granilhas queimadas, e caracterização da interação entre as granilhas e o substrato no processo de queima. Por fim, os resultados obtidos foram confrontados com o desempenho mecânico em corpos-de-prova cerâmicos de porcelana elétrica IEC 672 C-110 submetidos à ensaio de tração conforme ABNT NBR 5032. Os resultados demonstraram que as características dilatométricas das granilhas e a interação com o corpo cerâmico influenciam a resistência à tração dos corpos-de-prova cimentados, obtendo-se em alguns casos incremento de até 56% em relação aos corpos-de-prova contendo a granilha tradicional. / Electrical insulators are of fundamental importance for the growthing and economic development, since they are responsible for an adequate insulation from the generation, transmission and distribution of electricity. Recent studies show that the mechanical properties of the mounted electrical insulators are related to the locking area the ceramic body (cemented area), which is coated with a traditional sand layer (#granilha#). This configuration results in mechanical strength of 30% to 50% lower than those observed in the glazed surfaces, and it is the area of highest incidence of cracks that can lead to premature failures in the electrical insulators. In this study four sands, including a traditional one were evaluated. Physical, chemical and dilatometric characterizations were performed on the materials used to manufacture the sands and on the fired sands. Interactions between the substrates were also investigated on fired samples Mechanical performances of fired tested porcelains were evaluated according to the ABNT NBR 5032. Results demonstrated that the dilatometric characteristics of sands and the interaction with the ceramic body have any influence on the tensile strength of the prepared tested samples, so that in some cases tensile strength was 56% higher than samples containing traditional sand.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-23T14:59:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239603.pdf: 2056593 bytes, checksum: e5c006f30a7e3fc156c99050baf3031f (MD5) / Neste trabalho foram estudados experimentalmente recobrimentos poliméricos formados por acrílico, poliéster, poliuretano e silicone sobre substratos cerâmicos. Os recobrimentos foram aplicados em forma de resina líquida por meio de uma pistola, exceto o poliéster que foi depositado na forma de pó. Medidas de ângulo de contato entre as superfícies e a água foram efetuadas por meio de um goniômetro para caracterizar o comportamento hidrofóbico dos recobrimentos. Os corpos de prova foram submetidos a ensaios que simulavam a ação da intempérie, como névoa salina, envelhecimento acelerado por radiação UV e erosão. As espessuras das camadas e alterações microscópicas nas superfícies foram estudadas com o auxílio de microscópio óptico. Como um parâmetro que afeta a hidrofobicidade, avaliou-se também as rugosidades das diversas superfícies. Para avaliar o desempenho dos diversos recobrimentos, incluíram-se nos ensaios corpos de prova com recobrimento de esmalte cerâmico, apenas para efeito comparativo. Os resultados demonstraram que o recobrimento com silicone apresentou ângulo de contato de aproximadamente 116o, comportamento 35% superior aos outros recobrimentos poliméricos, que apresentaram ângulos de contato com valores próximos de 90o sendo, contudo, o material que apresentou a maior perda de hidrofobicidade após o ensaio de erosão. Medidas complementares com o goniômetro indicaram decréscimo nos ângulos de contato após os ensaios mantendo-se, no entanto, o comportamento hidrofóbico em todos os recobrimentos poliméricos. O recobrimento de esmalte cerâmico, como esperado, apresentou comportamento hidrofílico.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial / Made available in DSpace on 2012-10-24T00:39:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258958.pdf: 9156992 bytes, checksum: 6d989707d49e3ae14dc05f7b394621d4 (MD5) / Transformadores de potência são equipamentos essenciais na transmissão e distribuição de energia elétrica e por isso merecem especial atenção no programa de manutenção de empresas desse setor. Um dos procedimentos mais consagrados para detecção de falhas em transformadores de potência é a análise da concentração de gases dissolvidos no óleo mineral isolante desses equipamentos. Essa análise é comumente realizada em laboratório através de cromatografia em fase gasosa. Embora apresente resultados confiáveis, a cromatografia traz alguns inconvenientes, como elevado período de amostragem e a distância do laboratório em relação às subestações. Existem sistemas de medição capazes de realizar a análise em campo, determinando a concentração aproximada de gases específicos dissolvidos no óleo mineral. Contudo, esses dispositivos apresentam custo elevado, não justificando sua utilização de forma dedicada em transformadores de pequeno e médio porte. Desta forma, iniciou-se um projeto para o monitoramento de múltiplos transformadores com um único sistema de medição. Foram realizados testes de viabilidade e posteriormente construído um protótipo. Este trabalho, que refere-se à continuação do projeto, apresenta diversas melhorias no protótipo visando o desenvolvimento de um produto. Um novo diagrama elétrico foi implementado e o circuito hidráulico sofreu modificações a fim de adequar o equipamento às necessidades de campo da Celesc. Novos softwares foram criados visando adicionar praticidade e funcionalidade, enquanto que o projeto mecânico foi alterado para permitir o uso contínuo do produto em subestações de energia elétrica. Na comunicação remota, a tecnologia GPRS (General Packet Radio Service) foi empregada com o intuito de desenvolver um equipamento mais autônomo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2008. / Made available in DSpace on 2012-10-24T10:34:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266085.pdf: 3316212 bytes, checksum: 0efcded99641c85e86cb0f26da5d0c17 (MD5) / A tecnologia de fabricação de isoladores elétricos para alta tensão foi desenvolvida tradicionalmente utilizando-se composições de porcelana quartzosa. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma massa cerâmica quartzosa IEC 672 C-110 para isoladores de alta tensão que atenda a norma internacional IEC 672 C-120. Para tanto, comparou-se uma formulação industrial de referência com duas formulações alternativas, com teores mais elevados de Al2O3 e menores de quartzo livre. A etapa de moagem foi também otimizada em relação a tempo e resíduo em peneiras # 200 e 325. As matérias-primas foram caracterizadas por FRX e DRX. As massas foram caracterizadas por distribuição granulométrica a laser e após a queima, por DRX e MEV. Os produtos sinterizados apresentaram resistência mecânica na ordem de 75 MPa para a massa padrão e 90 a 110 MPa para as massas alternativas. As massas cerâmicas quartzosas IEC 672 C-110 desenvolvidas atenderam as especificações da norma internacional IEC 672 C-120.

