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Isoladores poliméricos tem fundamental importância no sistema elétrico, sendo responsáveis por suportar mecanicamente os cabos e isolar os materiais condutores para evitar descargas que podem causar acidentes. Falhas em isoladores podem causar interrupções no fornecimento de energia. Essas falhas, porém, são de difícil detecção, visto que os isoladores não apresentam sinais de estarem em processo de degradação avançado, sendo a falha normalmente detectável apenas quando realmente ocorre, e a interrupção no fornecimento de energia elétrica já ocorreu. Algumas técnicas são utilizadas, como ultrassom, termografia e isolômetros, porém com baixa efetividade de detecção de falhas em isoladores poliméricos. Uma técnica de maior efetividade representaria ganho significativo para as concessionárias distribuidoras. Para uma efetiva manutenção preventiva, se faz necessária a detecção prematura de eventuais falhas nos isoladores. O presente trabalho visa caracterizar materiais para o desenvolvimento de um sistema termocrômico à base de cera de parafina que seja capaz de detectar falhas prematuras em isoladores poliméricos tipo pino de linhas de distribuição de energia elétrica. Para caracterização do material, foram realizados ensaios de envelhecimento acelerado por exposição à radiação ultravioleta e envelhecimento acelerado por exposição ao campo elétrico. Após os ensaios de envelhecimento, o material foi caracterizado eletricamente e físico-quimicamente. Ensaios de resistividade elétrica, polarização, despolarização e espectrometria de impedância mostraram que o material, mesmo após envelhecimento, manteve características típicas de um dielétrico. Em complemento, ensaios de espectroscopia por infravermelho, calorimetria exploratória diferencial e microscopia eletrônica de varredura mostraram que não houve degradação significativa na morfologia do material. Todos os ensaios, complementarmente, mostram que o material se apresentou como adequado para a aplicação como sensor nos isoladores poliméricos.
Polymeric insulators are of fundamental importance in the electrical system, being responsible for mechanically supporting cables and insulating conductive materials to prevent discharges that can cause accidents. Insulator failures can cause interruptions in the power supply. These failures, however, are difficult to detect, since the insulators show no signs of being in an advanced degradation process, the failure being normally detectable only when it actually occurs, and the interruption in the electricity supply has already occurred. Some techniques are used, such as ultrasound, thermography and isolometers, but with low effectiveness in detecting failures in polymeric insulators. A more effective technique would represent a significant gain for the power distribution companies. For an effective preventive maintenance, it is necessary to prematurely detect any failure in the insulators. The present work aims to characterize materials for the development of a thermochromic system based on paraffin wax that is capable of detecting premature failures in pin-type polymeric insulators of electric power distribution lines. In order to characterize the material, accelerated aging tests by exposure to ultraviolet radiation and accelerated aging by exposure to the electric field were performed. After the aging tests, the material was characterized electrically and physically-chemically. Tests of electrical resistivity, polarization, depolarization and impedance spectrometry showed that the material, even after aging, maintained typical characteristics of a dielectric. In addition, infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry and scanning electron microscopy tests showed that there was no significant degradation in the material’s morphology. All tests, complementarily, show that the material presented itself as suitable for application as a sensor in polymeric insulators.
Data da defesa: 30/01/2020
Banca Examinadora
Orientador: Luiz: Marilda Munaro (Lactec)
Membro da Banca: Lúcio de Medeiros (Lactec)
Membro da Banca: Edemir Luiz Kowalski (Lactec)
Membro da Banca: Isabel Romero Grova Wutkievicz (UFPR)
Palavra(s)-Chave: Isolador polimérico; Sensor de temperatura; Termocrômico; Cera de parafina.
Keywords: Polymeric insulator; Temperature sensor; Thermochromic; Paraffin wax.
