Medição de tensão de ruptura do óleo do transformador

O óleo de transformador é usado como meio isolante em equipamentos de alta tensão devido à sua maior rigidez dielétrica em comparação, por exemplo, com gases.

Mas durante a operação dos óleos, pode ocorrer sua quebra, ou seja, a perda da capacidade de suportar altas tensões. Uma avaria cria um risco de falha de equipamentos elétricos caros: transformadores, cabos cheios de óleo, capacitores, interruptores, pára-raios, etc. Para evitar a ruptura, os dielétricos líquidos são testados para medir a tensão de ruptura. Neste artigo, veremos como ocorre a quebra de dielétricos líquidos, as razões para a diminuição da tensão de ruptura e como o óleo do transformador é limpo e testado.

Decomposição de dielétricos líquidos

A quebra de dielétricos líquidos é um fenômeno complexo que ainda está sendo estudado. Uma das principais teorias de origem é a seguinte. Se um dielétrico (óleo) for exposto a alta tensão por um longo tempo e houver inclusões no óleo, essas inclusões serão polarizadas e combinadas em cadeias que se estendem ao longo das linhas de força do campo eletromagnético. As cadeias tornam-se um canal através do qual a corrente elétrica flui. A corrente aquece o líquido adjacente ao canal até a ebulição e a quebra ocorre através do canal de gás formado.

Em óleos cuidadosamente refinados, a quebra pode ocorrer devido à ionização de impacto das moléculas. Após uma avaria, as propriedades de isolamento elétrico do óleo são restauradas, mas sua qualidade geralmente se deteriora visivelmente.

Tensão de ruptura do óleo do transformador

É realizado pelo método de amostragem e sua posterior análise com a determinação da tensão de ruptura, tangente de perda dielétrica, constante dielétrica, etc.

A tensão de ruptura é a tensão mínima aplicada na qual um canal condutor é formado no dielétrico. A tensão de ruptura é geralmente medida em quilovolts.

Eles também usam outra característica semelhante – esta é a rigidez dielétrica (resistência à ruptura) do dielétrico. Fisicamente, a força elétrica é a tensão que deve ser aplicada à amostra para sua quebra, dividida pela espessura da amostra. A força elétrica é medida em quilovolts por milímetro.

Quais fatores afetam a tensão de ruptura do óleo do transformador

A tensão de ruptura é um parâmetro muito sensível do óleo do transformador, pois pode ser influenciado por diversos fatores. Entre eles:

• contaminação com impurezas mecânicas e umidade. Quanto mais sujo o óleo, menor sua tensão de ruptura;
• viscosidade. Juntamente com a diminuição da viscosidade do óleo do transformador, a tensão de ruptura também diminui;
• temperatura. À medida que a temperatura aumenta, a tensão de ruptura do óleo diminui. Quando uma voltagem pulsada é aplicada, essa relação é fracamente expressa. Para óleos altamente refinados, a dependência da tensão de ruptura da temperatura do óleo é complexa;
• pressão. Com o aumento da pressão, a tensão de ruptura aumenta, o que é explicado pelo aumento da pressão nas bolhas de gás. A dependência é mais pronunciada em óleo tecnicamente puro;
• a duração da exposição à tensão. Quanto mais tempo a tensão for aplicada ao óleo, menor será a tensão de ruptura. A dependência enfraquece em óleos com um grau mais profundo de purificação;
• a forma e a área dos eletrodos, a distância entre os eletrodos. Com diferentes formas de eletrodos, campos de vários graus de heterogeneidade são criados, e quanto maior o coeficiente de heterogeneidade, menor a tensão de ruptura. Com o aumento da área dos eletrodos, a tensão de ruptura diminui e, com o aumento da distância entre os eletrodos, aumenta.

Teste de tensão de ruptura do óleo do transformador

Teste de ruptura de óleo, como regra, é realizado em laboratório, mas com o equipamento necessário, é possível medir a tensão de ruptura perto do transformador.

Testando à ruptura do óleo isolante

Realizado de acordo com as normas vigentes. Estes podem ser padrões nacionais dos países em que os transformadores são operados e padrões internacionais. O mais comumente usado é o testador BDV IEC-60296 Testador ASTM BDV.

