Regeneração de óleo vegetal isolante : estudo em escala laboratorial

Abstract

Resumo: A substituição do óleo mineral isolante (OMI) por fluidos isolantes de origem vegetal é uma prática que está sendo cada dia mais utilizada pelas concessionárias de energia elétrica. Estas concessionárias optam por este tipo de isolante devido ao grande número de características vistas como "ecologicamente corretas", entre elas a biodegradabilidade destes óleos, o alto ponto de fulgor que o caracteriza como fluido de segurança, e o fato de ser proveniente de uma matéria-prima renovável em contrapartida ao óleo mineral proveniente do petróleo. No entanto, a utilização dos fluidos vegetais isolantes no Brasil é bastante recente e limitada em função da insuficiência de resultados técnicos quanto ao seu desempenho. Os óleos vegetais isolantes (OVIs) irão necessitar, em algum momento durante seu uso no transformador, de intervenções como recuperação (ou secagem) ou regeneração, métodos tradicionalmente utilizados em larga escala no tratamento de OMI em uso. Não existe nenhum estudo científico e/ou tecnológico publicado que trata do processo de regeneração de OVIs em uso, sendo o presente estudo, portanto, inovador e pioneiro. Neste trabalho foi avaliada a viabilidade técnica de regeneração do OVI envelhecido. A pesquisa consistiu em envelhecer inicialmente, em escala laboratorial, um OVI comercial, por 2 métodos de envelhecimento distintos, denominados 1 e 2. O óleo envelhecido pelo método 1 apresentou, ao final do envelhecimento, uma elevada viscosidade, da ordem de 48,0 cSt, enquanto que o óleo envelhecido pelo método 2 apresentou um elevado índice de neutralização (1,16 mg KOH/g óleo). Amostras destes óleos foram regeneradas pela aplicação de dois métodos tradicionalmente utilizados para o OMI, a saber, regeneração por contato e regeneração por percolação. Além destas, foi testada pelo método da percolação uma amostra de óleo vegetal, de fabricante desconhecido, que estava em serviço em uma chave religadora de 13,8 kV da COPEL Distribuição S.A., e que apresentava um fator de perdas dielétricas elevado, da ordem de 76% a 100 °C. Os resultados obtidos apontaram o método de regeneração por contato como sendo tecnicamente inviável no tratamento da amostra de OVI com viscosidade elevada, obtida pelo método 1 de envelhecimento, mas tecnicamente viável no tratamento da amostra que apresentava um índice de neutralização elevado, obtida pelo método 2 de envelhecimento. A regeneração por percolação se mostrou tecnicamente viável no tratamento da amostra de OVI proveniente da chave religadora, que apresentava um elevado fator de perdas dielétricas. Os resultados obtidos neste estudo mostraram que os processos tradicionalmente utilizados na regeneração do OMI podem ser aplicados ao OVI, desde que se tenha conhecimento e controle da condição físico-química do OVI em uso.

Abstract: The replacement of mineral insulating oil for insulating fluids from vegetable sources is occurring frequently in Brazilian Electric Utilities. These companies choose this type of insulating fluid original from renewable sources because it is considered "ecologically correct", due to its biodegradability, the high fire point properties, it is characterizing it as a safety fluid, and a while mineral oil is derivated from petroleum. However, the use of vegetable insulating fluid in Brazil is recent and its performance is still under investigation. Vegetable insulating oils, will need, at any time during its lifetime in electrical equipments interventions like: reconditioning, recuperation or regeneration, which are traditional methods used in recovery of mineral insulating oils. Nevertheless, there are no studies concerning vegetable insulating oils regeneration, which makes this investigation original and singular. In this work, regeneration of aged commercial vegetable insulating oil was evaluated. The oil was aged in laboratory by means of two aging methods, named as 1 and 2. The oil aged by method 1 presented at the end of conditioning, high viscosity, around 48.0 cSt while the oil aged by method 2 presented high neutralization number of 1.16 mg KOH/g oil. These aged samples were then regenerated through methodologies applied traditionally to the mineral oil, i.e., the regeneration was carried out using contact and percolation processes. Beyond these, was tested by percolation method a vegetable insulating oil sample, of unknown manufacturer, from a Recloser 13.8 kV belonging to COPEL Distribuição S.A., and this sample showed a high loss factor around 76.0% at 100 ºC. Results obtained showed that regeneration by contact is technically unviable to recover vegetable oil with high viscosity (aging method 1), but technically viable in the treatment of samples with high neutralization number (aging method 2). The percolation showed to be feasible in the treatment of oil from Recloser. It was also demonstrated that processes traditionally used for mineral oil regeneration can be applied to vegetable oil if physical chemical characteristics are previously known.