TRATAMENTO DE ÓLEO MINERAL ISOLANTE

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UEMG

Daniel Morais

19/10/2016

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TRATAMENTO DE ÓLEO MINERAL ISOLANTE
O óleo mineral isolante em serviço, será sujeito à degradação e perda de características, devido às condições de uso.

O óleo está sujeito a reações de oxidação devido à presença de oxigênio, aceleradas pelas temperaturas elevadas, presença de metais, compostos metálicos ou ambos, agindo como catalisadores e mudanças de cor, formação de compostos de ácidos, e em estágio avançado da oxidação, separação de lama (borra) pode ocorrer.
As propriedades dielétricas podem ser prejudicadas, além dos produtos de oxidação, outros contaminantes - água, partículas sólidas e compostos polares solúveis em óleo podem se acumular durante o serviço e alterar as propriedades do óleo. A degradação de outros materiais, que possam interferir no funcionamento adequado do equipamento elétrico e encurtar a vida em serviço, pode também ser indicado por mudanças nas propriedades do óleo.
Certas características do óleo isolante devem ser mantidas, ou recuperadas, quando em serviço, quais sejam, elevada a rigidez dielétrica, baixas perdas dielétricas e baixo índice de neutralização e ainda, outras características físico-químicas.
Quando o óleo isolante usado é sujeito a processos de recondicionamento, é recomendado aproveitar as vantagens oferecidas pela decantação, consideráveis economias podem ser obtidas no processamento de óleo usado, se deixado em repouso em recipiente, pelo menos por um período de 24 horas, de modo que a água e os sólidos em suspensão se precipitem e o resíduo do fundo poderá ser retirado posteriormente (ou antes do processo).
De acordo com o tipo de contaminantes que o óleo apresenta, distinguem-se dois tipos de tratamento, a saber:
- Tratamento físico ou purificação
- Tratamento físico-químico ou regeneração.
O tratamento do tipo físico remove a água, gases e partículas sólidas, por meios físicos.
O tratamento do tipo físico-químico se fundamenta na capacidade de absorção que alguns materiais possuem, por natureza ou adquiridos através de tratamento específico.
As contaminações mais comuns de óleo isolante podem ser classificadas em:
- Contaminação grossa, partículas maiores que 0,1m, constituída de líquidos em emulsão, sólidos em emulsão e espumas coloidais.
- Contaminação coloidal, partículas entre 0,001m e 0,1m, constituída de metais dissolvidos e espumas coloidais.
- Contaminação por solução, partículas menores que 0,001m, constituídas de líquidos, sólidos e gases dissolvidos , moléculas e íons.
Além destas, deve-se considerar a contaminação com substâncias de origem externa tais como: poeira, água, fibras, etc.
As impurezas primárias no óleo isolante são a umidade e os gases dissolvidos, normalmente acompanhados por sólidos, provenientes do processo de fabricação do equipamento.
As impurezas secundárias no óleo isolante são as acumuladas como produtos da oxidação durante o funcionamento do equipamento, essas impurezas são constituídas por sólidos inclusive coloidais, ácidos, gases e água.
As fontes de água em óleo isolante são principalmente as umidades residuais do óleo novo, as umidades residuais do material isolante, as umidades absorvidas da atmosfera circundante e as umidades originadas da oxidação do mesmo.
A principal fonte de contaminação coloidal do óleo isolante é o processo de envelhecimento do próprio óleo. Nesse processo, partículas estranhas tendem a unir-se em complexos de no máximo 0,05m a 0,1m de diâmetro.
O envelhecimento do óleo é acelerado pela temperatura, presença de oxigênio e umidade no mesmo e o aumento do índice de acidez são proporcionais ao tempo de operação.
O processo de envelhecimento inicia-se na oxidação do óleo pelo oxigênio dissolvido no mesmo. Os produtos iniciais da oxidação são constituídos principalmente por ácidos orgânicos de baixa massa molecular, peróxidos, álcoois e cetonas.
A polimerização posterior de hidrocarbonetos não saturados precipita-se em lama (borras), os depósitos da mesma e o aumento da viscosidade do óleo, constituem fatores da elevação da temperatura do isolamento e da formação do carbono coloidal e hidrocarbonetos voláteis. Por outro lado, a acidez resultante, eleva a afinidade do óleo para com a umidade e acelera o processo de envelhecimento do óleo.
Os óleos isolantes usados podem ser classificados, de acordo com resultados de ensaios e estudos econômicos, em quatro (4) grupos:
- Grupo 1 - Esse grupo é constituído por óleos isolantes que estão em condições satisfatórias para uso continuado.
- Grupo 2 - Esse grupo é constituído por óleos isolantes que requerem processo de recuperação por purificação, ou seja, remoção mecânica da umidade e contaminantes insolúveis, por filtragem, ou termo vácuo.
-Grupo 3 - Esse grupo é constituído por óleos isolantes que apresentam más condições e reduzidas características de qualidade. Requerem regeneração que deverá ser aplicada, dependendo da avaliação econômica. A recuperação das características do óleo envolve a utilização de métodos e processos físico-químicos por adsorção.
- Grupo 4 - Esse grupo é constituído por óleos isolantes que perderam todas as características isolantes e por este motivo, é tecnicamente aconselhável que sejam destinados a outras aplicações ou alienados. Geralmente é o óleo isolante usado, retirado de disjuntores, chaves comutadoras e de transformadores, sem condições de reutilização.
A seleção de óleo a regenerar (físico-químico) e a alienar é feita pela avaliação dos resultados de ensaio das características:
- Índice de neutralização
- Tensão interfacial à 25º C
- Fator de dissipação ou fator de potência à 90ºc
- Cor.
Sendo a primeira e a ultima, características secundárias e complementares.
ENSAIOS NO ÓLEO MINERAL ISOLANTE
Os ensaios servem de base para determinar se a condição do óleo é adequada para que continue em operação e para sugerir o tipo de ação corretiva necessária. Ver tabelas de características.
A presença de Co2 dissolvido no óleo pode interferir nos resultados do ensaio de índice de neutralização, porém o teor de Co2 pode ser reduzido antes do ensaio, por tratamento a vácuo.
O óleo mineral isolante é normalmente fornecido em tambores, em caminhões tanques ou no próprio equipamento elétrico.
No óleo isolante novo, certas propriedades que refletem a presença de contaminantes dissolvidos, podem diferir daquelas apresentadas por um óleo novo, que já entrou em contato com os materiais de construção do equipamento.
A extensão destas alterações varia com o tipo de materiais usados e às proporções entre isolantes líquidos e sólidos e deve ser mantida em limites aceitáveis através de técnicos de processamento do próprio óleo, de uma seleção prévia e cuidadosa dos materiais utilizados na isolação e do controle criterioso do ambiente de montagem ou do processo de fabricação; esses critérios são válidos também, para o acaso de reforma ou reparação de equipamento elétrico que trabalha imerso em óleo isolante.
PURIFICAÇÃO DO ÓLEO ISOLANTE
Em condições normais um óleo isolante, na ausência de água livre, contém menos água em solução que seu valor de saturação.
FIGURA 1