Orientador : Prof. Dr. Márlio José do Couto Bonfim / Co-orientador : Prof. Dr. Edemir Luiz Kowalski / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 11/03/2016 / Inclui referências : f. 83-87 / Área de concentração: Sistemas eletrônicos / Resumo: Inspeções periódicas de sistemas isolantes elétricos, como cadeia de isoladores de disco em linhas de transmissão, deveriam ser realizadas com a finalidade de avaliar em campo o estado de degradação de isoladores elétricos, antes da ocorrência da falha, garantindo a confiabilidade e manutenção do fornecimento de energia elétrica. Porém os custos elevados de equipamentos de inspeção inviabilizam o monitoramento periódico dos dispositivos que compõem o sistema elétrico. Sendo assim o presente trabalho apresenta o desenvolvimento do protótipo de um sistema de detecção de Rádio Interferência de baixo custo baseado em um RDS (Rádio Definido por Software) para detecção e análise de componentes de rádio frequência originadas por descargas parciais em isoladores elétricos usados em linhas de transmissão e redes de distribuição de energia elétrica. Para validação do protótipo, testes de caracterização e operação em laboratório foram realizados sendo que os resultados obtidos foram comparados com os resultados de um equipamento comercial atualmente utilizado por concessionárias de energia elétrica em inspeções de campo por RFI (Radio Frequency Interference). Ao serem comparados os resultados dos testes do equipamento de RFI comercial e o protótipo desenvolvido, verificou-se que este possui características como sensibilidade e largura de banda superiores ao do comercial e desempenho semelhante durante as inspeções. Palavras-chave: Descargas parciais, inspeção de isoladores, rádio interferência, redes elétricas, RDS, RFI, SDR. / Abstract: Periodic inspections of electrical insulation using techniques such as radio interference, should be constantly performed in the field in order to assess the state of degradation before the failure of electrical insulators, ensuring the reliability and maintenance of the electric power distribution system. However high costs of inspection make equipment the periodic monitoring of all electric system devices unfeasible. This work presents the development of a low cost Radio Interference detection system based on an SDR (Software Defined Radio) for detection and analysis of radio frequencies caused by partial discharges in electrical insulators used in power transmission and distribution networks. In order to validate the prototype, laboratory tests were carried out and the results were compared with an equipment currently used by electric companies in the field inspection of RFI. At the end of the characterization tests, after comparing the prototype with the currently used equipment, the prototype presented to have such characteristics as bandwidth and sensitivity better than the one currently used by companies. Key words: Insulator inspection, partial discharges, power lines, radio interference, RFI, SDR.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-07Bitstream added on 2014-06-13T21:01:23Z : No. of bitstreams: 1 000750418.pdf: 8347882 bytes, checksum: f38265d2f19eb62c9053d91c1e58a41b (MD5) / Neste trabalho verificamos o potencial das técnicas de absorção UV-Vis e de fluorescência para o monitoramento da degradação do óleo mineral isolante (OMI), utilizado em transformadores em função do seu aquecimento. Foram realizadas medições e análise de mapas de contorno (excitação – emissão) de amostras de óleo mineral isolante novo e regenerado não diluídas e diluídas em hexano após aquecimento sistemático das mesmas e retorno à temperatura ambiente. Também foram obtidos espectros de absorção das amostras diluídas. As medições citadas foram realizadas para monitorar a degradação de amostras não diluídas de óleos minerais isolantes novos e regenerados, de forma a verificar a aplicabilidade das técnicas sem um preparo inicial das amostras. Os resultados mostraram que os valores de absorção e fluorescência sofrem mudanças sistemáticas a partir de cerca de 150°C, temperatura na qual a degradação do óleo se torna mais pronunciada. Foram observados comportamentos similares de absorção e fluorescência, tanto para o óleo novo quanto para o regenerado, o que indica que esta técnica óptica simples pode ser usada para o monitoramento contínuo da qualidade do óleo, independentemente da sua fonte. Os possíveis mecanismos responsáveis pelas alterações também são discutidos, tal como o efeito da geometria da configuração experimental das medições de fluorescência. Os resultados fornecem informações para o desenvolvimento de dispositivos portáteis, simples e de custo potencialmente baixo, capazes de verificar a qualidade do óleo mineral isolante em laboratórios e ambientes remotos sem a necessidade de qualquer preparação prévia da amostra. / In this study we verify the potential of the UV-Vis absorption and fluorescence techniques to monitor the degradation of the insulating mineral oil (IMO) used in