Avaliação do desempenho dos materiais poliméricos e da interface de isoladores compostos tipo bastão
Dados Gerais PROJETO COPEL-D 2866-010/2006: Desenvolvimento de novas metodologias para avaliação da interface revestimento...
Introdução Isoladores poliméricos tipo bastão (SIR, EPDM e blenda de SIR/EPDM) estão sendo amplamente utilizados nas tensõ...
Introdução <ul><li>Para que os isoladores poliméricos tipo bastão tenham elevado desempenho em campo três características ...
Objetivos <ul><li>Neste trabalho foram desenvolvidas em laboratório metodologias alternativas de teste para avaliação do c...
Experimental <ul><li>Trilhamento elétrico modificado </li></ul><ul><li>Desenvolvido com base na IEC 112; </li></ul><ul><li...
Experimental <ul><li>Aderência </li></ul><ul><li>Teste de esforço lateral </li></ul><ul><li>As ferragens de cada um dos is...
Experimental <ul><li>Aderência </li></ul><ul><li>Teste de arrancamento </li></ul><ul><li>As ferragens de cada um dos isola...
Experimental <ul><li>Hidrofobicidade e capacidade de recuperação </li></ul><ul><li>Hidrofobicidade: de acordo com método d...
Resultados Coeficiente angular ( α ), coeficiente de determinação (r 2 ) e coeficiente de correlação (r) Trilhamento elétr...
Resultados Isolador G Aderência Isolador A Esforço lateral Esforço lateral Arrancamento Arrancamento Isoladores Esforço la...
Resultados Hidrofobicidade e capacidade de recuperação Novo t = 0 h t = 48 h t = 156 h Isolador H Isolador Classificação d...
Conclusões <ul><li>A metodologia proposta no ensaio de resistência ao trilhamento elétrico modificado mostrou-se eficiente...
Dados para contato Dr. Guilherme Cunha da Silva [email_address] (41) 3361.6845
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  1. 1. Avaliação do desempenho dos materiais poliméricos e da interface de isoladores compostos tipo bastão
  2. 2. Dados Gerais PROJETO COPEL-D 2866-010/2006: Desenvolvimento de novas metodologias para avaliação da interface revestimento/núcleo/terminais e do envelhecimento e degradação de isoladores poliméricos tipo bastão e pára-raios com invólucro polimérico. <ul><li>Gerente do projeto: Eng a Juliana Pinheiro de Lima (COPEL) </li></ul><ul><li>Coordenador de pesquisa: Dr. Guilherme Cunha da Silva (LACTEC) </li></ul><ul><li>Ciclo: 2006/2007 </li></ul><ul><li>Equipe do projeto: </li></ul><ul><ul><li>Dra. Marilda Munaro (LACTEC); </li></ul></ul><ul><ul><li>Dr. Paulo César Inone (LACTEC); </li></ul></ul><ul><ul><li>MSc. Fernando Piazza (LACTEC); </li></ul></ul><ul><ul><li>Téc. César Hubsch (LACTEC); </li></ul></ul><ul><ul><li>Téc. Artur Mechi (LACTEC). </li></ul></ul>
  3. 3. Introdução Isoladores poliméricos tipo bastão (SIR, EPDM e blenda de SIR/EPDM) estão sendo amplamente utilizados nas tensões de distribuição e transmissão. <ul><li>Vantagens da utilização de isoladores poliméricos: </li></ul><ul><ul><li>Peso reduzido; </li></ul></ul><ul><ul><li>Elevada resistência ao vandalismo; </li></ul></ul><ul><ul><li>Excelente desempenho frente às intempéries, principalmente em ambientes com elevado grau de poluição; </li></ul></ul><ul><ul><li>Elevada resistência mecânica aos esforços de torção, flexão e tração; </li></ul></ul><ul><ul><li>Redução de custos de manutenção. </li></ul></ul>
  4. 4. Introdução <ul><li>Para que os isoladores poliméricos tipo bastão tenham elevado desempenho em campo três características são fundamentais: </li></ul><ul><ul><li>Resistência ao trilhamento elétrico do revestimento; </li></ul></ul><ul><ul><li>Hidrofobicidade do revestimento; </li></ul></ul><ul><ul><li>Aderência da interface revestimento/núcleo/terminais. </li></ul></ul><ul><ul><li>Exemplos de ocorrências em laboratório e campo </li></ul></ul>Laboratório Campo
  5. 5. Objetivos <ul><li>Neste trabalho foram desenvolvidas em laboratório metodologias alternativas de teste para avaliação do composto polimérico e da interface revestimento/ núcleo/terminais de isoladores poliméricos tipo bastão, a saber: </li></ul><ul><ul><li>Trilhamento elétrico modificado; </li></ul></ul><ul><ul><li>Aderência; </li></ul></ul><ul><ul><li>Hidrofobicidade e capacidade de recuperação. </li></ul></ul>
  6. 6. Experimental <ul><li>Trilhamento elétrico modificado </li></ul><ul><li>Desenvolvido com base na IEC 112; </li></ul><ul><li>Amostra: corpos-de-prova retirados do isolador com uma punção de ½”; </li></ul><ul><li>Tensão aplicada: 1500 VAC; </li></ul><ul><li>Intervalo entre cada gota: 5s. Em 1 h: 720 gotas; </li></ul><ul><li>Distância entre eletrodos: 5 mm; </li></ul><ul><li>Força exercida por cada eletrodo: 1 N; </li></ul><ul><li>Solução contaminante: dissolução de cloreto de amônio, de concentração 0,1% em peso em água destilada, de forma a obter uma resistividade de 3,95  0,05  .m a 23  5 o C e U.R. 30  5 %; </li></ul><ul><li>Duração: avaliação do corpo-de-prova decorridas 1 h, 3 h, 6 h e 10 h; </li></ul><ul><li>Critério de avaliação: perda de massa por hora. </li></ul>
  7. 7. Experimental <ul><li>Aderência </li></ul><ul><li>Teste de esforço lateral </li></ul><ul><li>As ferragens de cada um dos isoladores foram cortadas, deixando um comprimento de 5 mm; </li></ul><ul><li>Em cada um dos isoladores foi efetuado um corte longitudinal, com profundidade suficiente para atingir o núcleo, ao longo de todo o isolador; </li></ul><ul><li>O revestimento foi tensionado manualmente com o objetivo de avaliar a aderência nas interfaces; </li></ul><ul><li>A aderência ao longo de todo o isolador caracteriza o bom desempenho do equipamento. </li></ul>
  8. 8. Experimental <ul><li>Aderência </li></ul><ul><li>Teste de arrancamento </li></ul><ul><li>As ferragens de cada um dos isoladores foram cortadas, deixando um comprimento de 5 mm; </li></ul><ul><li>Em cada um dos isoladores foram efetuados dois cortes longitudinais, espaçados de 1 cm; </li></ul><ul><li>Realizados os cortes longitudinais, foi forçado o arrancamento do revestimento, ao longo do corte, com um alicate universal; </li></ul><ul><li>Para que o material seja adequado ao uso não deve haver exposição total do núcleo após o arrancamento do revestimento. </li></ul>
  9. 9. Experimental <ul><li>Hidrofobicidade e capacidade de recuperação </li></ul><ul><li>Hidrofobicidade: de acordo com método descrito no guia STRI </li></ul><ul><li>Capacidade de recuperação </li></ul><ul><li>As duas primeiras saias dos isoladores foram cobertas com argila. </li></ul><ul><li>Os isoladores ficaram com a argila pelo período de 48 horas. </li></ul><ul><li>Decorrido este tempo a argila foi removida com uma escova de cerdas macias e um novo ensaio de hidrofobicidade foi realizado. </li></ul><ul><li>Este tempo é considerado o instante inicial (tempo zero) para avaliação da recuperação da hidrofobicidade. O ensaio de hidrofobicidade foi repetido para tempos de recuperação de hidrofobicidade de 48 h e 156 h após a remoção da argila. </li></ul>Padrões STRI HC1 HC2 HC3 HC4 HC5 HC6
  10. 10. Resultados Coeficiente angular ( α ), coeficiente de determinação (r 2 ) e coeficiente de correlação (r) Trilhamento elétrico modificado Amostra α (mg/h) r 2 r A 0,28 0,90 0,95 B 0,88 0,98 0,99 C 0,74 0,97 0,98 D 0,11 0,97 0,98 E 0,08 0,99 0,99 F 0,12 0,84 0,91 G 0,13 0,98 0,99 H 0,18 0,98 0,99
  11. 11. Resultados Isolador G Aderência Isolador A Esforço lateral Esforço lateral Arrancamento Arrancamento Isoladores Esforço lateral Arrancamento A S S B N N C S S D S S E N N F S S G N N H S S
  12. 12. Resultados Hidrofobicidade e capacidade de recuperação Novo t = 0 h t = 48 h t = 156 h Isolador H Isolador Classificação da hidrofobicidade Material novo 0 h Após 48 h Após 156 h A HC1 HC5 HC4 HC3 B HC1 HC5 HC3 HC2 C HC3 HC6 HC5 HC5 D HC1 HC5 HC4 HC4 E HC1 HC6 HC3 HC2 F HC1 HC6 HC6 HC5 G HC1 HC4 HC3 HC3 H HC1 HC4 HC2 HC2
  13. 13. Conclusões <ul><li>A metodologia proposta no ensaio de resistência ao trilhamento elétrico modificado mostrou-se eficiente para qualificação de compostos poliméricos utilizados em isoladores poliméricos tipo bastão. Foi mostrado que existe uma forte correlação linear entre a perda de massa e o tempo de ensaio, onde o coeficiente angular representa a perda de massa por hora no composto polimérico. Sugere-se a utilização do coeficiente angular como um indicador quantitativo para qualificação dos compostos poliméricos; </li></ul><ul><li>O ensaio de Aderência, independente do procedimento adotado, mostrou-se eficiente para avaliação da interface núcleo-revestimento de isoladores compostos tipo bastão. Os isoladores que tiveram desempenho inadequado no teste de esforço lateral também tiveram desempenho inadequado no teste de arrancamento; </li></ul><ul><li>Tanto a metodologia de Hidrofobicidade e Capacidade de Recuperação quanto a de Aderência tem a vantagem de serem procedimentos e avaliações de curto prazo, simples execução e baixo custo, podendo ser utilizado pelos técnicos da concessionária como um teste preliminar no recebimento de isoladores compostos tipo bastão. </li></ul>
  14. 14. Dados para contato Dr. Guilherme Cunha da Silva [email_address] (41) 3361.6845

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