O óleo isolante é fundamental para o funcionamento eficiente e seguro dos transformadores de potência. Atuando como isolante e refrigerante, este óleo — vulgarmente designado por óleo isolante para transformadores — serve para dissipar o calor e manter a rigidez dielétrica em sistemas de alta tensão. No entanto, a exposição a stress elétrico, oxigénio e altas temperaturas leva à deterioração do óleo ao longo do tempo, resultando na formação de compostos ácidos, lamas e acumulação de humidade. Estes contaminantes comprometem as propriedades isolantes e térmicas do óleo, aumentando o risco de falha do transformador.

Para mitigar estes riscos e prolongar a vida útil dos transformadores, uma das soluções mais eficazes é a recuperação do óleo isolante. Este artigo apresenta uma análise detalhada do processo de degradação do óleo isolante, das consequências da contaminação do óleo e de como a recuperação restaura o desempenho, oferecendo uma alternativa sustentável e economicamente viável à substituição completa do óleo.

Compreender a degradação do óleo de transformador e o seu impacto

O óleo de transformador deteriora-se naturalmente com o tempo, reagindo com o meio envolvente e com as tensões elétricas internas. Esta degradação ocorre principalmente devido à oxidação e à decomposição térmica, que geram subprodutos indesejáveis.

Com o envelhecimento, o óleo torna-se mais ácido e desenvolve lamas e compostos polares, que comprometem a rigidez dielétrica e a fiabilidade global do transformador. Os contaminantes podem também migrar para o isolamento, acelerando a sua degradação e dificultando os esforços de restauro. Se não for tratado, o óleo envelhecido pode causar uma série de falhas operacionais.

1. Aumento das perdas dielétricas

Com o tempo e a contaminação, o óleo do transformador torna-se mais condutor. Isto provoca perdas dielétricas — correntes de fuga que levam à dissipação de energia sob a forma de calor. Estas ineficiências traduzem-se em custos de energia mais elevados e num desempenho reduzido do sistema.

2. Redução da rigidez dielétrica

Uma propriedade fundamental do óleo isolante para transformadores é a sua capacidade de isolar componentes sob tensão. À medida que o óleo se degrada, a sua rigidez dielétrica diminui devido à presença de humidade, ácidos e outros contaminantes polares. Isto aumenta o risco de descargas elétricas ou arcos elétricos, que podem danificar os componentes internos.

3. Entrada e retenção de humidade

O óleo envelhecido é menos eficaz na repelência à água, o que pode levar à acumulação de humidade interna. A humidade atua como condutora, reduzindo a integridade do isolamento e aumentando as probabilidades de falhas. Pode também facilitar a corrosão interna e agravar os efeitos da oxidação.

4. Transferência de calor deficiente

A lama formada durante a degradação do óleo tende a depositar-se nos componentes internos e impede a dissipação de calor, provocando o sobreaquecimento dos transformadores. O sobreaquecimento crónico pode levar à expansão desigual dos componentes, à degradação acelerada do óleo e à redução da capacidade do transformador.

Estes problemas geralmente estão interligados. Por exemplo, o sobreaquecimento provocado pela lama pode aumentar a oxidação, o que, por sua vez, gera mais ácidos e humidade. Portanto, combater a degradação do óleo nas suas fases iniciais é essencial para evitar danos a longo prazo.

O que é a recuperação de óleo de transformador?

A recuperação de óleo de transformador é um processo de restauro que visa renovar o óleo usado, removendo humidade, ácidos, lamas e outros subprodutos. Ao contrário da substituição completa do petróleo, que pode ser dispendiosa e ambientalmente prejudicial, a recuperação é mais sustentável e económica. Normalmente, pode ser realizada no local, utilizando unidades ou equipamentos móveis de purificação de óleo e, em muitos casos, pode até ser conduzida com o transformador sob tensão, minimizando as interrupções de funcionamento.

O principal objetivo da recuperação é restaurar as propriedades dielétricas e térmicas originais do óleo, permitindo que este volte a funcionar eficazmente como isolante e refrigerante. Ao recuperar o petróleo em vez de o substituir, as organizações não só reduzem o seu impacto ambiental, como também prolongam a vida útil do transformador sem custos significativos de infraestrutura.

Fases principais do processo de recuperação de petróleo

A recuperação eficaz do óleo dos transformadores compreende três etapas principais: o teste do óleo, a análise do óleo e o próprio processo de recuperação.

