Chega um relatório de análise de óleo com doze valores e sem conclusão. Umidade, índice de acidez, tensão interfacial, tensão de ruptura, sete gases dissolvidos e, às vezes, furanos. Em algum ponto dessa tabela, há uma decisão que você precisa tomar: aceitar a unidade, tratar o óleo ou rejeitá-lo.
A maioria dos guias sobre testes de óleo de transformador Explique o que cada parâmetro significa e pare por aí. Este guia está organizado em torno das três decisões que o relatório, na verdade, o obriga a tomar. A amostra é válida? Qual camada está apresentando falha: o óleo, o papel ou uma falha ativa? E o que você deve fazer a respeito? Também abordamos o caso com o qual muitos compradores se deparam, em que o equipamento à sua frente não tem óleo algum para ser testado.
Um relatório sobre o óleo é, na verdade, três relatórios grampeados juntos. Eles respondem a perguntas diferentes e apresentam falhas de maneiras distintas, e interpretá-los como um único indicador de qualidade é o erro de interpretação mais comum nessa área.
| Camada | Exames comuns | Pergunta respondida | O que ele não pode lhe dizer |
|---|---|---|---|
| Condição do óleo | Tensão de ruptura, umidade, acidez, tensão interfacial, tan delta, resistividade | O meio isolante ainda está em boas condições de uso? | Por que houve degradação, ou se uma falha está ativa |
| Gases de falha | DGA: H2, CH4, C2H6, C2H4, C2H2, CO, CO2 | Será que algo está superaquecendo ou produzindo faíscas lá dentro? | Qual é a vida útil restante do isolamento? |
| Condição do papel | Furanos (2-FAL), CO/CO2 proporção | Qual é o grau de desgaste do isolamento sólido? | Onde se concentra o envelhecimento |
Um transformador pode apresentar óleo em excelente estado e papel deteriorado, ou óleo limpo e um arco elétrico ativo. Ao separar as camadas, a maioria dos relatórios confusos deixa de ser confusa: você está diante de uma camada em boas condições e outra com falhas, e não de uma única pontuação contraditória. Tudo isso se aplica a equipamentos imersos em óleo; portanto, se você estiver escolhendo entre tipos de construção, as consequências para a manutenção estão descritas em Transformadores do tipo seco versus transformadores imersos em óleo.
Mais decisões erradas de manutenção decorrem de amostras inadequadas do que de uma interpretação incorreta. A DGA não perdoa: alguns microlitros de ar na seringa alteram as leituras de nitrogênio e oxigênio o suficiente para mascarar um padrão real.
Dois indicadores sugerem que se faça uma nova amostragem antes de agir: um DGA que mostra níveis de nitrogênio e oxigênio atmosféricos bem acima do que uma unidade selada deveria conter, e uma variação na tensão de ruptura de mais de cerca de quinze por cento entre testes consecutivos no mesmo recipiente.
| Falha de amostragem | Impacto nos resultados | Como identificá-lo |
|---|---|---|
| Entrada de ar na seringa | N2 e O2 inflados, gases de hidrocarbonetos diluídos | O2/N2 proporção próxima à do ar ambiente |
| A primeira lavagem não é descartada | Óleo velho no corpo da válvula, leituras baixas de gás | Resultados incompatíveis com a tendência da amostra anterior |
| Recipiente úmido | A umidade e o BDV estão ambos errados, sempre pessimistas | A umidade apresenta picos, enquanto a acidez e os furanos permanecem estáveis |
| Ficou guardado por muito tempo antes do teste | Os gases leves migram; o acetileno é subnotificado | Data de recebimento do laboratório muito distante da data da coleta |
| Amostra fria | Subnotificação no consumo de gás e água | A temperatura de amostragem não consta do relatório |
A tensão de ruptura é medida entre dois eletrodos com uma distância fixa, enquanto a tensão é aumentada até que o óleo entre em ruptura, normalmente seis vezes, sendo relatado o valor médio. Dois detalhes determinam se esse número tem algum significado: a geometria dos eletrodos e a distância entre eles, e qual norma foi utilizada.
| Método | Eletrodos | Lacuna | Resultado típico de petróleo novo | Comportamento |
|---|---|---|---|---|
| IEC 60156 | VDE, com tampa esférica | 2,5 mm | pelo menos 30 kV | Equilibrado; a referência habitual no campo |
| ASTM D877 | Discos planos | 2,54 mm | pelo menos 30 kV | Apresenta valores elevados; extremamente sensível a partículas |
| ASTM D1816 | VDE | 1 mm / 2 mm | pelo menos 25 / 45 kV | Sensível à umidade; utilizado para classes superiores |
Um resultado do D877 e um resultado do D1816 a 1 mm não são comparáveis, e o D877 normalmente apresenta uma leitura de 10 a 20 kV mais alta no mesmo óleo. Se dois laboratórios apresentarem resultados divergentes, verifique a coluna do método antes de verificar o óleo.