QUANTIDADE ÁGUA CONTIDA NO ÓLEO,
NO PONTO DE SATURAÇÃO, EM FUNÇÃO DA
TEMPERATURA.
O ar e outros gases são solúveis no óleo isolante. Basicamente a solubilidade do ar no óleo depende principalmente da pressão absoluta.
À pressão atmosférica e ao nível do mar, o conteúdo de ar e outros gases no óleo, são de aproximadamente 11% em volume. Figura 2.
FIGURA 2
QUANTIDADE DE AR E GASES, CONTIDA NO ÓLEO.
EM FUNÇÃO DA PRESSÃO ABSOLUTA
PURIFICAÇÃO POR FILTRAGEM
O principal propósito do equipamento de filtragem é a remoção de sólidos e água do óleo isolante, isto pode ser obtido, entre outros meios, porfiltro tipo prensa. Figura 3
O filtro prensa é um dos mais antigos métodos de filtragem utilizado na manutenção de óleo isolante.
No filtro prensa, o óleo é forçado sob pressão através de uma série de materiais absorventes, por exemplo: Placas de celulose.
Esses tipos de filtros são preferencialmente utilizados na remoção de contaminantes em suspensão e o meio filtrantes (placas de celulose) deve ser capaz de remover, no mínimo partículas até 0,005mm.
A capacidade de um filtro, de remover água, depende da umidade do meio filtrantes.
FIGURA 3
MODELO ESQUEMÁTICO DE SEÇÃO DE FILTRO PRENSA
Quando se filtra um óleo contendo água, o meio filtrantes rapidamente entra em equilíbrio com o teor de água do óleo, por isto a eficiência do processo deve ser controlado, pela análise constante do teor de água do óleo, na saída do filtro, ocorrendo o equilíbrio do meio filtrantes com o teor de água do óleo, o papel filtro deve ser substituído, por papel seco.
A ação do filtro tipo prensa sobre os tipos de impurezas no óleo isolante é de acordo com a seguinte tabela:
CONTAMINANTE EFICIÊNCIA
Água emulsionada Parcial/Bom
Água dissolvida Parcial
Gases Nenhuma
Sólidos não coloidais Excelente
Sólidos coloidais Parcial
De acordo com esta tabela, observa-se ser mais fácil retirar, com o filtro prensa, a água emulsionada do que a dissolvida; portanto, como a passagem de uma para a outra forma de contaminação por água é função da temperatura, é aconselhável não ultrapassar a temperatura de 30º C, quando o tratamento do óleo for para a remoção de água emulsionada, pois, à medida que aumenta a temperatura do óleo aumenta a solubilidade da água no mesmo, reduzindo a ação desidratante do papel filtro e os produtos de decomposição polimerizados apresentando-se como lama (borra) às baixas temperaturas nessa condição, serão também mais facilmente retidos. Os filtros tipo prensa são construídos para vazões de 400 a 5000 l por hora, com placas de "7 x 7" ou "12 x 12", dependendo da vazão e do modelo.
As placas filtrantes são 7.3/8 x 7.3/8 ou 12.3/4" x 12.3/4", conforme placa do filtro.
Para se obter uma boa eficiência na filtragem com utilização do filtro prensa, é necessário adotar algumas providências quanto à preparação:
A colocação das placas filtrantes sem uma prévia secagem pode acarretar transferência de umidade, da placa para o óleo, caso este ainda não estiver saturado à temperatura de filtragem, passando a conter mais água dissolvida que antes do tratamento.
A secagem das placas filtrantes deve ser em estufa com ventilação forçada a 85 - 100ºC durante 6 a 12 horas.
Ao se filtrar óleos isolantes contendo lama (borras) ou partículas de carbono, o acúmulo de sedimentos na superfície das placas filtrantes torna necessárias freqüente substituições das mesmas nesse caso, é mais econômico retirar apenas à placa filtrantes mais próxima à entrada do óleo em cada seção do filtro, inserindo a placa nova, no lado de saída do óleo.
Um caso especial de purificação é o do óleo isolante utilizado em disjuntor. Nesses equipamentos, a principal função do óleo é a extinção de arco, sendo que nesse processo, pode ocorrer a decomposição química do mesmo com as conseqüentes formações de diminutas partículas de carbono. Essas partículas, muito higroscópicas, quando úmidas são responsáveis entre outras pelo decréscimo da rigidez dielétrica do óleo. Se a quantidade for suficiente, pode também ocorrer à deposição sobre o isolante sólido a ponto de possibilitar a ocorrência de curto circuito interno no disjuntor. A remoção de parte dessas partículas pode ser conseguida através de filtragem com utilização do filtro prensa.
No caso de transformador de extra alta tensão, a remoção de água com a utilização do filtro prensa, não é suficiente para alcançar a qualidade requerida para o óleo isolante. Além disso, filtros não removem ar ou gases dissolvidos e ao contrário, tendem a arejar o óleo isolante.
A interligação, entre o filtro prensa e o recipiente, mais indicado, é por meio de mangueiras, que devem ser de diâmetro compatível com a vazão do filtro. Normalmente, o comprimento é de 5m a 8m, e para temperatura do óleo até 50ºC e pressão até 200 KPA, o tipo spiraflex é adequado.
PURIFICAÇÃO TERMO-VÁCUO
As unidades de desidratação a vácuo, também chamadas de purificadoras são os mais eficientes meios de purificação de óleos isolante, isto porque removem a água, os sólidos e também os gases e os ácidos voláteis. Nesse caso, ao contrário dos filtros prensa, o óleo é purificado a quente. Figura 4
Distinguimos dois tipos de purificadores a vácuo, embora o princípio básico de ambos seja o mesmo, isto é, o óleo aquecido é exposto a alto vácuo durante um pequeno espaço de tempo. A diferença entre os dois tipos é que em um deles a câmara de vácuo é vazia, sendo o óleo aquecido nebulizador por meio de bicos de pulverização, enquanto no outro, a câmara de vácuo apresenta obstáculos à passagem do óleo (anéis de rasching), formando-se finas lâminas de líquido com grande superfície exposta ao vácuo.
Quanto mais fina a pulverização maior será a superfície o óleo e ao mesmo tempo, maior a tensão superficial na gotícula de óleo.
O óleo isolante é introduzido, por bomba de admissão ou pelo vácuo, após passar pelo pré-filtro e aquecedor. O vapor e o gás libertados são retirados através de um sistema de bombeamento de vácuo. O óleo mais limpo é então descarregado por bomba de descarga.
A retirada do vapor de água e do gás é limitada e para completar o tratamento, diversa passagens do óleo através da unidade de vácuo são necessárias. Passagens múltiplas ou recirculação são adequadas ao tratamento do óleo em tanque de tratamento ou no próprio equipamento.
A remoção de água pelo processo termo-vácuo, até o nível de 10ppmv em uma única passagem é relativamente fácil, porém, quando a qualidade exigida do óleo é de teor inferior a 5ppmv de água ou 0,1% de gás dissolvido, são necessárias várias passagens do óleo (mínimo 3 passagens) pela unidade de tratamento. Há unidades que reduzem o teor de água em uma única passagem de 50ppm para 10ppm.
Os seguintes fatores influenciam a remoção de água e de gases do óleo por termo-vácuo:
Temperatura, pressão absoluta na câmara de vácuo, teor de umidade, teor de gases dissolvidos, tempo de exposição ao vácuo e tensão superficial.
Para se evitar eventuais destilações das frações leves do óleo e/ou inibidores de oxidação, a temperatura do mesmo, dentro da câmara de vácuo, deve ser função do vácuo aplicado na mesma. A tabela abaixo se aplica como orientação para a escolha da relação vácuo/temperatura do óleo durante passagem do mesmo pela câmara de vácuo da unidade de purificação.

