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Ciência & Tecnologia dos Materiais

 ISSN 0870-8312

MARTINS, Maria Augusta G.. Envelhecimento térmico do papel isolante de transformadores. Investigação experimental. Modelos de degradação.. []. , 22, 1-2, pp.77-86. ISSN 0870-8312.

^lpt^aOs processos envolvidos no envelhecimento térmico do papel isolante, usado em transformadores eléctricos, permanecem ainda mal conhecidos, devido ao grande número de variáveis envolvidas e ao difícil controlo dessas variáveis. Com o fim de obter informação adicional, com vista à caracterização desses processos, foi realizada, em laboratório, uma experiência de envelhecimento térmico de papel Kraft, (idêntico ao usado nos transformadores) imerso em óleo mineral isolante originalmente não inibido, contido em ampolas de vidro fechadas mas ao qual foi adicionado, (no Laboratório) inibidor DBPC (Di-ter-butil-para-cresol - inibidor de oxidação) numa concentração de 0,3 % e BTA (Benzotriazole - passivador do cobre) numa concentração de 25 mg/kgóleo. O presente artigo reporta os principais resultados obtidos nesta experiência. A gama de temperaturas estudada, foi de 70 ºC a 180 ºC, sendo a monitorização da degradação térmica do sistema isolante óleo/papel, realizada através da análise dos gases (hidrogénio, hidrocarbonetos, óxidos de carbono e oxigénio) dissolvidos no óleo, da análise do teor de água e dos compostos furânicos dissolvidos no óleo e absorvidos no papel, assim como da determinação do grau de polimerização deste. Com base nos resultados obtidos nesta experiência, foram estabelecidas relações matemáticas, entre a concentração de furfuraldeído no óleo e o grau de polimerização do papel (para transformadores  de tipo “shell” e de tipo “core”) e comparadas estas, com os vários modelos já desenvolvidos para esta finalidade, por outros investigadores. Finalmente, refere-se a importância destes modelos, para a previsão da vida útil restante do papel isolante, sublinhando contudo as respectivas limitações, na sua aplicação à determinação da vida útil restante de transformadores em serviço.^len^aThe processes involved in the thermal ageing of insulating paper used for electrical power transformers, are not very well known, due to the role played by a great number of parameters and their difficult control. To get information for characterization of those processes, accelerated thermal ageing experiments of cellulosic insulating paper, (Kraft paper) immersed in insulating mineral oil inhibited (0,3 % DBPC - Di-tert-butyl-para-cresol - Oxidation inhibitor) and containing 25 mg of BTA /kg oil (Benzotriazol - BTA - Copper passivator) were undertaken in sealed glass ampoules, heated in an oven, at temperatures in the range 70 ºC - 180 ºC. The monitoring of paper degradation was done by the analysis of some gases dissolved in oil such as: hydrogen, hydrocarbons, oxygen, carbon monoxide and carbon dioxide and liquids like: water and furanic compounds and also by the determination of the degree of polymerization of the paper samples, (DP), besides the analysis of furanic compounds absorbed in the paper. New mathematical relationships of furfuraldehyde concentration in oil, versus the corresponding DP of paper, were established in the above mentioned experiments calculated for oil/paper ratios of core and shell transformers and afterwards compared to degradation models, developed by other researchers. Finally, the importance and advantages of these degradation models used for assessment of the useful remaining life of insulating paper of transformers, and the limitations of its application to the assessment of the useful remaining life of transformers are also highlighted here.

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