A influência de partículas de Al2O3 como barreira térmica em óleo mineral isolante

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A influência de partículas de Al2O3 como barreira térmica em óleo mineral isolante

Por: Marcos B. Garcia, Vagner Vasconcelos e M. Rodrigues

O óleo mineral isolante (OMI) é o fluido dielétrico mais utilizado no setor elétrico. Suas principais características são promover o isolamento elétrico e a dissipação de calor em transformadores de potência e distribuição. A redução de tamanho o aumento do fluxo destes equipamentos nas últimas décadas vêm justificando o desenvolvimento de projetos de pesquisa com nanofluidos.

Neste trabalho foram avaliados os efeitos da adição de partículas coloidais de Al2O3 modificadas com ácido oleico em um óleo mineral parafínico quanto às propriedades de atrito e temperatura do lubrificante, visando à substituição do aditivo antioxidante ZDDP.
A confiabilidade no fornecimento de energia é determinada pela deterioração do sistema isolante através da oxidação devido à ação de calor, presença de água e compostos ácidos. Portanto foi avaliado o comportamento da oxidação do óleo mineral isolante por meio de ensaios realizados em tribômetro Four Ball (ASTM D4172).

Os resultados mostraram que o óleo mineral com Al2O3 (OIC) apresentou menor coeficiente de atrito e variação da temperatura deste fluido ao longo do ensaio tribológico. As partículas cerâmicas apresentaram importantes vantagens em relação às moléculas orgânicas do aditivo ZDDP, pois não necessitam de período de ativação além de apresentarem excelente estabilidade química e térmica.

Introdução

Em muitos países, independentemente da matriz energética utilizada, seja ela hídrica, fóssil, nuclear etc., o sistema de transmissão e distribuição de energia gerada requer o uso de transformadores, conforme ilustra a Figura 1.

A influência de partículas de Al2O3 como barreira térmica em óleo mineral isolante
A influência de partículas de Al2O3 como barreira térmica em óleo mineral isolante

A história dos transformadores teve início em 1885 com a construção de um transformador nos Estados Unidos, com projeto a seco e utilização de ar como dielétrico. A idéia de que transformadores usando óleo mineral como dielétrico pudessem ser menores e mais eficientes foi patenteada em 1882, pelo professor Elihu Thompson. Em 1892, a General Electric produziu a primeira aplicação reconhecida de óleo mineral em um transformador.
A principal função do óleo isolante é a refrigeração das espiras do material condutor. Além disso, quanto melhor as características isolantes deste fluido, mais econômico poderá ser o projeto deste sistema pela redução da quantidade do isolante sólido e pela diluição das distâncias entre espiras, ou seja, bobinas e núcleo, e entre estas e a parte aterrada.

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