Estudo sobre revestimentos depositados por aspersao térmica para melhorar o desempenho de conexões elétricas

Abstract

Resumo: As conexões e contatos de equipamentos e barramentos são de grande importância dentro de uma subestação, pois caso haja uma falha nessas interligações pode ocorrer uma interrupção grave no sistema de transmissão. Estas interligações elétricas estão permanentemente expostas a diversas influências que podem levar a um mau desempenho das mesmas. As principais influências são: ambientais, elétricas e mecânicas. A função principal de uma conexão elétrica é possibilitar a passagem ininterrupta da corrente através de uma interface. Isso só pode ser conseguido se um bom contato metal-metal for estabelecido e mantido. Entretanto, para o caso de conexões de alumínio, isto nem sempre é possível devido às propriedades intrínsecas deste metal, tais como a camada de óxido na superfície, a tendência a sofrer fenômenos de fluência e relaxação, a susceptibilidade à corrosão galvânica e o alto coeficiente de dilatação, o qual leva ao fenômeno de "fretting" entre as suas interfaces. A taxa de degradação em serviço de conectores de potência não pode ser determinada com precisão, o que torna a programação de manutenção muito difícil. Em particular, os mecanismos de degradação dos conectores de alumínio são complexos e ainda não estão completamente explicados. Este estudo pretendeu avaliar a viabilidade de revestir conectores elétricos de alta tensão, fabricados em liga de alumínio fundido, utilizados na fixação de cabos de transmissão de energia de alumínio, usados em subestações de distribuição, com revestimentos de cobre, bronze-alumínio e níquel-alumínio, depositados pelo processo de aspersão térmica, avaliando ainda o efeito produzido na resistência elétrica de tais condutores e na sua microestrutura.

Abstract: The connections and contacts of equipment and slide bars are of great importance inside of an electric substation, because in case of a failure in these interconnections can happens a serious interruption in the transmission system can occur. These electric interconnections are permanently exposed to diverse influences that can lead to a bad performance of them. The main influences are of ambiental, electrical and mechanical nature. The main function of an electric connection is to make possible the uninterrupted transmission of the electric current through an interface. This can only be obtained if a good metal-to-metal contact will be established and kept. However, according to literature, for the case of connections of aluminum, this nor always possible must to the intrinsic properties of this metal, such as always the present oxide layer in the surface, the trend to suffer to phenomena from fluency, galvanic corrosion and the high coefficient of thermal expansion, which leads to the phenomenon of fretting enters the connection interfaces. Rate of degradation in service of power connectors cannot be determined with precision, what it becomes a very difficult programming of maintenance. In particular, the mechanisms of degradation of aluminum are complex and still completely they are not explained inside of the used electric current limits. The preparation of a surface that takes care of to the requests and that it is economically advantageous is the purpose of its finishing, its treatment and its covering. This study evaluated the viability to coat high-voltage electric connectors, manufactured in casted aluminum alloy, used in the setting of handles of transmission of aluminum energy, used in distribution substation, with coverings of copper, cooper-tinaluminum alloy and nickel-aluminum, deposited for the process of thermal spray, evaluating still the effect produced in the electric resistance of such conductors and in its microstructure.