Nos equipamentos elétricos de alta tensão, existem um grande número de equipamentos com óleo de refrigeração (como transformadores, transformadores e disjuntores de circuito de óleo). O papel principal do óleo de isolação nestes dispositivos é o seguinte.

(1) para que o equipamento com óleo tenha um bom circuito de ciclo térmico, de forma a conseguir o objetivo de resfriar o calor exotérmico. No transformador imerso em óleo, o óleo é utilizado para transferir o calor do transformador para o tanque de óleo e o dispositivo de resfriamento, e depois é utilizado o ar circundante ou a água de resfriamento para o resfriamento.

(2) Aumentar a fase de fase em fase, camada por camada, bem como a capacidade de isolamento principal do equipamento, melhorando a resistência de isolamento do equipamento. Por exemplo, isolamento do circuito de óleo entre os mesmos disjuntores condutivos.

(3) Insulhe a isolação do equipamento para evitar o contato com o ar, para impedir a ocorrência de oxidação e imersão em umidade; além disso, assegure-se de que a isolação não diminua. Em particular, insira transformadores e capacitores no óleo isolante para evitar a entrada de umidade; também, preencha os vazios no material isolante sólido, de modo que a isolação do equipamento seja reforçada.

(4) No dispositivo do circuito de óleo, além de isolar o óleo como meio de isolação, também serve como meio de extinção de arco para evitar a expansão do arco e impulsionar a sua rápida extinção.

Óleo isolante elétrico

(1) classificação. Óleo isolante elétrico, também conhecido como óleo elétrico, incluindo óleo de transformador, óleo de disjuntor de circuito, óleo de condensador e óleo de cabos e outros 4 tipos de óleo.

(1) O óleo do transformador é um óleo de baixa viscosidade, utilizado em transformadores e outros equipamentos para o seu resfriamento e isolamento.

(2) o óleo do disjuntor de óleo é utilizado para disjuntores imersos em óleo, um tipo de óleo isolante, que além de ter efeito de isolamento e resfriamento, também pode desempenhar um papel na eliminação do corte de circuito gerado pelo arco (fogo).

(3) o óleo do capacitor é utilizado em capacitores (principalmente capacitores de potência ou capacitores eletrostáticos), desempenhando a função de impregnação de isolamento ou óleo de barreira contra a umidade.

(4) o óleo de cabo é utilizado para a isolação do cabo, a impregnação e o efeito de resfriamento do óleo lubrificante refinado, ou do óleo lubrificante e outros agentes espessantes (como cera macia, resina, polímero ou asfalto, etc.) da mistura. Dentre eles, o óleo do transformador e o óleo do disjuntor de circuito representaram cerca de 80% do óleo de todos os aparelhos elétricos

Testes de ruptura de óleo de isolação (BDV Testing)

Por que realizar testes de falha do óleo do transformador?

É muito importante realizar um teste de resistência à pressão do óleo isolante no óleo do transformador, pois este óleo, como meio isolante fundamental no sistema elétrico, exerce um impacto direto no funcionamento seguro e na vida útil do transformador. Abaixo estão apresentados alguns dos principais motivos para realizar um teste de resistência à pressão do óleo isolante:

• Avaliação das propriedades isolantes: O teste de tensão de resistência avalia se as propriedades isolantes do óleo do transformador atendem aos requisitos. Se as propriedades isolantes do óleo se deteriorarem, isso pode levar a uma ruptura elétrica e a falha do equipamento.
• Prevenção de avarias: Através de testes regulares, problemas potenciais no óleo, como umidade, impurezas ou produtos com idade, podem ser detectados a tempo, evitando assim possíveis avarias e acidentes.
• Aumento da vida útil do equipamento: Uma boa isolação reduz os arcos e as descargas parciais dentro do equipamento, prolongando assim a vida útil do transformador.
• Monitorando o processo de envelhecimento: O óleo do transformador envelhece durante a operação, e testes de tensão ajudam a monitorar esse processo para garantir que o envelhecimento do óleo não afete suas propriedades isolantes.
• Conformidade com as normas de segurança: As normas de segurança na indústria de energia exigem que os óleos dos transformadores sejam testados regularmente para resistência à tensão, a fim de garantir a segurança do funcionamento dos equipamentos.
• Manutenção da estabilidade do sistema elétrico: As propriedades de isolamento do óleo do transformador são fundamentais para a estabilidade dos sistemas elétricos. Os testes de resistência à pressão ajudam a manter a estabilidade do sistema elétrico.
• Influência de fatores ambientais: Como você mencionou, os óleos de transformadores são afetados pelo oxigênio, pela umidade, pela alta temperatura, pela luz solar, pelos campos elétricos fortes e por impurezas durante a operação. Todos esses fatores podem causar deterioração do desempenho do óleo. Os testes de resistência à pressão podem avaliar o efeito desses fatores no desempenho do óleo.
• Economia: Através de testes e manutenção regulares, os custos de reparação e as perdas causadas por interrupções de energia devido a falhas de equipamentos podem ser reduzidos, o que é muito econômico.

Definição do teste de avaria de óleo de isolamento (teste BDV)

A prova de resistência dielétrica do óleo de isolação de transformadores é uma avaliação de desempenho elétrica definida como a medição da tensão máxima que o óleo pode suportar entre dois elétrodos em condições de teste especificadas antes que ocorra a ruptura elétrica. Os resultados dessa prova são expressos em quilovoltas por milímetro (kV/mm) e são referidos como resistência dielétrica ou resistência de isolação. Essa medida é um indicador fundamental para avaliar a qualidade do óleo de isolação, seu nível de contaminação e seu estado de envelhecimento. É crucial para garantir o funcionamento seguro dos transformadores de potência e evitar avarias elétricas.

O princípio do Teste BDV

Alguns elétrons livres iniciais estão naturalmente presentes no óleo de transformador puro. Esses elétrons livres servem como ponto de partida para iniciar o processo de ruptura quando um campo elétrico for aplicado. Na presença desse campo elétrico, os elétrons livres começam a se mover. A aceleração desses elétrons permite que eles obtenham energia suficiente para colidir com outras moléculas ou átomos, gerando mais elétrons livres em um processo conhecido como ionização por impacto.

À medida que a intensidade do campo elétrico aumenta, mais elétrons são acelerados e contribuem para a ionização dos impactos, levando a um rápido aumento no número de elétrons livres. Quando a intensidade do campo elétrico atinge um nível crítico, a quantidade de elétrons livres no óleo torna-se suficiente para formar um canal condutor, resultando em perda das propriedades isolantes do óleo e, finalmente, em sua ruptura.

Durante a prova de tensão de ruptura (BDV), a tensão aplicada à amostra de óleo é gradualmente aumentada até que ocorra a ruptura, sendo o valor dessa tensão registrado como tensão de ruptura do óleo.

Resistência dielétrica do óleo de isolação

A resistência dielétrica é uma medida do óleo isolante presente nos equipamentos elétricos para resistir à tensão e não ser destruído; além disso, avaliar o desempenho do óleo isolante é um indicador fundamental de qualidade ou de má qualidade, podendo indicar que o óleo está sujo, com umidade ou com sinais de envelhecimento, o que pode levar a uma diminuição das propriedades isolantes.

Tensão de ruptura do óleo

Definição: A tensão de ruptura é o nível de tensão em que ocorre a ruptura elétrica entre dois elétrodos em condições de teste especificadas. A ruptura elétrica ocorre quando a intensidade do campo elétrico excede a resistência isolante do material, levando a uma perda de propriedades isolantes e a um aumento súbito da corrente.