transformers depending on their heating. Measurement and analysis of contour maps (excitation - emission) were taken from samples of new and regenerated insulating mineral oils diluted and undiluted in hexane after systematically heating and bringing them back to room temperature. Absorption spectra were also obtained from diluted samples. The mentioned measurements were performed to monitor the degradation of new and regenerated insulating mineral oil undiluted samples in order to verify the applicability of the techniques without prior sample preparation. The results showed that the values of absorption and fluorescence underwent systematic changes starting at about 150 °C, temperature at which oil degradation becomes more pronounced. Similar absorption and fluorescence behaviors for both new and regenerated oils were observed, indicating that this simple optical approach may be used for continuous monitoring of oil quality, regardless of its source. The possible mechanisms responsible for the changes are also discussed, and the effect of the geometry of the experimental setup of the fluorescence measurements was investigated as well. The results provide the basis for the development of portable, simple and potentially inexpensive devices, able to check the insulating mineral oil quality in laboratories and remote environments without the need of any prior preparation of the sample.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-23T02:19:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239915.pdf: 6234932 bytes, checksum: 30122ff44bee0b5c50115da14a869cc3 (MD5) / As descargas disruptivas em isoladores elétricos são problemas que podem impossibilitar a transmissão e distribuição de energia elétrica. Isoladores utilizados em regiões com alta salinidade ou poluição atmosférica estão mais sujeitos a falhas devido a ocorrências de descargas disruptivas. Neste trabalho, avaliou-se a ação de pigmentos semicondutores formados por 95% em peso de SnO2 dopado com 5% de Sb2O3 e aplicados a isoladores elétricos de alta-tensão com o propósito de melhorar o seu desempenho. O mecanismo de atuação do esmalte semicondutor é o aquecimento ôhmico e a distribuição mais homogênea da corrente elétrica pela superfície do isolador. Consequentemente há uma redução no número de interrupções na transmissão e distribuição de energia elétrica devido a descargas disruptivas. As características e as propriedades dos esmaltes desenvolvidos foram avaliadas através de ensaios de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X, resistividade superficial e câmara salina. Nos testes de resistência ao choque térmico e dilatometria avaliou-se o acoplamento entre o esmalte desenvolvido e a massa utilizada. A resistência mecânica foi aumentada em 13% devido ao menor coeficiente de expansão térmica do esmalte. Os pigmentos semicondutores formulados e adicionados à base 30% em que possui propriedades semicondutoras, e aplicados a isoladores de alta-tensão reduziu o número e a severidade das descargas disruptivas, quando comparados a isoladores elétricos tradicionais. Com os testes realizados em câmara salina, constatou-se que esmaltes semicondutores podem desenvolver temperaturas superficiais de 55°C e admitir grandes quantidades de sal depositado, sob altatensão, sem que ocorra o desenvolvimento de flashover em sua superfície.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-23T10:24:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239798.pdf: 1235166 bytes, checksum: 622786852b5809851a5c8bd9d04f4a85 (MD5) / A Corrente de fuga superficial em isoladores de baixa e alta voltagem contribui com as perdas na transmissão e distribuição de energia elétrica. As correntes de fuga aumentam, Em regiões poluídas e próximas ao litoral, provocando descargas superficiais que eventualmente podem provocar o flashover. Para contornar esse problema usa-se SnO2 adicionado no esmalte que recobre o isolador. Filmes fracamente condutores podem ser depositados sobre placas de vidro, utilizando a técnica magnetron sputtering, tendo em vista a adaptação de seu uso na superfície de isoladores elétricos. Esta camada condutiva melhora as propriedades superficiais do isolador para evitar descargas superficiais (flashover). Foi utilizado o cromo (Cr) como material condutor por suas características favoráveis e disponibilidade de deposição. Foram feitas medidas de resistividade e de resistência superficial dos filmes por duas técnicas: sonda de quatro pontas e resistência dos quadrados. Foram feitas também medidas de temperatura de equilíbrio, medidas de ângulo de contato, transmitância óptica e difratometria de raios X. Os resultados encontrados mostraram a formação de filmes de cromo sobre as placas de vidro com resistividade e resistências superficiais crescentes à medida que são depositados com espessuras menores. Consegui-se confeccionar filmes com valores de resistências utilizáveis para equalizar a voltagem na superfície do isolador, e também promover seu aquecimento para evaporação de umidade acumulada.