Os transformadores são a espinha dorsal dos sistemas de energia elétrica, garantindo uma transmissão e distribuição eficientes de eletricidade. No coração destes dispositivos vitais está o óleo de transformador, que desempenha diversas funções críticas, como o isolamento elétrico, a dissipação de calor e a extinção do arco. No entanto, com o passar do tempo, a qualidade deste óleo pode deteriorar-se, comprometendo o desempenho e a segurança do transformador. Conhecer os sinais que indicam óleo de transformador deficiente é crucial para manter a fiabilidade da infraestrutura elétrica e evitar avarias dispendiosas.

Inspeção Visual: A Primeira Pista

Uma das formas mais simples e iniciais de avaliar a condição do óleo do transformador é através de uma inspeção visual. O óleo de transformador fresco e de alta qualidade é geralmente transparente e de cor clara, lembrando âmbar claro ou palha. À medida que o óleo se degrada, a sua aparência sofre alterações percetíveis. Um escurecimento significativo do óleo é, geralmente, um indicador precoce de problemas. A oxidação, que ocorre quando o óleo reage com o oxigénio ao longo do tempo ou devido à exposição a altas temperaturas, pode provocar a formação de subprodutos de oxidação que escurecem o óleo, variando de um castanho escuro a quase preto.

Para além das alterações de cor, a presença de partículas em suspensão, sedimentos ou lamas no petróleo é motivo de preocupação. Estas substâncias podem acumular-se como resultado de reações químicas no óleo, degradação de materiais isolantes ou entrada de contaminantes externos. Por exemplo, se o papel isolante no interior do transformador começar a romper, as pequenas fibras podem misturar-se com o óleo, criando um aspeto turvo ou escuro. Com o tempo, também se podem formar sedimentos no fundo do tanque do transformador, o que pode obstruir os caminhos de fluxo de óleo e reduzir a eficiência da transferência de calor.

Ensaios de Propriedades Físicas: Quantificação da Degradação

Além das indicações visuais, os testes específicos de propriedades físicas podem fornecer informações mais precisas e quantitativas sobre a condição do óleo. Um dos ensaios mais importantes é a medição da rigidez dielétrica. O óleo de transformador com boa rigidez dielétrica pode suportar tensões elétricas elevadas sem quebrar e permitir fugas de corrente. Quando o óleo se degrada, a sua rigidez dielétrica diminui significativamente. Um valor baixo de rigidez dielétrica indica que as propriedades isolantes do óleo foram comprometidas, aumentando o risco de falhas elétricas no transformador. Este ensaio é geralmente realizado aplicando uma voltagem crescente entre dois elétrodos imersos na amostra de óleo e determinando a voltagem a que o óleo não consegue isolar, provocando uma faísca ou arco.

A viscosidade é outra propriedade física crítica a considerar. O óleo novo para transformadores tem uma viscosidade relativamente baixa, o que lhe permite fluir livremente e transferir calor de forma eficaz por convecção. À medida que o óleo envelhece e se degrada, a sua viscosidade pode aumentar devido à formação de polímeros e outros compostos de elevado peso molecular. Um óleo demasiado viscoso não circulará tão eficientemente dentro do transformador, impedindo a dissipação de calor e levando potencialmente ao sobreaquecimento dos componentes do transformador. A medição da viscosidade do óleo a temperaturas específicas pode ajudar a identificar se este se desviou da gama aceitável para um funcionamento adequado.

Análise Química: Revelando Mudanças Internas

A análise química oferece uma compreensão mais profunda da composição química e das condições do óleo do transformador. A medição do Número de Acidez Total (TAN) é um teste químico comum. Com o tempo, a oxidação e outras reações químicas no óleo produzem subprodutos ácidos. O valor TAN representa a quantidade de ácido presente no óleo, expressa em miligramas de hidróxido de potássio por grama de óleo (mg KOH/g). Um valor TAN crescente indica que o óleo está a tornar-se mais ácido, o que pode corroer os componentes metálicos dentro do transformador, como os condutores de enrolamento e o tanque, e degradar ainda mais os materiais de isolamento.

A análise dos gases dissolvidos no petróleo é também extremamente valiosa. Como o transformador opera em condições normais, uma pequena quantidade de gás dissolve-se naturalmente no óleo. No entanto, quando existem falhas internas, como arcos elétricos, descargas parciais ou sobreaquecimento, são gerados gases adicionais. Estes incluem hidrogénio, metano, etano, etileno e acetileno. Ao utilizar técnicas de cromatografia gasosa para analisar os tipos e concentrações destes gases dissolvidos, os engenheiros podem diagnosticar a natureza e a gravidade de possíveis problemas no transformador. Por exemplo, uma elevada concentração de acetileno está frequentemente associada a falhas de arco de alta energia, que podem rapidamente levar a falhas catastróficas se não forem tratadas prontamente.

Sintomas Operacionais: Sinais do Transformador

O desempenho e o comportamento do próprio transformador também podem fornecer indicações claras de um óleo deficiente. Se o transformador começar a funcionar ruidosamente, produzindo zumbidos, ruídos ou chocalhos anormais, pode ser um sinal de má qualidade do óleo. O isolamento reduzido devido ao óleo degradado pode provocar descargas elétricas, que geram estes ruídos invulgares. Além disso, se a temperatura do transformador aumentar significativamente acima dos níveis normais de funcionamento, apesar de uma carga consistente, tal pode dever-se à diminuição da capacidade de dissipação de calor do óleo. À medida que o óleo se degrada e a sua capacidade de transferir calor diminui efetivamente, os componentes internos do transformador podem sobreaquecer, levando a um envelhecimento acelerado e a uma possível falha.

Concluindo, determinar se o óleo do transformador está estragado requer uma combinação de inspeções visuais, testes de propriedades físicas, análise química e monitorização dos sintomas de funcionamento do transformador. Avaliar regularmente as condições do óleo não é apenas essencial para manter a fiabilidade e eficiência do transformador, mas também para garantir a segurança de todo o sistema elétrico. Ao manterem-se vigilantes e ao tomarem as medidas adequadas quando são detectados sinais de degradação, os operadores de sistemas energéticos podem evitar avarias dispendiosas e prolongar a vida útil dos seus valiosos activos eléctricos.