Fatores de influência:

• Força do Campo Elétrico: Forças elétricas mais altas resultam em tensões de ruptura mais elevadas.
• Propriedades do material: Diferentes materiais isolantes apresentam tensões de ruptura variáveis.
• Temperatura: A temperatura crescente pode diminuir a tensão de ruptura do material isolante.
• Umidade: Níveis elevados de umidade podem reduzir a tensão de ruptura de certos materiais isolantes.
• Forma e distância dos eletrodos: A geometria dos eletrodos e a distância entre eles também influenciam a tensão de ruptura.
• Resistência dielétrica
• Definição: A resistência dielétrica é a intensidade máxima de campo elétrico que um material pode suportar por unidade de espessura (ou distância) sem sofrer ruptura. Essa resistência é normalmente expressa em quilovoltas por milímetro (kV/mm) e serve como uma métrica crucial para avaliar as propriedades de isolação dos materiais.

Fórmula de cálculo:

Resistência dielétrica = Tensão de ruptura / Distância entre os eléctrodos

Fatores de influência:

• Tipo de material: Diferentes materiais isolantes possuem características dielétricas distintas.
• Temperatura: A resistência dielétrica geralmente diminui à medida que a temperatura aumenta.
• Umidade: Uma umidade mais elevada pode diminuir a resistência dielétrica de alguns materiais.
• Material e formato dos eletrodos: O material e o design dos eletrodos também podem afetar as medições da resistência dielétrica.
• A resistência dielétrica é um parâmetro crucial na concepção e seleção de materiais de isolamento, especialmente em equipamentos elétricos de alta tensão, como transformadores, cabos e capacitores. Materiais com alta resistência dielétrica oferecem proteção de isolamento superior, reduzindo o risco de avarias elétricas e aumentando a confiabilidade e a segurança do equipamento.

Como você testa a tensão de ruptura do óleo?

Passo do verificador de avaria do óleo do transformador

O teste de resistência dielétrica do óleo do transformador é um procedimento experimental padronizado utilizado para avaliar as propriedades isolantes do óleo. Os seguintes são os passos específicos para o teste de pressurização:

1. Preparação:

• Certifique-se de que o ambiente de teste atende aos requisitos, como o controle de temperatura e umidade no intervalo adequado.
• Prepare copos e eletrodos limpos, certifique-se de que eles estejam livres de contaminação e que o interior dos copos e as superfícies das pontas dos eletrodos estejam secas.
• Pegue a quantidade apropriada de amostra de óleo e despeje-a no copo de amostra; a quantidade de amostra de óleo deve cobrir completamente o eletrodo.

2. Defina os parâmetros do teste:

• Coloque a amostra no aparelho de ensaio, certifique-se de que os eletrodos estão instalados corretamente e que a distância entre eles atenda aos requisitos padrão.
• Configure o aparelho de teste para garantir que uma tensão AC de 50 Hz seja aplicada.
• Ajuste a taxa de aumento de potência de modo que ela seja controlada em (2 ± 0,2) kV/s.

3. Comece o teste:

• Inicie o aparelho de teste e comece a aumentar gradualmente a tensão.
• Observe o voltímetro e o amperímetro e registre o valor da tensão quando a tensão subir até o ponto em que ocorre a ruptura na folga de óleo.

4. Registre a tensão de ruptura:

• Quando a diferença de tensão for quebrada, o instrumento de teste registrará o valor da tensão nesse momento.
• A ruptura refere-se ao fenômeno em que a amostra de óleo perde sua propriedade isolante sob a ação do campo elétrico e a corrente aumenta acentuadamente.

5. Repita o teste:

Repita os passos acima para 6 testes separados, sendo necessário recarregar a amostra de óleo após cada teste e garantir que os eletrodos e os copos de amostra estejam limpos.

6. Calcular o valor médio:

Adicione os valores da tensão de ruptura obtidos nos 6 testes e divida por 6 para obter o valor médio.

Este valor médio é a resistência dielétrica da amostra de óleo.

7.Análise dos resultados:

O valor médio da resistência dielétrica é analisado e comparado com dados padrão ou históricos para avaliar se as propriedades de isolação da amostra de óleo se deterioraram.

Se a resistência dielétrica for inferior ao valor padrão, isso pode indicar que a amostra de óleo está suja, úmida ou velha.

8. Relatório de Teste:

Prepare um relatório de teste que inclua as condições do teste, os valores de tensão de ruptura para cada teste, os valores médios calculados e quaisquer anomalias observadas.