Determinação do Grau de Polimerização Em Papel Isolante Através da Espectroscopia No Infravermelho Próximo e Calibração Multivariada

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: SANTOS, Edmilson Oliveira dos
• Orientador(a): PIMENTEL, Maria Fernanda
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Palavras-chave em Português: Papel Isolante; Transformadores Elétricos; NIR; Calibração Multivariada; Grau de Polimerização
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/11806

Transformadores de potência são equipamentos importantes na rede elétrica, tanto para a distribuição quanto para o uso. O principal sistema isolante em transformadores elétricos consiste de um papel (isolante sólido) impregnado com óleo mineral. O envelhecimento e a degradação do isolante sólido determina a vida útil do transformador. À medida que o papel isolante perde as suas propriedades mecânicas, torna-se vulnerável à ruptura quando o equipamento é submetido à esforços devido a curtos-circuitos. O papel isolante é composto por longas fibras de celulose. O comprimento médio das moléculas de celulose pode ser estimado por seu grau de polimerização (GP), que determina o número médio de unidades de glicose para cada cadeia de celulose. No Brasil, a determinação do GP é realizada de acordo com a Norma ABNT NBR 8148 (equivalente à ASTM D 4243), a qual envolve um procedimento demorado, destrutivo, e exige uma grande quantidade de amostra necessária para realizar ensaios repetitivos e atingir resultados confiáveis. Um método alternativo e simples para determinar o grau de polimerização (GP) de papéis isolantes de transformadores elétricos, utilizando espectroscopia no infravermelho próximo (NIR), foi desenvolvido para reduzir os custos e o tempo de análise do método convencional. Setenta e cinco amostras de papel tipos kraft, crepe e papelão, em diferentes estágios de degradação (GP variando entre 200 e 900 unidades) foram coletados em transformadores durante um período de três anos. O conjunto de amostras foi analisado de acordo com o método convencional e os espectros foram obtidos por reflectância difusa, utilizando a faixa espectral entre 1260 e 2500 nm. Algumas estratégias de pré-processamento dos dados espectrais foram avaliadas e os melhores resultados foram obtidos com os espectros derivados (algoritmo Savitzky-Golay utilizando uma janela de 23 pontos). A espectroscopia NIR, combinada com o método de regressão por mínimos quadrados parciais (PLS) mostrou-se uma técnica simples e rápida para determinar o GP dos papéis. O erro de previsão de 83, obtido após a validação externa, é aceitável para a avaliação da vida útil remanescente do papel isolante.