Este estudo comparou o envelhecimento químico acelerado de papel isolante Kraft termoestabilizado e convencional. A caracterização dos materiais e análises durante o envelhecimento térmico mostraram que o papel termoestabilizado apresentou degradação mais lenta e a formação do composto 2-FOL, ao invés de 2-FAL e 5-HMF como no papel convencional.

1. Estudo Comparativo do Envelhecimento Químico Acelerado de Papel Kraft Termoestabilizado e Convencional Mariana Gaivão Portella*, VitoldoSwinka Filho, Guilherme Cunha da Silva, Douglas Antônio Batista, Cleberson Santos Ribeiro, Daiane Cristina Sabec, Guilherme BarrachinaStocco (LACTEC) Mario Carlos Andreoli, Érick Amaral Campos (CTEEP) 1

2. Estrutura da Apresentação

3. Estrutura da Apresentação Introdução Contextualização Objetivo do Trabalho Parte Experimental Envelhecimento Térmico Caracterização dos Materiais Metodologias Analíticas Aplicadas Resultados e Discussão Caracterização dos Materiais Resultados Analíticos do Envelhecimento Conclusões Agradecimentos

5. Objetivo do TrabalhoIntrodução

6. Introdução Energia Elétrica Uma das mais utilizadas pela humanidade Brasil: 106,3 mil MW (2009)¹ Avanços tecnológicos e desenvolvimento de pesquisas² Dependência da sociedade moderna Diminuição na ocorrência de falhas do sistema Transformador de Potência³ Transmissão e distribuição de energia Principais partes: Sistema de Isolamento 1. ANEEL 2010; 2. SCARDAZZI 2007; 3. BATISTA 2005, TULIO 2008, MILASH 1984.

7. Introdução Transformadores são máquinas elétricas estáticas¹, responsáveis pela transferência de energia entre circuitos², constituídas por: núcleo de aço silício; bobinas de fios de cobre, revestidas de papel isolante; tanque isolado por OMI; estrutura de montagem da parte ativa. Principal: sistema de isolamento³. 1. FERNANDES 1988; 2. DERVOS et al. 2005; 3. BATISTA et al. 2005, MILASH 1984; 4. MYERS et al. 1982

8. Introdução Transformador de Potência Má operação Longo tempo de utilização Desgaste dos Materiais¹ Elevadas Temperaturas Descargas Elétricas Esforço Mecânico Umidade Indesejável Exposição ao Oxigênio Comprometimento da Isolação Sólida e Líquida² 1. TULIO 2008; MAK et al. 1995

9. Introdução Degradação do OMI Degradação do Papel Deterioração das propriedades isolantes¹ Aceleração do processo de degradação da celulose do isolamento sólido² Formação de borra ácida, com deposição nas partes ativas do equipamento, dificultando a transferência de calor³ Redução do Grau de Polimerização da Celulose4 Diminuição da Resistência Mecânica5 Formação de substâncias em OMI4 Gases: H2, CH4, C2H4, CO e CO2 Água Compostos Furânicos: 2-FAL, 5-HMF, 2-FOL, 5-MF, 2-ACF. 1. TULIO 2008, OLIVEIRA et al. 2005; 2. LIPSTEIN et al. 1970, FROTA 1985; 3. MAK et al. 1995; 4. MARTINS 2007; 5. MARTINS 2007, ZIRBES et al. 2005

10. Introdução Papel Kraft Termoestabilizado Estrutura semelhante ao Papel Convencional¹ 90% de celulose e hemicelulose 7 a 8% lignina quantidades residuais de pentosanas² Modificação química para retardar a degradação térmica³ reações ou adição de estabilizantes operação a 65°C e aumento de carga do equipamento em 12% Viabilização do uso dependente do estudo de seu envelhecimento térmico³ estudo da cinética da formação de indicadores da degradação do material em OMI BATISTA et al. 2007; 2. http://isoletri.com/transf_oleo.aspx?lang=pt , acesso em 05/10/2010; 3. STORELLI 20_;

11. Objetivo Avaliar a oxidação e formação de CF do papelisolante termoestabilizado, em comparação com o papel isolante convencional, a partir da utilização de metodologias de ensaio indiretas no OMI, baseadas nas técnicas de HPLC, paralelamente à degradação do isolamento sólido.

13. Caracterização dos Materiais

14. Metodologias Analíticas AplicadasParte Experimental

15. Envelhecimento Térmico Simulação do estresse térmico de um transformador¹ Estudo em escala laboratorial 111 sistemas contendo OMI / Cobre / Papel Isolante Kraft Convencional Kraft Termoestabilizado Secagem prévia dos materiais e borbulhamento de N2 em OMI Estufas a 100 e 125°C Monitoramento de 0 a 240 dias 1. TULIO 2008; BATISTA 2005.

17. OMI tipo A (base naftênica)

18. Caracterização - Regulamento Técnico ANP n° 4/2008¹

19. Papel Termoestabilizado 0,075 mm

20. Papel Convencional 0,100 mm

21. Caracterização – Umidade IV, FTIR e MEV²1. ANP n° 36/2008; 2. SAMISTRADO et al. 2009, QUADROS 2006

23. Laboratórios em condições controladas de temperatura e umidade relativa do ar (25°C e 55%)1. ABNT 2006; 2. ABNT 2009

25. Resultados Analíticos do Envelhecimento

26. Correlação CF em OMI e Degradação do PapelResultados

27. Resultados Caracterização do OMI Material de boa qualidade e em acordo com o padrão para óleo novo estabelecido pela ANP¹ 1. ANP n° 36 2008.

34. Conclusão Papel Kraft Termoestabilizado Degradação do papel apresentou comportamento mais lento e gradual Não apresentou a formação de 2-FAL e 5-HMF, apesar da diminuição significativa do GP do papel isolante Detecção de picos individuais com tempo de retenção e espectro coincidentes com o padrão de referência 2-FOL, ao longo do envelhecimento térmico. Proposta de utilização do composto como auxiliar na manutenção preventiva de equipamentos elétricos, visando aproximar a previsão da qualidade do isolamento sólido.

35. Agradecimentos

36. Agradecimentos