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Estudo dos efeitos do ozônio gerado durante os ensaios de equipamentos de linha viva sobre os materiais poliméricos.

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Presentation Transcript
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Estudo dos efeitos do ozônio gerado durante os ensaios de equipamentos de linha viva sobre os materiais poliméricos

Caroline I. Lisevski, Camila M. de O. Wolski, Rafael G. Serta, Rafael P. Machado, Edson E dos Santos, Anselmo Pombeiro, Mariana C. dos Santos Fernandes, Eliseu Esmanhoto, Luis E.S.Mayer, Edemir L. Kowalski e Marilda Munaro

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Core Business

Comercia-

lização

Transmissão

Geração

Distribuição

Non Core

Distribuição

de Gás

Natural

Telecomuni-

cações

Saneamento

Engenharia

copel distribui o
182.999 Km de linhas de distribuição.

351 subestações.

9.567 MVA de potência instalada.

1.112 localidades atendidas

393 municípios atendidos

3.823.185 consumidores

292 agências e postos de atendimento

117 postos de atendimento a abrir em 15/9

Copel Distribuição
copel distribui o1
Copel Distribuição

5 Regionais subdivididas em 20 DSMs

instituto de tecnologia para o desenvolvimento www lactec org br

Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimentowww.lactec.org.br

Associados

estrutura
Estrutura

CEHPAR

LAC

SEDE

LEME

LAME

introdu o
Introdução

A Copel realiza ensaios periódicos nos equipamentos de linha viva utilizados pelos seus eletricistas em laboratórios próprios.

Observa-se após o dia de trabalho que o odor do ozônio no ambiente de ensaio é considerável.

Este ponto foi o elemento motivador desta pesquisa, que objetivou:

a) Levantar os níveis de ozônio gerados sobre os equipamentos e ambiente durante a realização dos ensaios elétricos;

b) Estudar os efeitos da interação destes níveis com os materiais dos equipamentos e realizar ampla revisão bibliográfica dos efeitos da inalação do ozônio;

c) Estudar/propor técnicas ou metodologias para a redução destes níveis de ozônio.

introdu o1
Introdução

Geração do ozônio durante os ensaios

Alta tensão e eletrodos geram descargas corona que fornecem a energia necessária para que o oxigênio presente no ar forme o ozônio.

Eletrodos

Alta tensão

Corona

Ar

Degrada os materiais

Altamente oxidante

Pode causar desconforto

O3

materiais
Materiais

Materiais avaliados

Lençol

Cobertura circular

Luva

Cobertura de condutor

m todos
Métodos
  • Determinação da quantidade de ozônio gerado durante os ensaios periódicos:
    • Realizado nas cinco regionais da Copel sobre o material e
    • ambiente;
    • Destes resultados foram determinados os valores de O3 usados no
    • envelhecimento dos materiais.

Pontos de coleta do nível de ozônio gerado durante a realização de ensaio periódico no material e ambiente.

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Métodos
  • Envelhecimento em câmara de ozônio
  • Concentração de ozônio na câmara: 30 ppm
  • Tempos de exposição:
    • 30, 45, 120 e 240 min sem deformação mecânica
    • 15, 30 e 45 min com deformação mecânica

Corpo de prova de polietileno curvado em U para envelhecimento na câmara de ozônio

Dispositivo utilizado para deformar as amostras elastoméricas a serem expostas ao ozônio

m todos1
Métodos
  • As amostras foram avaliadas por:
    • Tração à Ruptura
    • Microscopia Óptica
    • Microscopia Eletrônica de Varredura
    • Resistência Superficial e Volumétrica
m todos2
Métodos

Simulação em software especialista dos ensaios elétricos

Objetivou a determinação dos pontos dos ensaios onde ocorre a maior intensificação do campo elétrico.

resultados
Resultados

Imagens de microscopia óptica das amostras do lençol com deformação mecânica

a) b)

c) d)

a) 0 min, b) 15min, c) 30 min e d) 45 min.

