Difusão de ions em filmes de polietileno

Abstract

Resumo: O fenômeno da arborescência em materiais dielétricos sólidos, mais especificamente em cabos elétricos isolados, é considerado um dos principais geradores de falhas no que diz respeito a seu comportamento elétrico. A difusão de íons nos referidos materiais é considerada um dos fatores que concorrem para o aparecimento dessas falhas. O objetivo deste trabalho é o estudo da difusão de íons em filmes de polietileno em soluções aquosas, na presença e na ausência de campos elétricos alternados, em diferentes temperaturas. Como resultado, são calculadas as energias de ativação para os processos de difusão; são apresentados e comentados os resultados experimentais; é sugerida uma equação empírica que ajusta os dados experimentais em um intervalo de confiança de 95%; e são adotadas técnicas de caracterização de materiais através das quais procura-se avaliar as modificações nos filmes, ocorridas em função do processo de difusão. As técnicas adotadas foram a espectroscopia de infravermelho, a difratometria de Raios X, a microscopia eletrônica de varredura e as análises térmicas por calorimetria diferencial de varredura (DSC).

Abstract: Water Treeing has been considered the most important ageing phenomenon in medium voltage extruded insulations. Ion diffusion has been recognized as one of the main processes in the initiation and growth of Water Trees. The study of ion diffusion through polyethylene films in humid environment (water and water electrolytes solutions) has been carried out. Samples have been exposed to different temperatures in the absence and in the presence of an alternating electric field. Results are discussed and an empirical equation to fit the experimental data is suggested. In order to evaluate changes in polyethylene some characterization techniques such as Infrared (IR) spectroscopy, X-Ray analysis, microscopy and Differencial Scanning Calorimetry (DSC) have been adopted.