Estudo do trilhamento de núcleo em isoladores poliméricos. - FERREIRA, Tarso Vilela. (2007)
No fornecimento de energia elétrica, os sistemas de isolamento desenvolvem um papel muito importante, reduzindo as perdas e proporcionando a transmissão com tensão elevada. Os equipamentos que proporcionam o isolamento nos sistemas elétricos de forma geral são os isoladores. Quando falham, isoladores podem provocar o desligamento da linha de transmissão, interrompendo o fornecimento de energia elétrica e penalizando severamente a concessionária com as multas impostas pelas agências reguladoras. Historicamente, os sistemas de isolação em linhas de transmissão têm sido representados pelos isoladores cerâmicos, que têm como material isolante o vidro ou a porcelana. Contudo, nos últimos anos, uma classe particular de isoladores, que contém compostos orgânicos em sua composição, tem se destacado: os isoladores poliméricos. Como todo equipamento importante para o funcionamento adequado de um sistema elétrico, os isoladores poliméricos demandam técnicas eficazes de monitoramento e estudo aprofundado dos fatores que podem levá-los a falhar. Uma das causas de falhas em isoladores poliméricos é o trilhamento de núcleo (core tracking). Visando uma compreensão mais abrangente do trilhamento de núcleo e sua formação, uma técnica de criação de indícios de trilhamento de núcleo em laboratório encontra-se proposta neste trabalho. Além disso, observações dos indicadores físicos da origem e propagação do trilhamento de núcleo foram realizadas. Foram utilizados uma câmera de radiação ultravioleta e um termovisor para inspecionar os níveis de descargas corona nas proximidades do isolador e as temperaturas superficiais no isolador. Foi observado que anéis equalizadores influenciam os padrões térmicos e de descargas corona. Para ponderar a influência dos anéis equalizadores nos níveis de descargas corona e temperaturas superficiais nos isoladores, serão avaliadas várias configurações de anéis. Além disso, as condições de distribuição de campo e potencial elétrico nestas configurações de anéis equalizadores foram simuladas computacionalmente, através do Método dos Elementos Finitos, permitindo assim a representação gráfica do campo e potencial elétricos, além de um entendimento mais abrangente. Por fim, um anel equalizador otimizado para aplicação em isoladores poliméricos classe 230 kV foi projetado, construído e avaliado, visando prolongar a vida útil dos isoladores. Os resultados dos ensaios do método de criação de indícios de trilhamento de núcleo em laboratório demonstram que a presença de umidade junto ao núcleo do isolador polimérico é um fator importante no processo de formação do trilhamento, acelerando-o significativamente. Os resultados dos experimentos de análise dos efeitos da concentração demonstram que o uso de anéis equalizadores subdimensionados é prejudicial aos isoladores poliméricos. Por outro lado, o uso de anéis equalizadores superdimensionados também não oferece o desempenho ideal. Das simulações computacionais e ensaios realizados, conclui-se que o anel de equalização projetado e construído apresentou-se como uma alternativa viável e funcional para uso nos isoladores poliméricos classe 230 kV estudados. Também se pode concluir que existe a necessidade de que projetos de anéis equalizadores levem em consideração o local de instalação, o grau de poluição e o clima a que eles serão submetidos.