Tratamento Termo Vácuo para purificação do Óleo Isolante

Em que consiste o tratamento termo vácuo?

O óleo mineral isolante, bem como qualquer fluido isolante elétrico – vegetal ou sintético – deve possuir obrigatoriamente uma característica especifica, que é uma elevada rigidez dielétrica, que é definida na literatura como:

“A rigidez dielétrica de um certo material é um valor limite de campo elétrico aplicado sobre a espessura do material (kV/cm), sendo que, a partir deste valor, os átomos que compõem o material se ionizam e o material dielétrico deixa de funcionar como um isolante.”

Na prática, a rigidez dielétrica é a tensão de disruptura do fluido, quando submetido a um incremento de tensão constante e normalizado, ou seja, quando um fluido deixa de funcionar como isolante.

Além da composição química, que é definida em pesquisa e desenvolvimento do produto, as maiores interferências negativas nesta característica são o conteúdo de água e a quantidade de partículas presentes nele. É sabido que a ocorrência simultânea de partícula e água em um fluido isolante reduz significativamente sua rigidez dielétrica. Portanto é imprescindível um alto o grau de pureza destes fluidos para que ele atenda e até exceda as especificações de projeto e comercialização.

Tanto que, nas especificações, o conteúdo de água no fluido isolante é dado por ppm (parte por milhão), também expresso em ( mg/ Kg ), onde 1,0 ppm significa 1,0 g de água em 1.000.000 de g de fluido, ou 1,0 mg de água em 1,0 kg de óleo, o que é quase nada.

Por esse motivo, existe uma especificação para cada fase da utilização do fluido, que começa no fornecimento, passa pelo controle de enchimento do e termina na análise preventiva durante a operação do equipamento. A norma NBR- 10576 apresenta os valores limites de teor de água para cada uma destas fases.

A única forma de reduzir o teor de água aos valores especificados, que são mais rígidos à medida que a classe de tensão do equipamento aumenta, é através de um equipamento comumente chamado de “Termo Vácuo“ e que incorpora também elementos filtrantes de baixa micragem ( < 1,0 µ ) com a finalidade de eliminar as partículas sólidas indesejáveis. “Termo” porque ele aquece o óleo e “vácuo” porque ele é feito através de uma câmara de vácuo, que é onde ocorre a extração da água do óleo.

 A câmara funciona da seguinte maneira: o fluido passa por um aquecedor elétrico que eleva a temperatura, normalmente entre 50 – 60 graus Célsius e segue para a câmara de vácuo, que é hermeticamente fechada e suporta vácuo pleno ( < 1,0 mBar ). Logo na entrada existem dispersores (bicos, anéis Pall, filtros de coalescência) para aumentar a superfície de contato do óleo com o vácuo. O sistema de vácuo fica operando continuamente durante o processo, sendo que a água é extraída, devido às diferenças de pressão de vapor da água e do óleo, e arrastada em forma de vapor para a bomba de vácuo onde existe um sistema de filtragem (para a retenção de partículas de óleo) e emitida para o meio ambiente em forma de vapor de água inerte.

Entenda o funcionamento deste processo:

Normalmente as unidades de tratamento termo vácuo são máquinas móveis que podem ser fixadas em baús fechados (alumínio ou Sider) ou mesmo em bases com rodízios, o que facilita o deslocamento em áreas de difícil acesso. Em função do tamanho do transformador e consequentemente o volume de óleo a ser tratado, deve-se optar por uma máquina com vazão nominal adequada para garantir eficiência e tempo de execução dos serviços. Por esta razão, existe uma grande gama de máquinas diversas vazões nominais, desde 500 L/ h até 20.000 L/h ou até maiores. A Trafocare possui máquinas de diversos tamanhos e acondicionamentos, permitindo atendermos a todas as necessidades de nossos clientes.

Para cada necessidade de utilização do processo de tratamento do fluido com a unidade termo vácuo, temos procedimentos específicos desenvolvidos ao longo dos anos e que garantem maior eficiência em menor prazo de execução, seja para controle de enchimento de transformadores novos, bem como e principalmente para readequar as condições de operação após diagnóstico das análises de rotina. O processo em si consiste na recirculação do óleo em circuito fechado, máquina–transformador até que as condições de teor de água e rigidez dielétrica atinjam os valores especificados e acordados na proposta técnico / comercial.

É importante ressaltar que este serviço pode ser executado com os transformadores “energizados”, desde que estes sejam analisadas previamente e com os devidos critérios de segurança operacional (APR), bem como os operadores sejam altamente treinados para este fim. A Trafocare possui pessoal treinado e qualificado para este serviço.

Por que é necessário fazer o tratamento termo vácuo no transformador?

Durante a operação do equipamento, temos um aumento no teor de água no fluido isolante devido a três principais causas: pela própria degradação do papel (quando o papel degrada, ele forma água molecular), pela entrada pelo respiro que o transformador (sílica gel) ou por vazamento através de alguma junta que deteriorou e ocasionou a entrada de água.

Com essa umidade aumentando e chegando ao limite, que é dado através da NBR 10576, a ação corretiva recomendada é o tratamento termo vácuo. Este tratamento, portanto, vai reestabelecer as condições do teor de água, e consequentemente restabelecer também a rigidez dielétrica do fluido dielétrico dentro do equipamento, para que ele fique dentro das especificações.

O tratamento termo vácuo é fundamental porque a rigidez dielétrica é um fator de risco de falha importante, pois em valores muito baixos, podem ocorrer descargas elétricas internas (curtos) entre espiras, entre espiras e tanque e etc, causando avarias catastróficas ao equipamento, acarretando sua saída de operação e obrigando o envio para uma oficina de reparos. Sabemos que quanto maior o teor de água, menor é a rigidez elétrica do fluido isolante, e que a rigidez elétrica é a responsável por suportar as tensões (voltagem) de operação. Portanto, o maior benefício deste tratamento é o aumento da rigidez elétrica do fluido isolante, para melhoria das condições de segurança do equipamento.

Outro fator é que, quanto menos teor de água o fluido isolante tem, menos suscetível a oxidação ele será, portanto, você irá prolongar a sua vida útil. Logo, este processo tem uma função muito importante na manutenção periódica do equipamento.

É também importante ressaltar que, mesmo o fluido novo, fornecido por diversas empresas no mercado, tanto à granel, como IBCs e tambores; normalmente apresentam um teor de água não  adequado para você utilizar no equipamento,  sendo necessário que se faça o tratamento termo vácuo no fluido antes de sua efetiva utilização. Isto é obrigatório de acordo com as especificações técnicas de enchimento de transformadores de potência.

Em 100% dos transformadores de potência acima de 15 kv, é necessário e obrigatório que se faça o tratamento do óleo antes de encher o transformar na fábrica, para que seja possível atender às condições de umidade e partículas para o enchimento. Quanto maior o nível de tensão do equipamento, mais rigorosa são as especificações para teor de água, partículas e gases.

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