Pressão absoluta na câmara de
vácuo

Temperatura ºC do óleo
mm Hg
óleo s/ DBPC
óleo c/ DBPC
70

NOTA: DBPC é um aditivo inibidor de oxidação (Ditercio - Butil - P - Cresol).
Os sistemas termo vácuo removem eficientemente a água e os gases dissolvidos no óleo, bem como pequenas quantidades de água livre. Se o óleo apresenta material sólido e/ou lama, é aconselhável passá-lo previamente por um filtro tipo prensa antes de processá-lo a vácuo.
Por ser mais solúvel em óleo aquecido, para a remoção de lama é recomendado o tratamento a frio.
A fonte de alimentação para a unidade purificadora deve ser adequada para a carga total com todas as resistências de aquecimento ligadas.
O aquecedor do óleo constitui a parte crítica do processo termo-vácuo. Aquecedores de baixa potência superficial são necessários para eliminar os efeitos prejudiciais do sobre-aquecimentos, o aquecedor deverá ser projetado para que a transferência de calor seja uniforme sobre toda a área de aquecimento e não crie pontos quentes localizados. Recomendam-sedensidades de 1,5 a 2,5 W/cm2. Dependendo da velocidade do óleo sobre o elemento aquecedor, velocidades menores requerem também densidades menores.
As mangueiras devem ser adequadas para suportar temperatura do óleo de até 100ºC e pressão até 500Kpa sendo indicada a borracha de neoprone com reforço proteção externa.
PROCEDIMENTOS
A purificação do óleo isolante pode ser direta ou por circulação.
Na purificação direta o óleo é passado através da purificadora e, então, armazenado em recipientes apropriados para posterior utilização. Quando se trata de reenchimento de equipamento, a melhor forma é passar novamente o óleo através da purificadora e com o equipamento sob vácuo. Antes do reenchimento do equipamento elétrico, o óleo deve possuir as características recomendadas pelo fabricante e/ou laboratório.
Na purificação por circulação, Figura 5, o óleo é passado através da purificadora, sendo retirado pela válvula inferior do tanque do equipamento elétrico ou recipiente, e retorna ao mesmo pela válvula superior.
O retorno do óleo ao equipamento ou ao recipiente dever ser feito cuidadosamente, impedindo-se a aeração do mesmo. O método de circulação é particularmente utilizado para a remoção de contaminantes em suspensão, de óleo usado.
FIGURA 5
Purificação por circulação
Geralmente, é necessário passar o volume total de óleo pelo sistema de purificação, pelo menos três vezes. O número final de ciclos depende do grau de contaminação, sendo essencial que o processo continue, até que a amostra proveniente da válvula inferior do equipamento ou do recipiente atenda, nos ensaios físico-químicos e gás cromatografia, os valores de referência de controle do óleo.
Durante o tratamento, enquanto o volume de vapor de água e dos gases dissolvidos for maior que o deslocamento da bomba de vácuo, a pressão absoluta, na câmara de vácuo, será maior que a necessária para a evaporação da água à temperatura no ponto de saturação, para teor de água desejado, esse aumento da pressão absoluta pode ser compensado elevando-se, nos limites anteriormente citados, a temperatura do óleo. Dentro dos limites estabelecidos, quanto mais elevada a temperatura do óleo, mais eficiente será o tratamento de purificação termo-vácuo.
Após o início do processo, periodicamente, devem ser coletadas amostras do óleo, na saída da purificadora ou na válvula de coleta de amostra do equipamento, para análise físico-química e o tratamento deve ser mantido até serem obtidos resultados de ensaios com valores esperados.
Após a purificação do óleo por circulação no próprio equipamento elétrico, o mesmo deve ser deixado em repouso antes da energização, conforme tabela a seguir.
TENSÃO NOMINAL DO EQUIPAMENTO TEMPO EM HORAS

69 24
138 24
230 48
500 72
750 72
Após o período de repouso, retirar as amostras de óleo para ensaios físico-químicos e gás cromatografia e após análise dos resultados, liberar o equipamento para operação.
REGENERAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA
Atualmente a remoção de produtos da degradação do óleo é feita através de processos de regeneração envolvendo o uso de terra "Fuller" unicamente.
Outros processos possíveis são:
* Regeneração por fosfato trisódico
* Regeneração por carvão ativo silicato de sódio
* Regeneração por alumina ativada
A terra Fuller é um agente de adsorção, sendo um tipo de argila encontrada no estado natural, com uma superfície de ativação razoavelmente alta. Ela pode ser utilizada em seu estado natural.
A estrutura da terra Fuller ativada é altamente porosa e sua superfície ativa alcança valores acima de 100m2/grama. A reativação térmica da terra Fuller, até 20 ciclos, é possível à temperatura de 600ºC.
A granulação da terra Fuller no processo de regeneração de óleo isolante é 20/60 MESH, sendo a mesma fornecida em embalagem de 30 kg.