A rigidez dielétrica também é um indicador tardio e inespecífico. Ela confirma que algo contaminou o óleo, sem especificar o que foi; é por isso que a tensão de ruptura, por si só, nunca deve servir de motivo para a troca do óleo.
A análise de gases dissolvidos funciona porque cada temperatura de falha produz uma molécula característica. É o padrão, e não os valores individuais, que fornece o diagnóstico.
| Gás | Indica | Temperatura aproximada | Urgência |
|---|---|---|---|
| H2 | Descarga parcial, efeito corona | Baixo consumo de energia | Acompanhe a tendência; analise se está em alta |
| CH4 | Falha térmica no óleo | Abaixo de 300 °C | Verifique o carregamento e o resfriamento |
| C2H6 | Falha térmica no óleo | 300 a 700 °C | Verifique o carregamento e o resfriamento |
| C2H4 | Metal incandescente, aquecimento local intenso | Acima de 700 °C | Aja em poucos dias |
| C2H2 | Arco elétrico | Acima de 1.000 °C | Aja imediatamente |
| CO, CO2 | Participação da celulose | Degradação do papel | Leia sobre os furanos |
Os níveis absolutos são a parte menos informativa do relatório. Dois fatores são fundamentais para o diagnóstico: o perfil de gás, que indica o tipo de falha, e a taxa de liberação de gás, que revela se a falha está estável ou em evolução. Uma unidade com o dobro do etileno normal, mas com valores estáveis há três anos, é um ativo muito diferente daquela cujos valores dobraram em seis meses. Um único resultado de DGA sem uma linha de base é praticamente inútil.
Métodos baseados em relações, como o esquema de três relações da norma IEC 60599 e o triângulo de Duval, reduzem o padrão a uma zona de falha. São atalhos úteis, mas pressupõem a existência de uma única falha dominante. Falhas simultâneas e fluidos não minerais, como ésteres ou silicone, ficam fora de seu âmbito de validade.
O acetileno merece uma regra à parte. Qualquer C2H2 “Acima do limite de detecção” significa uma temperatura que nenhum transformador em boas condições atinge; portanto, não espere por uma tendência. A única exceção válida é uma unidade em que o óleo é compartilhado entre o tanque e o comutador de derivações em carga, caso em que o arco elétrico do comutador contamina a amostra principal.
É ao analisar essas camadas em conjunto que o relatório se transforma em uma decisão. Essas quatro combinações abrangem a maior parte do que você realmente verá.
| BDV | Umidade | DGA | Causa mais provável | Primeira ação |
|---|---|---|---|---|
| Baixa | Normal | Normal | Partículas, carbono ou lodo | Filtre o óleo; identifique a origem das partículas |
| Baixa | Alto | Normal | Infiltração de água | Seque o óleo; localize e vedar o vazamento |
| Normal | Normal | C agudo2H4, CH4 | Falha térmica ativa | Reduza a carga, verifique a refrigeração; o óleo não é o problema |
| Normal | Normal | Aumento de CO, CO2, furanos | Envelhecimento do papel | Planeje a substituição; o tratamento serve apenas para ganhar tempo |
A regra apresentada na tabela é simples. Trate o óleo somente quando ele for o problema. Nas duas linhas inferiores, o óleo está cumprindo sua função e está sendo prejudicado por outro fator; portanto, a filtragem ou a troca irão restaurar os valores, mas não eliminarão a causa. Se o padrão indicar a presença de água, a sequência para localizar e interromper a via de entrada é abordada em O que fazer em relação ao vazamento do transformador.
O furfuraldeído, geralmente indicado como 2-FAL, é um produto da degradação da celulose. Ele está presente no óleo apenas porque o papel está se decompondo, o que o torna o indicador mais preciso do estado do isolamento sólido. Isso é importante porque o óleo pode ser recondicionado, ao passo que o papel não.
Os valores de furano são interpretados em faixas, e não em relação a um único limite, e essas faixas variam de acordo com a classe do transformador e o tipo de papel; portanto, utilize a norma citada pelo seu laboratório, em vez de um número encontrado em um blog. O que importa do ponto de vista operacional é a tendência. Um nível baixo e estável em uma unidade com vinte anos de idade é tranquilizador; um valor que dobrou ao longo de duas amostras anuais é um sinal de aposentadoria, mesmo que esteja dentro da faixa.