Testador de ruptura do óleo

A GlobeCore fornece equipamentos de qualidade de classe mundial para manutenção de transformadores, incluindo testadores de laboratório de dielétrico líquido. Entre eles está o testador de ruptura de óleo TOR-80. Ele funciona com o princípio de aumentar gradualmente a tensão no enrolamento secundário de um transformador de alta tensão de zero a um valor máximo ou a um valor no qual ocorre uma ruptura dielétrica. O tempo de desconexão de alta tensão após a avaria não excede quatro microssegundos. De acordo com este indicador, o testador de óleo de transformador TOR-80 supera todos os dispositivos existentes de finalidade semelhante. O óleo na célula de medição não tem tempo para queimar e alterar sua composição química, o que garante as mesmas condições para medições repetidas.

Em termos de outras características e parâmetros, o melhor testador GlobeCore BDV não é inferior a nenhum dos análogos conhecidos. Nas configurações do TOR-80, você pode selecionar qualquer um dos padrões atuais para métodos de teste elétrico (IEC 60156, ASTM D877, GOST 6581, etc.). Mesmo que o padrão tenha mudado ao longo do tempo, o usuário pode fazer rapidamente os ajustes necessários e continuar testando o óleo de acordo com o algoritmo atual. Portanto, o testador GlobeCore BDV de baixo custo pode ser usado em qualquer país do mundo. Além disso, com sua ajuda, são testados dielétricos líquidos de várias origens com uma tensão de ruptura não superior a 80 quilovolts, feitos com base em petróleo, óleos vegetais ou obtidos sinteticamente.

O dispositivo possui dimensões compactas: largura – 49 centímetros, comprimento – 32 centímetros e altura – 30 centímetros, além de alças integradas ao corpo, com a ajuda das quais é fácil mover dentro do laboratório ou transferir de uma sala para outra .

O processo de teste de quebra de óleo é simples. Um funcionário do laboratório elétrico precisa conectar o dispositivo à fonte de alimentação, inserir a célula de medição, enchê-la com óleo, selecionar o padrão necessário e iniciar o processo pressionando o botão apropriado. Todo o resto o testador TOR-80 BDV fará automaticamente, após o que em cinco minutos o resultado da primeira medição da tensão de ruptura em quilovolts aparecerá no visor.

O erro de medição da tensão de ruptura após o ciclo de teste não excede um por cento. Essa precisão é alcançada por meio de tecnologias desenvolvidas pela GlobeCore e novos padrões da indústria.

Ao mesmo tempo, o dispositivo permanece conveniente e prático. Se necessário, os resultados da medição podem ser impressos na impressora térmica integrada ou o conjunto de dados acumulados pode ser transferido usando uma unidade flash da memória interna não volátil para um computador para posterior processamento estatístico e visualização.

O uso do TOR-80 é seguro para o pessoal do laboratório, desde que as regras de operação sejam observadas. A tampa superior não apenas protege as amostras e a área de trabalho contra contaminação, mas também é equipada com um dispositivo de controle de posição. Quando a tampa está na posição “aberta”, o aumento da tensão de teste é bloqueado e o choque elétrico é excluído.

Antes de serem enviados aos laboratórios das concessionárias de energia elétrica, todos os dispositivos são verificados quanto à conformidade com as especificações e características por meio de testes de amostras reais de óleo, para as quais são feitas pelo menos 900 medições, o que equivale a 150 ciclos de teste, bem como por verificação com quilovoltímetros de alta precisão.

O teste de óleo com a nova ferramenta TOR da GlobeCore permite que você identifique rapidamente quedas críticas de tensão de ruptura e tome rapidamente a decisão de trocar ou limpar o óleo.

Teste BDV Contínuo em Transmissão

Além das análises laboratoriais, é de interesse prático para os proprietários de transformadores e organizações de serviços determinar a tensão de ruptura do óleo online, ou seja, sem amostragem. A GlobeCore produz um testador BDV online, mais precisamente, todo o sistema de diagnóstico TOR-5, que permite determinar parâmetros importantes do óleo do transformador. O TOR-5 é instalado próximo ao transformador e conectado a ele. Uma vez conectado, o óleo circula continuamente em circuito fechado pelos sensores. Os sensores medem parâmetros importantes do óleo. Além de serem informações de diagnóstico em si, esses parâmetros também são usados ​​para calcular indicadores adicionais que fornecem uma visão mais completa da condição do óleo do transformador online. Um dos indicadores calculados é a tensão de ruptura do óleo.

Todos os parâmetros medidos e calculados são acumulados uma vez por minuto e estão disponíveis para visualização e análise em um aplicativo web especial que pode ser aberto em qualquer lugar do mundo com acesso à Internet.