A terra Fuller antes da utilização deve ser previamente desidratada em estufa.
O método mais usual de regeneração do óleo é onde o mesmo flui através de uma camada de terra Fuller levemente compactada, pela força da gravidade ou pressão (bombeamento).
PERCOLAÇÃO POR GRAVIDADE
Um sistema fixo típico de percolação por gravidade é mostrado esquematicamente na figura 6.
O recipiente superior é o reservatório de óleo usado, o intermediário, menor e que pode ser um conjunto de recipientes em paralelo, é o que contém a terra Fuller e o inferior é o recipiente para o óleo tratado.
A entrada e saída do óleo no recipiente com terra Fuller podem ser invertidas, mas nesse caso, a retirada total do óleo, para substituição da terra, fica mais difícil. Com o auxilio de uma bomba de óleo ou preferivelmente com filtro prensa, o óleo do recipiente inferior pode ser bombeado para o recipiente superior, repetindo o ciclo de percolação quantas vezes for necessário.
Para facilitar da retirada da terra Fuller, o recipiente da mesma, pode ser montado sobre suportes que permite o seu giro no plano vertical (basculamento).
O processo uma vez iniciado exige muito pouca atenção a não ser amostragem periódicas de acompanhamentos. Ensaios de tensão interfacial e índice de acidez são usados como controle, sendo o primeiro, mais significativo.
A vazão, neste método depende do número de recipientes, com terra Fuller, em paralelo. Sendo a pressão baixa, resulta em um tempo de contato relativamente longo, o que torna eficiente o sistema.
Após o término da regeneração, o óleo do recipiente inferior de óleo tratado deve ser purificado, utilizando-se, dependendo da aplicação do mesmo filtro prensa ou purificadora termo vácuo.
PERCOLAÇÃO POR PRESSÃO
A percolação por pressão é similar à percolação por gravidade, diferindo apenas no fato de que nesta, o óleo é forçado através da terra Fuller por uma bomba. Ver Figura 7.
1 - Entrada do óleo 5 - Tanque de inibidor 9 - Invólucro
2 - Saída do óleo 6 - Ejetor 10 - Rodas
3 - 1º Tanque de terra 7 - Manômetro 11 - Suporte basculante
4 - 2º Tanque de terra 8 - Base
As regeneradoras de percolação por pressão utilizada comercialmente variam em detalhes construtivos, mas todas possuem câmaras, geralmente duas, para conter recipiente cheio de terra Fuller.
A câmara é construída de tal modo que o óleo é admitido em torno do recipiente, pelo lado externo do mesmo e deve passar através de uma certa quantidade de terra Fuller antes de deixar a mesma. Algumas regeneradoras são providas de aquecedores de óleo.
Essas unidades são capazes de processar grande volume de óleo em tempo relativamente pequeno; isto é conseguindo forçando-se o óleo através da camada de terra Fuller a uma pressão de aproximadamente 450Kpa, resultando daí, um pequeno tempo de contato do óleo com a terra Fuller. Pressões elevadas do óleo causam passagens através da terra Fuller, reduzindo com isto a área de contato com o óleo. Para contornar este problema é necessário acrescentar defletores adequadamente distribuídos ou reduzir a pressão do óleo.
Com o objetivo de associar as vantagens dos dois métodos de percolação, foi desenvolvida uma regeneradora por percolação forçada à baixa pressão, máxima 100Kpa, e maior númerode camadas de terra Fuller operando em paralelo, com possibilidade de isolamento individual ou em grupo, figura 8.
FIGURA 8
1 - Moto bomba, vazão 2.000 l/h, com válvula by-pass.(Vazões maiores são possíveis)
2 - Câmara para terra Fuller, capacidade 45Kgl/h à 50Kpa de pressão do óleo.
3 - Manômetro escala 0 a 250KPa.
4 - Filtro fino, retenção até 5m.
5 - Rotâmetro ou medidor de vazão com totalizador.
6 - Válvula direcional.
7 - Pré-filtro, retenção até 200m
8 - Válvula de desaeração.
O dimensionamento deve ser adequado para possibilitar a operação da regeneradora em série com unidade purificadora disponível.
Para a regeneração de um determinado volume de óleo, a quantidade necessária de terra Fuller depende dos valores da tensão interfacial atual e esperado. Tensão interfacial final de 40 M/m, geralmente será alcançada com um consumo de terra Fuller entre 7% e 10% em massa do óleo tratado.

Durante a regeneração amostras de óleo, na saída da regeneradora, devem ser retiradas e submetidas ao ensaio de tensão interfacial à 25ºC.
Quando esta característica apresentar tendência à estabilização, a adsorção é considerada terminada, caso o valor da tensão interfacial for menor que o esperado, por exemplo, 40 mN/m significa que a terra Fuller atingiu a saturação, devendo ser substituída. A terra Fuller usada, retém uma determinada quantidade óleo, sendo a perda de óleo estimada em 5% a 10% em volume do óleo tratado.
O processo de regeneração deve ser repetido em etapas que se fizerem necessárias para se atingir os valores estabelecidos. O teor de água no início do tratamento deve ser controlado e mantido inferior a 70ppm, por meio de filtro prensa ou termo-vácuo.
Normalmente a recuperação do óleo, mais acentuada, ocorre na primeira passagem do mesmo na unidade de regeneração. Passagens posteriores produzem recuperação mais lenta das características do óleo, quanto piores as condições iniciais do óleo, maior número de passagens e maior quantidade de terra Fuller são necessários, para se atingir o valor especificado.
As recomendações de temperatura ótima para regeneração do óleo variam, no entanto temos observado que a mesma não possuí efeito significativo no processo de regeneração, dentro da faixa de 30 a 50ºC.
A contaminação de sólidos também será retida na camada de terra Fuller, sendo portanto recomendada à instalação de um pré-filtro no circuito de entrada de óleo da regeneradora.
REGENERAÇÃO E PURIFICAÇÃO SIMULTÂNEA
A regeneração e a purificação do óleo simultaneamente é largamente aplicadas no tratamento do óleo em circuito fechado no próprio equipamento elétrico, ou em recipiente nas instalações de geração e transmissão.
O processo consiste em interligar em série: equipamento elétrico ou recipiente, regeneradora e purificadora.A disposição das unidades de tratamento depende das condições iniciais do óleo, por exemplo: óleo com teor de água acima de 70ppm deve passar primeiro pela unidade purificadora, óleo com baixo teor de água e baixa tensão interfacial, deve passar primeiro pela unidade regeneradora.

FIGURA 9
Considerando que os produtos de decomposição polimerizados se apresentam como lama às baixas temperaturas, a retenção da mesma será mais eficiente passando-se o óleo, mais frio no início do processo, pela regeneradora, com vantagens adicionais, de não contaminar severamente o circuito da purificadora.
Uma outra possibilidade de tratamento do óleo é a utilização das unidades de purificação e regeneração conectadas em paralelo ao equipamento elétrico ou recipiente.
Trata-se de processo pouco usual de aplicação e somente quando as vazões das duas unidades são incompatíveis.
A unidade purificadora deve ser operada, visando o melhor rendimento para purificação utilizando-se para isto, todos os recursos da mesma, vácuo, aquecimento e vazão máxima. Da mesma forma a regeneradora deve ser operada nas melhores condições de rendimento máximo, pressão do óleo e vazão.
Às vezes, a operação conjunta requer certos arranjos e intertravamentos.
Purificadora com eletro válvula na entrada do óleo na câmara de vácuo ou nivelstato que desliga motor da bomba de óleo de entrada, conectada depois da regeneradora, requerem intertravamentos elétrico com o comando da bomba de óleo da regeneradora, forma que, quando a eletro válvula fecha ou o motor da bomba de óleo é desligado na purificadora, o motor de entrada do óleo na regeneradora também deve desligar isto se aplica somente na operação em série das unidades de tratamento.
Quando durante a operação simultânea for alcançado resultado satisfatório das características do óleo para um dos processos, esse pode ser interrompido, continuando-se o outro processo até serem alcançados os valores esperados das características recuperadas pelo mesmo.
Na maioria dos casos, os aditivos inibidores contidos no óleo, são consumidos durante a operação do equipamento elétrico, e/ou retidos pela terra Fuller durante regeneração do óleo, resultando na necessidade de adição após a regeneração de óleo aditivado.
ADIÇÃO DE INIBIDOR
Óleos novos, normalmente refinados, contém pequenas quantidades de certos compostos que atuam como inibidores de oxidação. Eles retardam a oxidação a um certo limite. Quando se deseja elevar esse limite, adiciona-se ao óleo um inibidor de oxidação. O composto mais utilizado, quimicamente é conhecido como 2,6 DI-TÉRCIO BUTIL P- CRESOL, geralmente denominado DBPC.
Como regra geral, o inibidor é adicionado na concentração de até 0,3% em massa no óleo.
De modo geral o óleo utilizado em equipamento elétrico no qual uma superfície do mesmo está em contato direto o ar, exemplo: transformador com conservador desprovido de membrana ou bolsa isoladora, que devido à variação do nível, respira o ar ambiente mantendo uma superfície relativamente grande do óleo em contato com o mesmo, requer, após a regeneração adição de inibidor.
É prática dissolver o inibidor em tambor de 200l na concentração de 10% em massa, método que facilita posterior mistura em recipiente com o volume total de óleo regenerado.
Após a adição do inibidor, o volume total do óleo deve ser circulado, no equipamento ou em recipiente a uma temperatura de 50º-60ºC por tempo necessário para passar o volume total de óleo pela purificadora.
O DBPC é comercialmente obtido de mais de um fabricante em um estado de grande pureza e é solúvel no óleo, mas insolúvel na água.
ÍNDICE DE QUALIDADE DE ÓLEO ISOLANTE
Myers Index Number (M.I.N.) ou índice de qualidade de óleo.
O óleo novo, por exemplo, tem um M.I.N. de 1500
M.I.N= Tensão interfacial Ex: M.I.N. = 45,0(óleo novo) = 1500
_______________________ ___________________
Índice de Neutralização 0,03 (óleo novo)
CLASSIFICAÇÃO DE ÓLEO PARA TRAFO
1 - Óleos em boas condições

