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dc.creatorContri, Marcelo Weber
dc.date.accessioned2024-03-12T19:13:55Z
dc.date.available2024-03-12T19:13:55Z
dc.date.issued2024-02-15
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/31678
dc.description.abstractPower 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.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectDescarga superficialpor
dc.subjectDistribuição de Weibullpor
dc.subjectEnsaios dielétricospor
dc.subjectEster naturalpor
dc.subjectNomex®por
dc.subjectCreep dischargeeng
dc.subjectWeibull distributioneng
dc.subjectDielectric testseng
dc.subjectNatural estereng
dc.titleEstudo comparativo da suportabilidade dielétrica de isolantes sólidos a base de celulose e aramida para aplicação em transformadores de potênciapor
dc.title.alternativeComparative study of the dielectric strength of cellulose and aramid-based solid insulators for application in power transformerseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoTransformadores 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.advisor1Marchesan, Tiago Bandeira
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2318413245910780por
dc.contributor.advisor-co1Bender, Vitor Cristiano
dc.contributor.referee1Pissolato Filho, José
dc.contributor.referee2Beltrame, Rafael Concatto
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8058116157292939por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Elétricapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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