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.

Orientador: Aparecido Augusto de Carvalho / Banca: Claudio Kitano / Banca: Darcy Hiroe Fujii Kanda / Banca: Anderson Rodrigues Lima Caires / Banca: Samuel Leite de Oliveira / Resumo: 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. / Abstract: 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. / Doutor

A ocorrência de arborescências em água (water tree) ou elétrica (electrical tree) é apontada como o principal fenômeno de degradação em isolações sólidas de cabos de distribuição de energia elétrica. A evolução destas arborescências pode levar a camada de isolação à ruptura dielétrica e, como conseqüência, à falha destes equipamentos, com a interrupção do fornecimento de energia elétrica. O entendimento deste fenômeno é necessário para desenvolver métodos de análise e prevenção da ruptura de materiais isolantes. Este trabalho mostra a aplicação da técnica contraste de fase por raios X como metodologia para o estudo das arborescências formadas em materiais isolantes de borracha de propileno etileno (EPR) e polietileno reticulado (XLPE). / The water tree or electrical tree occurrence is identified as the main phenomena in the degradation in solid isolations of the electric energy distribution cables. The water tree evolution can lead to dielectric breakdown of the isolation layer and, consequently, to the failure this equipment and the interruption of the electric energy supply. The understanding this phenomenon is necessary for the development analysis methods and to prevent collapse in the polymeric insulation. This work demonstrates the application of X-ray phase contrast technique as a methodology for the study of the water tree and electrical tree in Ethylene propylene rubber (EPR) and crosslinked polyethylene (XLPE).