Índice de neutralização: 0,00 - 0,10
Tensão interfacial : 30,00 - 45,0
Cor : Amarelo pálido
M.I.N. = 300 - 1.500
2 - Óleos recomendados (Proposição A)
Índice de neutralização: 0,05 - 0,10
Tensão interfacial : 27,1 - 29,9
Cor : Amarelo M.I.N. = 271 - 600
3 - Óleos marginais
Índice de neutralização: 0,11 - 0,15
Tensão interfacial : 24,0 - 27,0
Cor : Amarelo claro
M.I.N. = 160 - 318
4 - Óleos ruins
Índice de neutralização: 0,16 - 0,40
Tensão interfacial : 18,0 - 23,90
Cor : Âmbar
M.I.N. = 45 - 159
5 - Óleos muito ruins
Índice de neutralização:0,41 - 0,65
Tensão interfacial : 14,0 - 17,9
Cor : Marrom
M.I.N. = 22 - 44
LIMITES SUGERIDOS PARA ÓLEOS ENVELHECIDOS EM SERVIÇO, SEGUNDO CLASSE DE TENSÃO.
PROPRIEDADE / ENSAIO
LIMITES
CLASSE
DE
TENSÃO
69KV E ABAIXO
ACIMA
DE 69KV
ATÉ 288KV
345KV
E
ACIMA
MÉTODO
DE ENS.
ASTM
Rigidez dielétrica 60 Hz kV mínimo
26
26
26
D-877
Rigidez dielétrica kV mínimo (0,04" GAP)
23
26
26
D-1816
Número de neutralização mg KOH/g óleo máximo
0,2
0,2
0,1
D-974
Tensão interfacial dinas/cm mínimo
24
26
30
D-971
Fator de potência 60 hz 25ºC máximo %
0,65
0,39
0,31
D-924
Conteúdo de umidade PPM - Máximo
35
25
20
D-1533
Conteúdo de gás quando especificado, máximo %.
X
X
X
D-831
D-1817
D-2945
D-3612
Alguns transformadores são equipados com diafragmas para impedir a entrada de ar. O conteúdo de gás dissolvido nesses transformadores deverá ser mantido de acordo com as recomendações do fabricante.
LIMITES ACEITÁVEIS PARA QUATRO CLASSFICAÇÕES IEEE
PARA ÓLEO DE TRANSFORMADOR
PROPRIEDADES/ENSAIOS
ÓLEO PARA SERVIÇO CONT.
ÓLEO QUE REQUEREM RECONDICIONAMENTO
ÓLEOS QUE REQUEREM REGENERAÇÃO.
ÓLEOS APÓS REGENERAÇÃO
ÓLEOS PARA ALIENAÇÃO
IEEE CLASSIFICAÇÃO
GRUPO I
GRUPO II
GRUPO III
----
GRUPO IV
Rigidez dielétrica D 877, KV Mínimo
27
24
23
30,4
19
Rigidez dielétrica D1816, 0,1 an(0,4"GAP), KV, mínimo
24
--
--
--
--
Número de neutralização mgKOH/g.
0,30
0,32
0,45
0,10
0,85
Tensão interfacial dinas/cm mínimo
24
23
20
33
14
Fator de potência 60HZ 25ºC máximo%
0,8
1,1
1,36
0,26
2,2
Conteúdo de unidade PPM - máximo
34
40
66
30
91
Indicação: óleo mineral isolante - tipo A-- SN54140.017
(Para tensão máxima do equipamento superior a 39,5KV)

Características

UNIDADES
ESPECIFICAÇÕES
MÍNIMO
MÁXIMO

MÉTODOS
Aparência
--
O óleo deve ser claro, límpido isento de matérias em suspensão ou sedimentos.
Visual
Densidade 20/4ºC
--
0,86
0,9
NBR-7148
ABNT-MB293

Ponto de fulgor
ºC
140
--
ABNT-MB-50
Ponto de fluidez
ºC
--
39(2)
ABNT-MB-820
Índice de neut.IAT
mg KOH/g
--
0,0
ABNT-MB-101
Tensão interf.a 25ºC
mN/m
40
NBR-6234
Cor
--
--
1,0
ABNT-MB-351
Teor de água (3)
ppm
--
35
NBR-5755
Cloretos
--
ausentes
NBR-5779
Sulfatos
--
ausentes
NBR-5779
Enxofre corrosivo
--
não corrosivo
ABNT-MB-899
Ponto de anilina
ºC
63
84
ABNT-MB-299
Índ.de refração a 20ºC
--
1,475
1,500
NBR-5778
Rigidez dielétrica (3)
Kv
30
--
NBR-6869
Fator de potência a 25ºC
Fator de pot. a 100ºC(4)
Fator de dissipação
(Tang. delta) (a 90ºC)

--
--
--
--
0,05%
0,50%
--
0,40%
ASTM-D-924
ASTM-D-924
TEC-248
Estabilidade a oxidação - - índice de neutral.(IAT)
Borra

mgKOH/mg
% massa
--
--
--
--
0,40
0,10

TEC-74
Teor de inibidor de oxidação DBP C/DBP

% massa

--
0,08
ASTM-D-2668

Obs: 1) O ensaio de viscosidade será realizado em duas temperaturas dentre as 3 citadas.
2) Este valor PE exigido por tratar-se de óleo isolante de origem naftênica.
3) Estes itens não se aplicam os produtos transportados em navios ou caminhões tanque, ou estocados em tanques, em que possa ocorrer absorção de unidade. Neste caso, deverá ser processado tratamento físico adequado para que estabeleça os valores especificados no presente regulamento técnico.
4) Esta especificação requer que o óleo isolante atenda ao limite de fator de potência a 100ºC pelo método ASTM-D-924 ou fator de dissipação à 90ºC pelo método IE-247. Esta especificação exige que o óleo isolante atenda aos limites medidos por ambos os métodos.
5) O ensaio do fator de dissipação à 90ºC do óleo óxido pelo método IEC 74, será realizado conforme método IEC-247 e após a preparação desse óleo feita de acordo com o item 10.4.1. do projeto de métodos de ensaio TEC-10 A (Central Office) 56.
CARACTERÍSTICAS DE ÓLEO MINERAL ISOLANTE - TABELA 1
BASE: Naftênica, INIBIÇÃO: Não
CONDIÇÕES: Novo, antes de contato com o equipamento, antes do tratamento.
Valores garantidos

