Furfuraldeído - Um indicador prático da degradação térmica do papel Kraft de transformadores

 

Maria Augusta G. Martins

 

LABELEC – Grupo EDP, Departamento de Materiais Isolantes

Rua Cidade de Goa nº4, 2685-039 Sacavém, Portugal

maria.augusta@edp.pt

 

 

ABSTRACT: The transformer life expectancy, in terms of aging, is related to the condition of the solid insulation, as this is the major component of a transformer, that once degraded cannot be replaced without dismantling the entire transformer.

This is the reason why it is very important to know the degradation of insulating paper, which can be measured by its average viscosimetric degree of polymerization (DP). To analyse paper, we need to take paper samples, from the transformer, but this is not possible without dismantling it.

As thermal degradation of paper do generate furanic compounds and the concentration of these products, namely the furfuraldehyde (2FAL) in oil, can be easily measured by HPLC (High Performance Liquid Chromatography), this is the best alternative method, used nowadays to determine the aging of Kraft paper.

The mechanisms of cellulose degradation to produce 2FAL, the kinetics of this degradation and also the phenomena which affect the quantity of 2FAL dissolved in oil, and the factors that influence these phenomena, are the main issues addressed here.

 

Keywords: Furfuraldehyde. 2FAL. DP. Viscosimetric polymerization degree. Degradation. Pyrolysis. Hydrolysis. Cellulosic paper. Transformer.

 

RESUMO: A vida expectável de um transformador, em termos de envelhecimento, depende do nível de degradação do isolamento sólido, que é o principal componente do transformador que, sendo sujeito a degradação, não pode ser substituído, sem desmantelar por completo o equipamento. Por esta razão, con-sidera-se que a vida útil do transformador é a vida do respectivo isolamento sólido.

A degradação do papel (principal componente do isolamento sólido) pode ser medida, de forma directa, pelo grau de polimerização viscosimétrico médio do papel (DP).

Uma vez que, para recolher amostras de papel é necessário decuvar e desmontar o transformador e visto que os compostos furânicos são produzidos por degradação do papel e a sua análise no óleo pode ser fácilmente efectuada, sem perturbar o funcionamento do transformador, a determinação, por Cromatografia Líquida de Alta Pressão e Alta Resolução (HPLC), da concentração de produtos furânicos no óleo, designadamente de furfuraldeído (2FAL), é actualmente o melhor método indirecto existente, para determinar o grau de envelhecimento do papel.

Os mecanismos de produção de furfuraldeído, por degradação da celulose, e a cinética desta degradação, assim como os fenómenos de que depende a quantidade de 2FAL que permanece no óleo e ainda os factores que influenciam tais fenómenos, são os principais assuntos aqui abordados.

 

Palavras-chave: Furfuraldeído. 2FAL. DP. Grau de polimerização viscosimétrico médio. Degradação. Pirólise. Hidrólise. Papel celulósico. Transformador.

 

 

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