1. Teste de óleo

Antes de iniciar a recuperação, é crucial avaliar a condição do petróleo através de uma série de testes padronizados. Estas avaliações fornecem informações sobre os níveis de contaminação do petróleo e orientam a abordagem de tratamento. Os testes recomendados incluem:

·Fator de potênciaMede as perdas dielétricas no petróleo; valores elevados indicam contaminação ou degradação.

·Número ácidoIndica a concentração de compostos ácidos devido à oxidação.

·Tensão interfacialValores mais baixos sugerem uma maior presença de produtos de oxidação ou contaminantes.

·Tensão de Ruptura DielétricaAvalia a capacidade do óleo suportar tensões elétricas sem falhar.

·Teste de coresUm índice de cor mais elevado indica, geralmente, contaminação ou envelhecimento.

Estes diagnósticos são normalmente incluídos nos protocolos de teste de óleo de transformadores de potência para garantir a segurança e a eficiência operacional.

2. Análise de Óleo

Após os testes, os resultados devem ser interpretados em conjunto para determinar com precisão a saúde do óleo. Nenhum teste isolado fornece um panorama completo; em vez disso, é essencial uma avaliação holística.

De acordo com a norma IEEE C57.637-2015, os óleos são classificados em dois grupos:

·Grupo IÓleos adequados para recondicionamento (purificação mecânica).

·Grupo IIÓleos em mau estado, necessitando de recuperação total ou eliminação, dependendo de fatores económicos.

Esta classificação orienta a estratégia de manutenção e ajuda a determinar se a recuperação é uma opção viável.

3. O Processo de Recuperação

Quando a recuperação é o método preferido, envolve o tratamento mecânico e químico para restaurar a funcionalidade do óleo. Conforme descrito na norma IEEE Std C57.637-2015, a distinção entre recondicionamento e recuperação é crucial:

·Recondicionamento de óleoRemoção mecânica de gases dissolvidos, humidade e partículas em suspensão.

·Recuperação de Petróleo: Remoção química e adsortiva de substâncias ácidas, polares e formadoras de lamas.

Um processo de recuperação completo deve incluir os seguintes componentes:

um. Tratamento térmico

O aquecimento do óleo facilita a migração da humidade dos materiais isolantes para o óleo. Isto também ajuda a dissolver a lama dentro do transformador, tornando-a mais fácil de extrair durante o processamento. A recuperação de transformadores sob tensão auxilia este processo, aproveitando o calor gerado pela carga existente.

b. Desgaseificação e desidratação a vácuo

O óleo aquecido é encaminhado através de uma coluna de vácuo para remover os gases dissolvidos, a humidade e os ácidos voláteis. Maximizar a área de superfície nesta etapa melhora a eficiência. A operação contínua em vácuo garante que a humidade removida do isolamento de papel não regressa ao transformador.

c. Tratamento com terra de Fuller

O petróleo passa depois por uma camada de terra de Fuller — uma argila natural conhecida pela sua elevada capacidade de adsorção. Remove eficazmente ácidos, lodo, álcoois e partículas de carbono. Esta etapa aumenta a tensão interfacial e o fator de potência, ao mesmo tempo que reduz o teor de ácido.

d. Reinjeção de inibidor

Muitos transformadores operam com inibidores de oxidação. Durante o processo de recuperação, estes inibidores são removidos do óleo. Assim sendo, uma nova dose de um aditivo antioxidante adequado é injetada no óleo recuperado durante o seu retorno final ao transformador, ajudando a retardar a degradação futura.

e. Estágios de filtração

Para garantir que nenhuma partícula metálica ou estranha regressa ao transformador, o óleo passa por uma série de filtros. O estágio final inclui normalmente um filtro de 0,5 mícron para remover quaisquer partículas residuais. Isto é crucial para evitar a introdução de contaminantes que possam interferir com o desempenho do isolamento ou provocar desgaste mecânico.

É importante destacar que a recuperação do óleo de transformadores é uma das várias estratégias de manutenção preventiva que podem complementar programas mais abrangentes de manutenção de equipamentos elétricos, como a revisão de motores elétricos, garantindo a longevidade de todo o sistema de distribuição de energia.

Conclusão

Manter a elevada qualidade do óleo de transformador não se resume apenas à preservação do óleo em si — é essencial para a proteção de todo o sistema do transformador. À medida que os contaminantes se acumulam, comprometem a fiabilidade, a eficiência e a longevidade do equipamento. A recuperação do óleo de transformadores oferece uma solução abrangente, económica e amiga do ambiente para estes desafios, permitindo aos gestores de instalações evitar interrupções dispendiosas, prolongar a vida útil dos ativos e manter o fornecimento ininterrupto de energia.