MÁXIMO

Aparência
Visual
--
O óleo deve ser claro, límpido isento de matérias em suspensão
Fator de pot.a 100ºC
0,005(0,5%)

Estabilidade a oxidação
conforme IEC 74
Teor de Borra
Índice de neutralização
Fator de disposição
- (tang. Delta) (a 90ºC)
--
--
IEC-74
IEC-74
baseada na
ASTM-D-924
--
--
--
mg/KOH/g
--
--
--
--
--
--
--
--
--
--
0,15%
0,5
--
0,2(20%)
OBS: 1) Valores válidos para o óleo o ensaio de estabilidade à oxidação.
MÁXIMO

Densidade 20/4ºC
ABTN-NB-104
--
0,86
0,900
Visc.cinemat:20ºC

cst
---
25,0
37,8ºC

cst
---
11,0
Ponto de fulgor
ABNT-MB-293
ºC
140
---
Ponto de fuidez
ABNT-MB-50
mg/KOH/g
--
-15
Índice de neut.col.
ABNT-MB-102 ABNT-MB-101
--
--
0,04
Índice de neut.pot
ABNT-MB-494
mN/m
--
0,05
Tensão interf. a 25ºC
ABNT-MB-320
--
40
--
Cor
ABNT-MB-351
ppm
--
1
Teor de água
ASTM-D-1533
--
--
35
Cloretos
ASTM-D-878
--
ausente
--
Sulfatos
ASTM-D-878
--
ausente
--
Enxofre
ASTM-D-1275
ºC
não corrosivo
--
Ponto de anilina
ASTM-MB-299
--
--
78
Índ.de refração a 25ºC
ASTM-D-1218
KV/2,5mm
1,4830
1,4980
Rigidez dielétrica
ABNT-MB320

30
--
Fator de dissipação 90ºC
baseada na ASTM-D-924
--

(Tang. delta)
ASTM-D-924
--
--
0,005(0,5%)
Fator de pot.a 100ºC

--
0,005(0,5%)
Estabilidade a oxidação

conforme IEC 74
--
--

--
Teor de Borra
IEC-74
--

0,15%
Índice de neutralização
IEC-74
-mg/KOH/g

0,5
Fator de disposição
baseada na

--
- (Tang. Delta) (a 90ºC)
ASTM-D-924
--

0,2(20%)
Obs.: 1) Valores válidos para o óleo após o ensaio de estabilidade à oxidação.
MÁXIMO

Densidade 20/4ºC
ABTN-NB-104
--
0,86
0,900
Visc.cinemat:20ºC

cst
---
25,0
37,8ºC

30
--
Fator de dissipação 90ºC
baseada na ASTM-D-924
--

(Tang.delta)
ASTM-D-924
--
--
0,005(0,5%)
Fator de pot.a 100ºC(230KV) ou 230KV
ASTM-D-924

--
0,005(0,5%)
Obs.: 1) Para fins de verificação das características, considera-se óleo novo, após contato com o equipamento, aquele amostrado do equipamento, após um tempo mínimo de 24 horas de repouso quando estiver pronto para ser submetido aos ensaios de fábrica.
DESIDRATAÇÃO DA ISOLAÇÃO DE TRANSFORMADORPELO MÉTODO HOT OIL SPRAY
O efeito prejudicial da umidade, nos materiais de base celulósica de isolamento, é conhecido e amplamente comprovado. As propriedades de isolamento são seriamente afetadas pela umidade e é por esta razão que os transformadores de alta tensão são desidratados na fábrica até teores de umidade residual de menos que 0,5% e em alguns casos, 0,2% a 0,3% da massa dos materiais da isolação.
As principais fontes de umidade em transformadores são basicamente:
- Perda de estanqueidade durante transporte ou armazenamento
antes da montagem, em transformador transportado sem óleo e
pressurizado com gás inerte. Consideramos que a perda de
estanqueidade é caracterizada como sendo a pressão interna do
equipamento igual à pressão atmosférica.
- Tempo de exposição e as condições atmosféricas durante a operação de montagem, principalmente quando é executada inspeção interna
no equipamento.
- Transferência da umidade à isolação sólida através do óleo isolante, contaminando em virtude do mau estado da sílica gel do respiro do conservador ou de vedação defeituosa.
- A umidade como produto da oxidação do óleo isolante, durante o
funcionamento do equipamento.
MÉTODO HOT OIL SPRAY
O método Hot Oil spray de desidratação da isolação sólida, de equipamento elétrico imerso em óleo isolante, é o mais eficiente e atual, para aplicação na própria instalação do equipamento, sendo o próprio tanque do mesmo utilizado como câmara de vácuo. Figura 1.
1 - Purificadora ou sistema de circulação de óleo com aquecimento
2 - Bomba de vácuo (opcional)
3 - Bomba de óleo auxiliar imersa
4 - Regulador de pressão
5 - Luva soldada em tampa de inspeção e válvula
6 - Cilindro de nitrogênio super seco
7 - Válvula para vácuo
8 - Mono-vacuômetro -1+2Kg/cm2
9 - Instalação interna de bicos pulverizadores.
FIGURA 1
Disposição dos equipamentos e conexões
PRINCÍPIOS DA DESIDRATAÇÃO À TERMO VÁCUO