Aumento dos furanos, juntamente com o aumento do CO e do CO2 geralmente significa que o papel está sendo cozido, em vez de envelhecido quimicamente, o que remete aos processos de carregamento e resfriamento. Os sinais a serem observados no local estão em sinais de alerta de superaquecimento do transformador.
Para uma equipe de compras ou de engenharia, um relatório sobre petróleo é importante em três momentos distintos, e a base de comparação varia em cada um deles.
| Momento | Comparar com | Resposta razoável |
|---|---|---|
| Aceitação na fábrica, antes do embarque | Especificações de óleo novo e dados de ensaios de tipo | Rejeitar produtos com tensão de ruptura ou acidez fora dos limites antes que a unidade saia da fábrica |
| Colocação em funcionamento, na chegada | Valores de fábrica mais risco de transporte | Seque ou filtre no local; registre a diferença |
| Em serviço, anual | Amostras anteriores da própria unidade | A tendência é que determina; os limites absolutos apenas desencadeiam uma investigação |
Vale a pena incluir três cláusulas na ordem de compra, pois elas transformam uma discussão em um procedimento. Especifique os métodos de teste e a revisão da norma, e não apenas os limites. Exija que o ponto de amostragem e a temperatura do óleo constem no certificado. E exija a referência de acreditação do laboratório, para que o resultado possa ser defendido no âmbito da garantia.
O relatório também deve ser analisado em relação à classificação que afirma atender. Um valor de tensão de ruptura não significa nada sem a classe de tensão e os dados da placa de identificação, e é por isso que a ordem de leitura é: primeiro a placa de identificação, depois o relatório do óleo. Esses campos são explicados em Como ler a placa de identificação de um transformador.
Uma grande parte dos transformadores de baixa tensão vendidos para projetos industriais e de exportação nunca passa por um teste de óleo, pois não contêm óleo. Unidades seladas, resfriadas a ar, elevadoras e redutoras na faixa de 100 VA a 10 kVA, como o Conversor ST-3000VA de 110 V para 220 V, não possuem válvula de drenagem, nem conservador, nem espaço para amostragem de gás.
Eles ainda são verificados, mas com um conjunto de testes diferente:
Um aviso aos compradores. Se um fornecedor apresentar um relatório de teste de óleo para uma unidade selada do tipo seco desta classe, considere isso um problema de documentação, e não um diferencial de qualidade. Ou a unidade não corresponde ao que consta na ficha técnica, ou o relatório pertence a um produto diferente. Quando for especificado equipamento imerso em óleo, a impedância indicada na placa de identificação define o nível de falha que a proteção deve eliminar, conforme abordado em impedância percentual do transformador.
Leia o relatório em uma ordem fixa. Confirme se a amostra é válida antes de ler qualquer número. Separe as três camadas para saber se o problema está no óleo, no papel ou em uma falha. Em seguida, compare a tensão de ruptura com os padrões de umidade e gás para identificar a causa, em vez do sintoma. As tendências são mais importantes do que os limites, e a taxa de gaseificação é sempre mais importante do que o nível absoluto de gás.
Se você estiver especificando transformadores de baixa tensão e quiser saber quais dados de verificação devem acompanhar a unidade, ou se um programa de análise de óleo se aplica ao seu projeto, envie-nos os detalhes da placa de identificação e nossa equipe de engenharia informará o que o conjunto de testes de aceitação deve conter. Comece pelo linha de transformadores.
O DGA anual, juntamente com a medição da umidade e da tensão de ruptura, constitui a linha de base normal para unidades imersas em óleo em serviço. Passe para amostragens semestrais assim que for indicada uma falha e realize a amostragem imediatamente após qualquer acionamento da proteção ou reparo.
Para equipamentos de até cerca de 72,5 kV, o óleo em serviço é normalmente mantido a um valor mínimo de 30 kV, de acordo com a norma IEC 60156, enquanto o óleo novo apresenta valores bem acima disso. Classes de tensão mais elevadas apresentam limites mais altos. Compare apenas com o mesmo método.
A presença de acetileno indica a formação de arco elétrico a temperaturas superiores a aproximadamente 1.000 °C. Qualquer leitura acima do limite de detecção justifica uma investigação imediata, em vez de uma análise de tendências, a menos que a amostra tenha sido coletada de um compartimento compartilhado do comutador de tensão.
Somente se forem do tipo imersas em óleo. A maioria das unidades seladas com potência entre 100 VA e 10 kVA é do tipo a seco e não possui ponto de amostragem. Verifique-as, em vez disso, por meio da resistência de isolamento, da relação de transformação, da resistência em corrente contínua e do aumento de temperatura.
