Estudo do trilhamento de núcleo em isoladores poliméricos.
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Data de Publicação: | 2007 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/3312 |
Resumo: | 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. |
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COSTA, Edson Guedes da.COSTA, E. G.http://lattes.cnpq.br/3930289115658143NAIDU, Sreeramulu Raghuram.FERNANDES JÚNIOR, Damásio.BEZERRA, José Maurício de Barros.FERREIRA, T. V.http://lattes.cnpq.br/9395719025602516FERREIRA, Tarso Vilela.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.In the electric energy facilities, the isolation systems play an important hole, reducing the losses and providing the high voltage transmission. The equipment that provides the isolation in electrical systems is the insulators. When an insulator fails, it can cause the transmission line outage, interrupting the supply of electric energy and severely injuring the concessionaire with the fines imposed by regulating agencies. Historically, the insulation systems in transmission lines have been represented by ceramic insulators, which use glass or porcelain. However, in recent years, a particular class of insulators, composed by organic materials, has detached: the polymeric insulators. As all equipment in an electric system, the polymeric insulators demand efficient monitoring techniques and deep study of its degradation factors. Core tracking is a cause of polymeric insulators failure. Aiming to understand the core tracking and its formation process, a laboratorial technique of core tracking creation is proposed. Moreover, an investigation of physical evidences of core tracking has been carried out. An ultraviolet camera and a termovisor have been used to inspect the levels of corona discharges in the insulator’s neighborhoods and the temperatures on the insulator’s surface. It was observed that corona rings have influence in thermal gradients and corona discharges patterns. Influence of corona rings in the levels of corona discharges and insulator’s temperature has been evaluated. Moreover, the electric field distribution and electric potential conditions of these corona rings have been computationally simulated, using the Finite Elements Method. The simulations allowed the graphical representation of electric field and potential, and a better understanding of the phenomena. Finally, aiming to extend the insulator’s useful life, an optimized corona ring, designed for 230 kV class polymeric insulators was projected, constructed and evaluated. The results of the experiments with the laboratorial technique of core tracking creation indicates that humidity is an important factor in the core tracking formation process, speeding up it. The results of the corona rings experiments demonstrate that under-dimensioned corona rings can be harmful to the polymeric insulators. On the other hand, over imensioned corona rings do not offer the ideal performance. From the computational simulations and lab tests, it is possible to conclude that the projected and constructed corona ring is a viable and functional alternative for 230 kV class insulators. It can also be conclude that, in corona ring projects, it is necessary to take in account the installation place, the degree of pollution and the climate to which the insulator will be exposed.Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2019-04-02T12:05:42Z No. of bitstreams: 1 TARSO VILELA FERREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEE 2007..pdf: 22756841 bytes, checksum: 03873a0709008719a5e3776d3e02ef21 (MD5)Made available in DSpace on 2019-04-02T12:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TARSO VILELA FERREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEE 2007..pdf: 22756841 bytes, checksum: 03873a0709008719a5e3776d3e02ef21 (MD5) Previous issue date: 2007-05-30Universidade Federal de Campina GrandePÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIEngenharia Elétrica.Isoladores Poliméricos.Trilhamento de Núcleo.Descargas Parciais.Termovisão.Detecção de Ultra-Violeta.Polymer Insulators.Nuclear Tracking.Thermovision.Partial Discharges.Ultra-Violet Detection.Estudo do trilhamento de núcleo em isoladores poliméricos.Study of core trituration in polymeric insulators.2007-05-302019-04-02T12:05:42Z2019-04-022019-04-02T12:05:42Zhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/3312FERREIRA, Tarso Vilela. Estudo do trilhamento de núcleo em isoladores poliméricos. 2007. 130 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática , Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2007.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGORIGINALTARSO VILELA FERREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEE 2007.pdfTARSO VILELA FERREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEE 2007.pdfapplication/pdf4622057http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/3312/3/TARSO+VILELA+FERREIRA+-+DISSERTA%C3%87%C3%83O+PPGEE+2007.pdfb4e3077d6acf7ee35e0f7546f894fb35MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/3312/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52riufcg/33122021-06-11 15:16:04.484oai:localhost: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512021-06-11T18:16:04Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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