O excesso de água absorvida pela isolação é extraído por evaporação da mesma. O processo é essencialmente de difusão, podendo ser obtido por elevação da temperatura e/ou por redução da pressão absoluta sobre a superfície da isolação. Quando o material da isolação sólida é aquecido à umidade existente no mesmo, apresenta um aumento da sua pressão interna e portanto, maior tendência de escapar para o meio exterior, por outro lado, o meio exterior também é aquecido e por conseqüência, exerce uma maior pressão sobre a superfície da isolação. A um determinado limite, ocorre o equilíbrio dessas pressões e a difusão cessa.
Se a pressão do meio envolvente for reduzida, a umidade contida no material isolante sólido, tende a escapar em virtude da diferença de pressão entre o material e o meio. Por outro lado, à pressão inferior à atmosférica, o ponto e ebulição da água é menor.
É evidente que quando se rompe o equilíbrio das pressões, referido no processo de aquecimento, aliando ao mesmo o vácuo, a eficiência da difusão será grandemente aumentada.
No método hot oil spray, o aquecimento da isolação sólida é obtido pela circulação, através de aspersores, de óleo isolante aquecido a 100 ºC, sendo função dos aspersores criar um ambiente de névoa de óleo quente envolvendo toda a parte ativa do equipamento.
A redução da pressão no tanque do equipamento é obtida por bomba de vácuo da própria unidade de circulação de óleo quente, no caso purificadora, ou por bomba de vácuo instalada em separado. A pressão absoluta deve ser a mais baixa possível, dentro dos limites suportáveis do tanque do equipamento e capacidade da bomba de vácuo para se evitar, em isolação fortemente úmida, danos à mesma devido à formação rápida de vapor de água, que pode causar descolamento de camadas laminadas e mesmo rompimento ou bolhas na isolação a elevação da temperatura do óleo de circulação e a redução da pressão absoluta, no início do processo, devem ser escalonadas.
Uma vez estabelecido regime contínuo de temperatura e pressão absoluta, observa-se que gradualmente a pressão absolta se reduz constituindo indicação de que a quantidade dos gases no equipamentos está diminuindo, ou seja a pressão do vapor está diminuindo. Ocorrendo a estabilização da pressão absoluta, é indicação de que o processo alcançou o resultado esperado, ou então, que o equipamento utilizado está no limite.
O tempo necessário para desidratação pelo processo depende da condição inicial da umidade relativa sobre a superfície da isolação (URSI), da massa da mesma e dos recursos disponíveis tais como: - Vazão em litros/hora da unidade purificadora, deslocamento em m3 hora da bomba de vácuo.
No caso de equipamento provido de diafragma ou bolsa, no conservador de óleo, ou ainda, comutador automático sob carga, deve-se ter o cuidado de equalizar as pressões, por meio de interligações, geralmente de mangueira entre o tanque do equipamento e os referidos dispositivos.
PROCEDIMENTOS
No processo hot oil spray, o óleo isolante do equipamento é totalmente transferido para um recipiente adequado, no qual pode ser tratado simultaneamente. O volume de óleo contido no conservador e parte do óleo do tanque do equipamento, até o nível da válvula mais eleva do mesmo, é retirado sem injeção de nitrogênio. Na válvula acima citada, adaptam-se o Mono-vacuômetro e sistema de válvulas que atenda inclusive alguma interligação de equipamento, por exemplo, por exemplo,comutador automático com a(as) válvula(as) do relé de gás fechada(as), inicia-se a retirada do restante do óleo do equipamento injetando simultaneamente nitrogênio seco, tendo-se o cuidado de controlar a pressão através do Mono-vacuômetro, de forma a não ultrapassar a pressão interna de 20Kpa. No equipamento, para tanto, utilizar um sistema redutor de pressão, conforme figura 2 anexa.
Nota: As características do nitrogênio são: Nitrogênio super seco, teor de umidade menor ou igual a 5 ppm grau de pureza 99,7%.
A retirada do óleo pode ser através do sistema de purificação e/ou regeneração, que constituirá a primeira passagem de recondicionamento do mesmo.
Após a retirada do óleo e o equipamento com pressão interna de nitrogênio de 20Kpa, pode-se efetuar a medição da URSI.
MEDIÇÃO DA URSI
Deixar o nitrogênio no equipamento por um período de 24 horas, para permitir que haja equilíbrio da pressão de vapor entre o gás e a superfície do material isolante. Utilizar um higrômetro ou instrumento que mede ponto de orvalho de gás.
Antes de qualquer medição, o instrumento deve ser previamente seco, para tanto circular nitrogênio seco com vazão de 2,5 L/minuto no mesmo, até obter leitura de ponto de orvalho de 70ºC. Para ligar o instrumento ao equipamento, a tubulação (mangueira de nylon) para a condução do gás deve ser a mais curta possível e a tubulação, (mangueira cristal), de saída de gás deve ter no mínimo 3m,com o objetivo de evitar interferência devido à difusão de umidade no fluxo.
Conectar a mangueira de entrada do instrumento de medição a uma válvula superior do equipamento, ajustar a vazão de saída do gás até que a pressão no instrumento seja a pressão do gás no interior do equipamento. Aguardar alguns minutos até obter 3 leituras iguais e consecutivas. Anotar a temperatura e o ponto de orvalho do nitrogênio. Com os valores obtidos, de temperatura e ponto de orvalho de gás, utilizar o gráfico para a determinação da URSI. Os valores aceitáveis da URSI dependem da tensão nominal do equipamento, variam segundo critérios próprios de fabricante e usuário do equipamento. De modo geral, se situam entre 0,5 a 1,5%.
Após o ensaio da URSI, adaptar no equipamento conexão com válvula para mangueira de vácuo, (mangueira spiraflex vermelha) e definir uma tampa (geralmente de inspeção) para instalação interna dos bicosde pulverização. Soldar nessa tampa ou em outra provisória uma luva compatível com a conexão da mangueira de saída do sistema de circulação e aquecimento do óleo.

Nota: O nitrogênio é mantido no interior do equipamento, sem pressão, cuidado para não respirar no interior do equipamento, há risco de asfixia.
Instalar no interior do equipamento, para isso, se necessário, abrir outra tampa de inspeção, o sistema dos bicos pulverizadores, direcionando-os aproximadamente sobre as colunas das fases. Para definir o número e o tipo dos bicos pulverizadores ver tabela e gráfico a seguir.
As tubulações empregadas, devem ser de tubo e conexões galvanizadas e o arranjo depende da configuração da parte ativa do equipamento. Em todas as conexões deve-se utilizar fita de teflon evitando desprendimento de limalhas.
A quantidade de óleo, empregada no método, é reduzida sendo de 10% a 15% do volume total do tanque do equipamento, podendo ser menor ainda, desde que a bomba de óleo não opere sem óleo do lado da sucção.
Terminada a instalação, com todas as tampas recolocadas, válvula(s) do relé de gás fechada(s), o tanque do equipamento deve ser termicamente isolado, para essa finalidade, é comum a utilização de encerados.
Inicia-se o processo, circulando o óleo através do sistema de circulação, e a temperatura do óleo pode alcançar até 100º. Em alguns casos, devido à diferença de nível entre a saída do óleo do equipamento e a entrada do mesmo na bomba de entrada do mesmo na bomba de entrada ou câmara do equipamento de circulação do óleo e devido ao vácuo no tanque do equipamento, é necessário instalar bomba de óleo auxiliar entre o sistema de circulação. Essa bomba deve ser imersa ou provida de duplo selo mecânico de vedação.
O tanque do equipamento é mantido sob vácuo e a operação é contínua por tempo suficiente para alcançar o resultado esperado. Uma forma de controle do processo é o ensaio de teor de água em amostras do óleo, colhidas na saída e entrada do mesmo no tanque do equipamento, ou ainda pela modificação da pressão do vapor anteriormente citada.
A confirmação do término da desidratação é obtida pela determinação da umidade relativa da superfície da isolação, que requer quebra do vácuo e pressurização do equipamento, com nitrogênio.
O óleo isolante utilizado no processo, não deve ser aproveitado no reenchimento do equipamento, devido ao fracionamento a que está sujeito, decorrente da alta temperatura e vácuo a que esteve submetido durante todo o processo.
Em virtude da presença de vapor de água durante o processo, a operação da bomba de vácuo requer adequada utilização da válvula de "Gás Ballast". A referida válvula, permite o controle de ar na região de compreensão da bomba e serve para limitar a compressão do vapor de água e evitar a condensação do mesmo na bomba.
Quando se trata de desidratação de óleo isolante ou isolação sólida de equipamento elétrico, a operação da bomba de vácuo deve ser com a válvula Gás Ballast totalmente aberta.
Uma vez alcançados os resultados esperados, o óleo previamente recuperado (purificado, regenerado) é recolocado no equipamento, sob vácuo, sendo que este deve ser mantido o mais alto e estabilizado. Geralmente o óleo é introduzido pela válvula inferior do equipamento até um nível de 200mm abaixo da tampa do mesmo.
Em seguida o vácuo é quebrado com injeção de nitrogênio super seco, a(s) tampa(s) de inspeção é / são abertas e o sistema dos bicos pulverizadores desmontado, com o máximo de cuidado para evitar queda de peça no interior do equipamento. A(s) tampa(s) é/são recolocadas, garantindo-se a vedação e o nível de óleo é completado através do conservador. As perdas de óleo devem ser repostas por óleo novo ou recondicionado, previamente ensaiado.

