A análise cromatográfica de gases dissolvidos tem se firmado ao longo dos anos como uma ferramenta fundamental na manutenção de transformadores no setor elétrico mundial. Compreenda esta ferramenta é capaz de identificar defeitos e diagnosticar falhas precoces em transformadores em operação, reduzindo drasticamente o custo de reparos e possibilitando programação paradas para a manutenção corretiva, economizando tempo e dinheiro das indústrias.
O que é a análise cromatográfica de gases dissolvidos. (DGA)
A análise cromatográfica dos gases dissolvidos em um fluido isolante elétrico (Mineral, Vegetal ou Sintético) consiste na quantificação de nove gases principais que podem estar dissolvidos no fluido isolante de transformadores em operação.
Ela é dividida em três fases: extração dos gases dissolvidos através de vácuo e agitação da amostra coletada em seringa, e a análise cromatográfica desta mistura gasosa conforme NBR- 7070; e a interpretação dos resultados obtidos e emissão de diagnósticos conforme NBR-7284, entre outros critérios desenvolvidos pelo mercado.
Esses 09 gases são os seguintes: (H2) Hidrogênio, (O2) Oxigênio, (N2) Nitrogênio, (CO) Monóxido de Carbono, (CO2) Dióxido de Carbono, (CH4) Metano, (C2H6) Etano, (C2H4) Etileno e (C2H2) Acetileno, e desempenham papéis fundamentais na identificação de defeitos potenciais em transformadores, sendo que cada um deles é característico de uma falha específica, também chamado de “gases chaves“.
Importante ressaltar que mesmo em condições normais de operação, os transformadores apresentam a maioria desses gases dissolvidos, devido a temperatura normal do fluido. Em caso de anomalias no funcionamento, a composição e a quantidade desses gases se alteram, possibilitando o a identificação de problemas e diagnóstico de falhas incipientes.
A composição de gases e o Diagnóstico de falhas incipientes.
A formação de gases característicos de falha, é uma função da “energia de formação“ de cada gás, sendo que quanto maior, maior será a temperatura necessária para sua formação.
Por exemplo, o acetileno, requer temperaturas extremamente elevadas para ser gerado (> 700 º C), enquanto o metano pode se formar em temperaturas mais baixas (< 150 º C).
Portanto, se ocorrer a presença de C2H2 (Acetileno) em uma amostra de fluido isolante, certamente um ponto quente com temperatura acima de 700 º C, ocorreu no equipamento.
Normas de critérios de diagnóstico
Existem várias normas e critérios de diagnóstico que são usados. A ABNT NBR 7274 é a norma brasileira mais comumente utilizada, e ela define relações entre os gases para determinar o tipo de falha. (Veja tabela abaixo)
Outras Critérios podem ser considerados para aprimoramento do diagnóstico, sendo que a TRAFOCARE utiliza o “Laboralec “ para determinar a Amplitude da falha e o tipo de degradação. (Veja a tabela abaixo).
Além disso, normas internacionais, como a IEC 60.559 também podem ser aplicadas, além critérios como Triangulo e Pentágono de Duval, dependendo da preferência do técnico analista ou do laboratório que emite o Laudo de Análises.
A importância do Analista na interpretação da Análise dos gases dissolvidos.
A experiencia e o conhecimento do analista na interpretação dos resultados da Análise cromatográfica dos gases dissolvidos é fundamental para a emissão de um diagnóstico preciso. Mesmo com a possibilidade de automatização dos diagnósticos baseados em algoritmos e atualmente com a ascensão da inteligência Artificial (AI), vários fatores importantes, exigem a análise criteriosa de um bom e experiente analista químico (ou equivalente). Uma interpretação equivocada pode levar a ações também equivocadas e totalmente desnecessárias, comprometendo a confiabilidade desta importante ferramenta de manutenção.
Nas imagens a seguir, temos a comprovação de um caso real, onde o ensaio de DGA detectou presença de C2H4 e C2H2, sendo que aplicado o critério das normas:
NBR-7274: Diagnóstico: T3 – Sobreaquecimento acima de 700 º C
Laboralec: Diagnóstico: D 5 – Amplitude – Muito Importante e Tipo de degradação – Térmico – (óleo + papel)
Por este motivo, solicitamos a programação da parada do equipamento para inspeção interna.
Na prática, observou-se que ocorreu sobreaquecimento no conector bimetálico.
Neste caso, o reparo foi possível na própria instalação do cliente, com a substituição do conector inapropriado por um específico e adequado, pela própria equipe de campo da TRAFOCARE, com procedimento simples, porém altamente eficiente, evitando a necessidade de transporte para a oficina do fabricante, o que resultaria em um custo muito mais elevado, além de perda de produção em função do prazo de execução muito maior.
Tendências e Inovações
A tecnologia, em constante evolução, também chegou à manutenção dos transformadores.
Existem no mercado sistemas de monitoramento on-line dos gases dissolvidos em óleo isolante, especialmente para transformadores de grande porte.
Esses sistemas permitem uma vigilância contínua, com alertas automáticos em caso de anomalias.
Ao ser detectada uma anomalia, o sistema alerta o operador, permitindo tempo hábil para solicitar análises em laboratório para determinar o grau de criticidade do problema.
No entanto, é importante ressaltar que a análise cromatográfica em laboratório ainda é necessária, devido a pouca experiencia e utilização destes sistemas de monitoramento.
A importância da análise cromatográfica de gases dissolvidos para o setor elétrico
O XV Encontro Técnico de Fluidos Isolantes e Manutenção (ISOMAN), promovido anualmente pela VEGOOR, destacou a crescente relevância da análise cromatográfica de gases dissolvidos em fluidos l isolantes para o setor elétrico.
A TRAFOCARE teve a honra de participar neste encontro como convidada para compor uma mesa redonda sobre análise cromatográfica de gases dissolvidos, ao lado de representantes dos renomados fabricantes Siemens, Prolec GE e WEG contribuindo com nossa experiencia de mais de 40 anos neste mercado.