Neste artigo, discutiremos o que significa rigidez dielétrica do óleo do transformador, como medição de força dielétrica é tomada e que instrumentos são usados ​​para esse fim.

Juntamente com a tangente de perda dielétrica, a rigidez dielétrica é a principal característica para descrever as propriedades dielétricas do óleo isolante. Portanto, o interesse em explorá-lo surgiu quase na época em que os óleos minerais começaram a ser usados ​​como meio isolante para transformadores, ou seja, há mais de cem anos.

Significado físico da rigidez dielétrica do óleo do transformador

O significado físico da rigidez dielétrica pode ser explicado usando um exemplo. Com um aumento gradual na tensão aplicada ao óleo do transformador, a resistência do óleo cairá drasticamente para zero depois de um tempo. Isso significa que o óleo perdeu suas propriedades dielétricas e começou a passar uma corrente elétrica. A tensão na qual ocorre uma quebra de óleo é conhecida como tensão de ruptura.

Na prática, a tensão de ruptura dos dielétricos depende de sua espessura: quanto mais espessa for a camada de material, maior será o valor de sua tensão de ruptura. Mas se você pegar dois dielétricos de origem diferente com a mesma espessura, a tensão de ruptura será diferente. Portanto, foi introduzido um parâmetro que caracteriza a capacidade dos materiais de resistir a uma ruptura, ou seja, a rigidez dielétrica. No caso mais simples, é igual à tensão de ruptura e à relação de espessura de um dielétrico. A rigidez dielétrica é medida em V/m, mas outras unidades também são usadas na prática:

• kV/mm;
• kV/cm;
• V/mcm, etc.

Fisicamente, a rigidez dielétrica é a intensidade do campo elétrico em um dielétrico ao atingir o qual ocorre uma quebra neste local.

Antes de passar para o assunto medição de força dielétrica, vamos discutir do que depende esse parâmetro para o caso do óleo do transformador.

Quais fatores afetam a rigidez dielétrica do óleo do transformador

O óleo de transformador novo e puro geralmente tem rigidez dielétrica suficiente para uso em equipamentos de alta tensão.

Mas durante o uso, o óleo é afetado por vários fatores: alta temperatura, umidade, oxigênio ambiente e alta voltagem. Como resultado, o óleo fica contaminado com impurezas nocivas: partículas mecânicas, água e bolhas de gás. Especificamente, eles reduzem a rigidez dielétrica. A água é o principal inimigo da rigidez dielétrica do óleo do transformador.

Em dispositivos de comutação, a rigidez dielétrica do óleo diminui proporcionalmente ao número de operações de comutação. Decorre do aumento do teor de carvão que se forma devido à ocorrência de um arco elétrico.

Como medir a rigidez dielétrica do óleo do transformador

Como regra, a rigidez dielétrica do óleo do transformador é determinada em um ambiente de laboratório usando instrumentos especiais. O método clássico de medição de força dielétrica envolve o uso de um transformador de alta tensão com um regulador de tensão e uma célula de medição na qual é derramada uma amostra de óleo do transformador. Existem também dois eletrodos na célula, a forma e a distância entre os quais são determinadas pela norma aplicável.

A tensão no enrolamento secundário do transformador aumenta gradualmente até que ocorra uma ruptura dielétrica. O valor da tensão de ruptura é registrado.

Os valores da tensão de ruptura para diferentes amostras do mesmo óleo podem diferir; assim, na prática, utiliza-se a expectativa matemática da tensão de ruptura, que é calculada como uma média baseada em várias medições consecutivas. A rigidez dielétrica é calculada dividindo o valor obtido da tensão de ruptura pela espessura dielétrica que coincide com a distância entre os eletrodos neste caso.

TOR-80 GlobeCore unidade de medida de rigidez dielétrica para óleo de transformador

GlobeCore foi desenvolvido Instrumento TOR-80 aplicação de novas tecnologias e padrões da indústria. Isso é uma unidade de medida de rigidez dielétrica para óleo de transformador com as seguintes vantagens:

• tamanho compacto;
• o tempo de desligamento da tensão de teste com o início de uma quebra não excede 4 mcs;
• a possibilidade de testar o óleo de acordo com qualquer uma das normas aplicáveis ​​(IEC 60156, ASTM D877, etc.);
• a tolerância de medição não excede 1%;
• imprimir os resultados da medição usando uma impressora térmica integrada;
• a possibilidade de transferir os resultados da medição para um computador usando uma unidade flash;
• segurança operacional: quando a tampa é aberta, a aplicação de tensão de teste é bloqueada e o choque elétrico no pessoal do laboratório é eliminado.

Maneiras de manter um alto nível de rigidez dielétrica do óleo do transformador

As formas de manter a rigidez dielétrica do óleo do transformador decorrem das causas de sua diminuição. As formas mais eficientes consistem na purificação periódica do óleo com equipamentos especiais:

• unidades de filtração;
• unidades de vácuo térmico de desgaseificação (remoção de água e gases);
• unidades zeólitas (remoção de água);
• plantas abrangentes combinando vários processos de trabalho e capazes de filtrar, secar e desgaseificar óleos de transformadores.

O uso das unidades de medição de rigidez dielétrica e das unidades de processamento de óleo permite estender a vida útil dos óleos, bem como aumentar a confiabilidade de transformadores, disjuntores de alta tensão, comutadores de derivação em carga e outros dispositivos de alta tensão equipamento.