dc.creator | Contri, Marcelo Weber | |
dc.date.accessioned | 2024-03-12T19:13:55Z | |
dc.date.available | 2024-03-12T19:13:55Z | |
dc.date.issued | 2024-02-15 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/31678 | |
dc.description.abstract | Power transformers play a fundamental role in the electrical power system, ensuring continuity
of electrical energy supply. The quality of your insulation system is a critical factor, as it directly influences the continuous operation of the transformer, as well as its cost. Traditionally,
transformers used solid cellulose and mineral oil insulation, but the thermal limitations of these
materials motivated the search for alternatives. Aramid-based high-temperature synthetic materials gained prominence, surpassing cellulosic insulation. In this context, this study presents
a series of dielectric tests conducted in a laboratory environment, using DuPont’s Nomex® 910
and Nomex® 994 PSB, immersed in natural ester (NE) and mineral oil (OM). Two test methodologies were adopted: Creep Breakdown (CB), which evaluates electrical stresses in insulating
cylinders and insulation outputs due to distorted electrical fields, and Turn-to-turn (T2T), which
analyzes the electrical stress existing between turns and adjacent coil discs. The application of
test voltages followed ASTM D3426, related to standardized atmospheric impulses, and ASTM
D149, related to AC voltage rise. The statistical analysis of the data was based on the Weibull distribution, allowing for a comparison between the studied synthetic insulators and the
traditional thermally stabilized kraft paper (TUK). The breakdown test results confirmed that
the dielectric strength of TUK in EN is comparable to that in OM. Similar behavior was observed for the Nomex® 910 insulator, whose interactions between the paper/oil interfaces are
distinct from those of TUK. In both methodologies, the breakdowns of Nomex® were more violent, releasing a considerable amount of suspended residues into the oil. Overall, even though
aramid-based insulators exhibit superior thermal characteristics, their dielectric performances
did not demonstrate competitive advantages. This, combined with the higher cost, becomes a
barrier to the adoption of these materials on a large scale. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Descarga superficial | por |
dc.subject | Distribuição de Weibull | por |
dc.subject | Ensaios dielétricos | por |
dc.subject | Ester natural | por |
dc.subject | Nomex® | por |
dc.subject | Creep discharge | eng |
dc.subject | Weibull distribution | eng |
dc.subject | Dielectric tests | eng |
dc.subject | Natural ester | eng |
dc.title | Estudo comparativo da suportabilidade dielétrica de isolantes sólidos a base de celulose e aramida para aplicação em transformadores de potência | por |
dc.title.alternative | Comparative study of the dielectric strength of cellulose and aramid-based solid insulators for application in power transformers | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Transformadores de potência desempenham um papel fundamental no sistema elétrico de potência, garantindo a continuidade do fornecimento de energia elétrica. A qualidade de seu sistema
de isolação é um fator crítico, pois influencia diretamente a operação contínua do transformador, bem como seu custo. Tradicionalmente, os transformadores utilizavam isolamento sólido
de celulose e óleo mineral, mas as limitações térmicas desses materiais motivaram a busca por
alternativas. Materiais sintéticos de alta temperatura à base de aramida ganharam destaque, superando os isolantes celulósicos. Neste contexto, este estudo apresenta uma série de ensaios
dielétricos conduzidos em ambiente laboratorial, utilizando o Nomex® 910 e o Nomex® 994
PSB da DuPont, imersos em ester natural (EN) e óleo mineral (OM). Duas metodologias de
ensaios foram adotadas: Creep Breakdown (CB), que avalia estresses elétricos tangencial a cilindros isolantes e saídas de isolação devido a campos elétricos disformes, e Turn-to-turn (T2T),
que analisa o estresses elétricos existente entre espiras e discos adjacentes de bobinas. A aplicação das tensões de ensaio seguiu as normas ASTM D3426, relacionada a impulsos atmosféricos
padronizados, e a ASTM D149, relacionada a elevação de tensão CA. A análise estatística dos
dados baseou-se na distribuição de Weibull, permitindo a comparação entre os isolantes sintéticos estudados com o tradicional papel kraft termoestabilizado (TUK). Os resultados dos testes
de disruptura confirmaram que a suportabilidade do TUK em EN é comparável àquela em OM.
O mesmo comportamento foi observado para o isolante Nomex® 910, cujas interações entre as
interfaces papel/óleo são bem distintas do TUK. Em ambas as metodologias, as disrupturas do
Nomex® foram mais violentas/abruptas, liberando uma quantidade considerável de resídios em
suspensão no óleo. De maneira geral, mesmo que os isolantes à base de aramida apresentem
características térmicas superiores, seus desempenhos dielétricos não demonstraram vantagens
competitivas. Isso, somado ao custo mais elevado, torna-se uma barreira para a adoção desses
materiais em larga escala. | por |
dc.contributor.advisor1 | Marchesan, Tiago Bandeira | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2318413245910780 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Bender, Vitor Cristiano | |
dc.contributor.referee1 | Pissolato Filho, José | |
dc.contributor.referee2 | Beltrame, Rafael Concatto | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/8058116157292939 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Elétrica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |