Core Business

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Estudo dos efeitos do ozônio gerado durante os ensaios de equipamentos de linha viva sobre os materiais poliméricos

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Estudo dos efeitos do ozônio gerado durante os ensaios de equipamentos de linha viva sobre os materiais poliméricos. - PowerPoint PPT Presentation

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Estudo dos efeitos do ozônio gerado durante os ensaios de

equipamentos de linha viva sobre os materiais poliméricos

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Core Business

Geração Transmissão Distribuição Comercia-lização

Non Core

Telecomuni-cações

Distribuiçãode GásNatural

Saneamento Engenharia

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LocalizaçãoLocalização

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Copel DistribuiçãoCopel Distribuição

4

182.999 Km de linhas de distribuição.

351 subestações.

9.567 MVA de potência instalada.

1.112 localidades atendidas

393 municípios atendidos

3.823.185 consumidores

292 agências e postos de atendimento

117 postos de atendimento a abrir em 15/9

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Copel DistribuiçãoCopel Distribuição

5

5 Regionais subdivididas em 20 DSMs

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AssociadosAssociados

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EstruturaEstrutura

CEHPAR

SEDE

LAME LEME

LAC

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Introdução Introdução A Copel realiza ensaios periódicos nos equipamentos de linha viva utilizados pelos seus eletricistas em laboratórios próprios.

Observa-se após o dia de trabalho que o odor do ozônio no ambiente de ensaio é considerável.

Este ponto foi o elemento motivador desta pesquisa, que objetivou:

a) Levantar os níveis de ozônio gerados sobre os equipamentos e ambiente durante a realização dos ensaios elétricos;

b) Estudar os efeitos da interação destes níveis com os materiais dos equipamentos e realizar ampla revisão bibliográfica dos efeitos da inalação do ozônio;

c) Estudar/propor técnicas ou metodologias para a redução destes níveis de ozônio.

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Altamente oxidante

Eletrodos

Alta tensão

ArCorona

O3

Degrada os materiais

Pode causar desconforto

Geração do ozônio durante os ensaiosGeração do ozônio durante os ensaios

Alta tensão e eletrodos geram descargas corona que fornecem a energia necessária para que o oxigênio presente no ar forme o ozônio.

Introdução Introdução

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MateriaisMateriais

Materiais avaliadosMateriais avaliados

Lençol Cobertura circular

Cobertura de condutor

Luva

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Determinação da quantidade de ozônio gerado durante os ensaios periódicos:

• Realizado nas cinco regionais da Copel sobre o material e ambiente;• Destes resultados foram determinados os valores de O3 usados no envelhecimento dos materiais.

Pontos de coleta do nível de ozônio gerado durante a realização de ensaio periódico no material e ambiente.

MétodosMétodos

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Envelhecimento em câmara de ozônioEnvelhecimento em câmara de ozônio

Concentração de ozônio na câmara: 30 ppm

Tempos de exposição: • 30, 45, 120 e 240 min sem deformação mecânica• 15, 30 e 45 min com deformação mecânica

Dispositivo utilizado para deformar as amostras elastoméricas a serem

expostas ao ozônio

Corpo de prova de polietileno curvado em U para envelhecimento na

câmara de ozônio

MétodosMétodos

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As amostras foram avaliadas por: As amostras foram avaliadas por:

• Tração à Ruptura

• Microscopia Óptica

• Microscopia Eletrônica de Varredura

• Resistência Superficial e Volumétrica

MétodosMétodos

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Simulação em software especialista dos ensaios elétricosSimulação em software especialista dos ensaios elétricos

Objetivou a determinação dos pontos dos ensaios onde ocorre a maior intensificação do campo elétrico.

MétodosMétodos

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ResultadosResultados

a) 0 min, b) 15min, c) 30 min e d) 45 min.

a) b)

c) d)

Imagens de microscopia óptica das amostras do lençol com Imagens de microscopia óptica das amostras do lençol com deformação mecânicadeformação mecânica

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a) b)

c) d) a) 0 min, b) 15min, c) 30 min e d) 45 min.

Imagens de microscopia óptica das amostras do lençol com deformação Imagens de microscopia óptica das amostras do lençol com deformação mecânica e com proteção de graxa de silicone mecânica e com proteção de graxa de silicone

ResultadosResultados

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Imagens de microscopia óptica das amostras da luva com deformação mecânica Imagens de microscopia óptica das amostras da luva com deformação mecânica

a) b)

c) d)

a) 0 min, b) 15min, c) 30 min e d) 45 min.

ResultadosResultados

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a) 0 min, b) 30min, c) 90 min, d) 120 min e e) 240 min.

Imagens de MEV da superfície das amostras do lençol sem deformação Imagens de MEV da superfície das amostras do lençol sem deformação mecânicamecânica

a) b) c)

d) e)

ResultadosResultados

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Imagens de MEV da superfície das amostras do lençol sem deformação mecânica Imagens de MEV da superfície das amostras do lençol sem deformação mecânica e com proteção de graxa de siliconee com proteção de graxa de silicone

a) 0 min, b) 30min, c) 90 min, d) 120 min e e) 240 min.

a) b) c)

d) e)

ResultadosResultados

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Imagens de MEV da superfície das amostras da luva sem deformação Imagens de MEV da superfície das amostras da luva sem deformação mecânicamecânica

a) 0 min, b) 30min, c) 90 min, d) 120 min e e) 240 min.

a) b) c)

d) e)

ResultadosResultados

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0 50 100 150 200 250

0

5

10

15

20

25

30

35

Ten

são

Máx

ima

(MP

a)

Tempo de Exposição ao Ozônio (min)

lencol sem deformação luva sem deformação lençol com deformação luva com deformação

Variação das propriedades mecânicas em função do tempo de Variação das propriedades mecânicas em função do tempo de exposição ao ozônio das amostras de luva e lençol.exposição ao ozônio das amostras de luva e lençol.

Alongamento à ruptura Tensão máxima

ResultadosResultados

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-25 0 25 50 75 100 125 150400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

Alon

gam

ento

Máx

imo

(%)

Tempo de Exposição ao Ozônio (min)

Cobertura circular Cobertura de condutor

-25 0 25 50 75 100 125 150

16

20

24

28

32

36

40

44

48

Ten

são

Máx

ima

(MPa

)

Tempo de Exposição ao Ozônio (min)

Cobertura circular Cobertura de condutor

Variação das propriedades mecânicas em função do tempo de Variação das propriedades mecânicas em função do tempo de exposição ao ozônio das amostras de cobertura circular e de condutorexposição ao ozônio das amostras de cobertura circular e de condutor

Alongamento à ruptura Tensão de ruptura

ResultadosResultados

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0 20 40 60 80 100 120

1011

1012

1013

1014

1015

Tempo (s)

Res

istê

ncia

Sup

erfic

ial ()

Amostra 1 sem esforço mecânico Amostra 2 sem esforço mecânico Amostra 3 com esforço mecânico Amostra 4 com esforço mecânico

0 20 40 60 80 100 120

1011

1012

1013

1014 Amostra 1 sem esforço mecânico Amostra 2 sem esforço mecânico Amostra 3 com esforço mecânico Amostra 4 com esforço mecânico

Tempo (s)

Res

istê

ncia

Vol

umét

rica

()

Resistência superficial Resistência volumétrica

Variação da resistência superficial e volumétrica em função do tempo Variação da resistência superficial e volumétrica em função do tempo de exposição ao ozônio das amostras de lençol. de exposição ao ozônio das amostras de lençol.

ResultadosResultados

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0 20 40 60 80 100 12010

13

1014

1015

1016

tempo (s)

Amostra CI 1 sem esforço mecânico Amostra CI 2 sem esforço mecânico Amostra CI 3 com esforço mecânico Amostra CI 4 com esforço mecânico

Res

istê

ncia

Sup

erfic

ial ()

0 20 40 60 80 100 120

1014

1015

1016 Amostra CI 1 sem esforço mecânico Amostra CI 2 sem esforço mecânico Amostra CI 3 com esforço mecânico Amostra CI 4 com esforço mecânico

Res

istê

ncia

Vol

umét

rica

()

tempo (s)

Resistência superficial Resistência volumétrica

Variação da resistência superficial e volumétrica em função do tempo de Variação da resistência superficial e volumétrica em função do tempo de exposição ao ozônio das amostras de cobertura circularexposição ao ozônio das amostras de cobertura circular.

ResultadosResultados

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Redução do nível de ozônio gerado nos ensaios de ferramentas de linha vivaRedução do nível de ozônio gerado nos ensaios de ferramentas de linha viva

Foram desenvolvidas e apresentadas à concessionária, novas metodologias e arranjos para os ensaios de luvas, mangas, lençóis isolantes, coberturas rígidas circulares e de condutor, e varas de manobra. Estes arranjos foram aplicados em ensaios de rotina e constatou-se redução significativa na concentração de ozônio.

• Para luvas isolantes o valor foi reduzido de 30 ppm para 3 ppm.

• No caso de lençóis isolantes e coberturas rígidas obteve-se redução de 30 ppm para 0,1 ppm e 50 ppm para 5 ppm.

• Para as varas de manobra a redução foi menos significativa, passando de 2 ppm nos ensaios em AC convencionais para 1ppm com a nova metodologia proposta.

ResultadosResultados

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Ambiente de ensaio com exaustão e ventilação, isolado da área onde se Ambiente de ensaio com exaustão e ventilação, isolado da área onde se encontra o técnico que realiza o ensaio.encontra o técnico que realiza o ensaio.

ResultadosResultados

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ConclusõesConclusões•A borracha natural utilizada na confecção de equipamentos de manutenção de linha viva, quando, exposta ao ozônio sem tensão mecânica apresentou degradação superficial e microfissuras. Envelhecido sob esforço mecânico apresentou fissuras macroscópicas alteração nas as propriedades mecânicas.

•O polietileno é pouco afetado pela ação do ozônio.

•Para prolongar a vida útil e minimizar os efeitos de degradação provocados pelo ozônio, foram desenvolvidos arranjos de ensaio que reduziram a geração de descargas corona, bem como a concentração do gás.

•Foi apresentada uma forma simples de se evitar a inalação do ozônio pelos ensaiadores, bem como reduzir a interação do ozônio com os materiais durante a realização dos ensaios periódicos.

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Agradecimentos e Agradecimentos e contatoscontatos

• À ANEEL, Copel e LACTEC;À ANEEL, Copel e LACTEC;

• Ao CNPq pelo benefício da Lei 8010/90.Ao CNPq pelo benefício da Lei 8010/90.

Contatos dos Autores:Contatos dos Autores:

Anselmo Pombeiro: [email protected] Pombeiro: [email protected]

Marilda Munaro: [email protected] Munaro: [email protected]

Edemir Luiz Kowalski: [email protected] Luiz Kowalski: [email protected]

Rafael Pires Machado: [email protected] Pires Machado: [email protected]