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Resultados

Imagens de microscopia óptica das amostras do lençol com deformação mecânica e com proteção de graxa de silicone

a) b)

c) d)

a) 0 min, b) 15min, c) 30 min e d) 45 min.

resultados2
Resultados

Imagens de microscopia óptica das amostras da luva com deformação mecânica

a) b)

c) d)

a) 0 min, b) 15min, c) 30 min e d) 45 min.

resultados3
Resultados

Imagens de MEV da superfície das amostras do lençol sem deformação mecânica

a) b) c)

d) e)

a) 0 min, b) 30min, c) 90 min, d) 120 min e e) 240 min.

resultados4
Resultados

Imagens de MEV da superfície das amostras do lençol sem deformação mecânica e com proteção de graxa de silicone

a) b) c)

d) e)

a) 0 min, b) 30min, c) 90 min, d) 120 min e e) 240 min.

resultados5
Resultados

Imagens de MEV da superfície das amostras da luva sem deformação mecânica

a) b) c)

d) e)

a) 0 min, b) 30min, c) 90 min, d) 120 min e e) 240 min.

resultados6
Resultados

Variação das propriedades mecânicas em função do tempo de exposição ao ozônio das amostras de luva e lençol.

Alongamento à ruptura

Tensão máxima

resultados7
Resultados

Variação das propriedades mecânicas em função do tempo de exposição ao ozônio das amostras de cobertura circular e de condutor

Alongamento à ruptura

Tensão de ruptura

resultados8
Resultados

Variação da resistência superficial e volumétrica em função do tempo de exposição ao ozônio das amostras de lençol.

Resistência superficial

Resistência volumétrica

resultados9
Resultados

Variação da resistência superficial e volumétrica em função do tempo de exposição ao ozônio das amostras de cobertura circular.

Resistência superficial

Resistência volumétrica

resultados10
Resultados
  • Redução do nível de ozônio gerado nos ensaios de ferramentas de linha viva
  • Foram desenvolvidas e apresentadas à concessionária, novas metodologias e arranjos para os ensaios de luvas, mangas, lençóis isolantes, coberturas rígidas circulares e de condutor, e varas de manobra.
  • Estes arranjos foram aplicados em ensaios de rotina e constatou-se redução significativa na concentração de ozônio.
  • Para luvas isolantes o valor foi reduzido de 30 ppm para 3 ppm.
  • No caso de lençóis isolantes e coberturas rígidas obteve-se redução de 30 ppm para 0,1 ppm e 50 ppm para 5 ppm.
  • Para as varas de manobra a redução foi menos significativa, passando de 2 ppm nos ensaios em AC convencionais para 1ppm com a nova metodologia proposta.
resultados11
Resultados

Ambiente de ensaio com exaustão e ventilação, isolado da área onde se encontra o técnico que realiza o ensaio.

conclus es
Conclusões
  • A borracha natural utilizada na confecção de equipamentos de manutenção de linha viva, quando, exposta ao ozônio sem tensão mecânica apresentou degradação superficial e microfissuras. Envelhecido sob esforço mecânico apresentou fissuras macroscópicas alteração nas as propriedades mecânicas.
  • O polietileno é pouco afetado pela ação do ozônio.
  • Para prolongar a vida útil e minimizar os efeitos de degradação provocados pelo ozônio, foram desenvolvidos arranjos de ensaio que reduziram a geração de descargas corona, bem como a concentração do gás.
  • Foi apresentada uma forma simples de se evitar a inalação do ozônio pelos ensaiadores, bem como reduzir a interação do ozônio com os materiais durante a realização dos ensaios periódicos.
agradecimentos e contatos
Agradecimentos e contatos
  • À ANEEL, Copel e LACTEC;
  • Ao CNPq pelo benefício da Lei 8010/90.

Contatos dos Autores:

Anselmo Pombeiro: [email protected]

Marilda Munaro: [email protected]

Edemir Luiz Kowalski: [email protected]

Rafael Pires Machado: [email protected]

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