Antes do enchimento do equipamento com o óleo, o mesmo deve ser mantido sob vácuo máximo compatível, por durante um tempo conforme abaixo:
TENSÃO KV EQUIPAMENTO NOVO EQUIPAMENTO USADO NOMINAL TEMPO HORAS TEMPO HORAS
69 24 24
138 24 36
230 36 48
500 48 72
750 48 72
Após o enchimento com óleo, o mesmo deve ser mantido em repouso por durante um tempo conforme a seguir:
TENSÃO KV TEMPO HORAS
69 24
138 24
230 48
500 72
750 72
Durante o referido período de repouso, podem ser refeitas as conexões elétricas e realizados as inspeções e os ensaios finais.
No final do período, devem ser colhidas as amostras de óleo para os ensaios físico-químicos e gas cromatográficos.
ÍTENS DE CONTROLE
Esta instrução se aplica a óleo mineral isolante em serviço ou durante recondicionamento, que atende quando novo as resoluções CNP-16/72(óleo tipo A) ou CNP 15/81 (óleo tipo B) em transformador, equipamento elétrico similar ou em sistema de recondicionamento, onde amostragem é praticável.
PURIFICAÇÃO DO ÓLEO MINERAL ISOLANTE
Para o processo de purificação, os itens de controle do óleo isolante são:
CARACTERÍSTICAS
MÉT. DE ENSAIO
OBSERVAÇÕES
Rigidez dielétrica
NBR 6869
IEC 156
ASTM D-1816
Indicado para controle de acompanhamento, o método IEC 156.
Teor de água
Laboratório.

IEC 247

Laboratório.

NOTA:
1- No controle da purificação no campo, é realizado o ensaio 1. Os demais ensaios são de aceitação, realizados em laboratório.
2 - Os ensaios 3 e 4 são similares, aplicando-se apenas um deles.
3 - Para valores de controle, ver tabela I anexa, devem ser considerados prioritariamente, os valores finais contratuais.
Amostragem o óleo durante processo de purificação.
A primeira amostragem deve ser efetuada antes do início do tratamento do óleo devendo ser representativa do óleo isolante contido no equipamento.

Durante o tratamento, o intervalo de tempo entre as amostragens deve ser o necessário para passar todo o volume do óleo em tratamento.
As amostras devem ser representativas do óleo, retiradas na saída da unidade de tratamento.
A amostra final deverá ser representativa do óleo isolante contido no equipamento, (salvo entendimento diferente, por exemplo: Amostra final representativa do óleo na saída da unidade de purificação).
REGENERAÇÃO DO ÓLEO MINERAL ISOLANTE
Para o processo de regeneração, os itens de controle do óleo isolante são:
CARACTERÍSTICAS
MÉT. DE ENSAIO
OBSERVAÇÕES
Índice de neutralização
MB-101
LABORATÓRIO
Tens. interfacial a 25ºC
NBR 6234
Indicado para controle de acompanhamento
Fator de dissipação
à 25ºC
à 90ºC
IEC 247
Laboratório
Fator de potência
à 25ºC
ASTM D - 924
Laboratório
NOTA: 1) No controle da purificação no campo, é realização o ensaio 2. Os demais ensaios são de aceitação, realizados em laboratórios.
2) Os ensaios 3 e 4 são similares, aplicando-se apenas um deles.
3) Para valores de controle, ver tabela I anexa. Devem ser considerados prioritariamente, os valores finais contratuais.
Amostragem do óleo durante o processo de regeneração. A primeira amostragem deve ser efetuada antes do início do tratamento do óleo, devendo ser representativa do óleo isolante contido no equipamento.
Durante o tratamento, o intervalo de tempo entre as amostragens deve ser o necessário para passar o volume do óleo em tratamento que corresponda ao volume calculado para a quantidade de terra Fuller utilizada. Por exemplo:
Para consumo de terra Fuller de 1Kg/15l de óleo, por tanto, após passar um volume de 1.500l de óleo, efetuar amostragem de controle.
Anexo tabela de dados para ensaios físico-químicos para óleo isolante mineral.
Para fins da tabela I anexa, os equipamentosforam classificados em várias categorias conforme abaixo:
CATEGORIA
EQUIPAMENTO
A
TRANSFORMADORES E REATORES, TENSÃO ≥ 230 KV < 440KV
B
TRANSFORMADORES E REATORES, TENSÃO ≥ 60 KV < 230 KV
C
TRANSFORMADORES E REATORES, TENSÃO < 69 KV
D
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTO TENSÃO ≥ 440KV
E
TRANSFORMADOR P/INSTRUMENTO TENSÃO ≥ 230KV < 440 KV
F
TRANSFORMADORES P/INSTRUMENTO TENSÃO ≥ 69KV < 230 KV
G
TRANSFORMADORES P/INSTRUMENTO TENSÃO < 69KV
H
DISJUNTOR, SECCIONADOR À OLEO
NOTA: Buchas impregnadas com óleo e outros equipamentos hermeticamente fechados, classificam-se na categoria D.
FLUXOGRAMA
PURIFICAÇÃO DE ÓLEO ISOLANTE
A unidade de purificação é conectada ao equipamento ou ao tanque de tratamento, conforme croquis abaixo:

Observado do equipamento ou tanque de tratamento o óleo sai pela válvula inferior entrando na unidade de purificação e retorna pela válvula superior.
Recomendações:
1 - O tratamento termo vácuo, utilizando-se a unidade de purificação com filtro de papel Kraft (ex Mototrol), de óleo com rigidez dielétrica acima de 20KV (NBR 6869) requer acompanhamento do ganho da rigidez dielétrica. Se o ganho estabilizar, em três ensaios sucessivos, com valor menor ou igual a 50 KV (IEC 156), deve-se desidratar o filtro.
2 - Óleo isolante que apresenta rigidez dielétrica menor ou igual a 30 KV (IEC 156), tratar primeiro com filtro prensa, com o objetivo de reter a maior quantidade possível de água dissolvida.
3 - No caso de ocorrer presença de água livre no equipamento ou tanque, evitar a utilização da unidade de purificação nessas condições.
O procedimento recomenda é deixar o óleo em repouso por 24 horas, visando decantar a maior parte da água livre. Em seguida, drenar essa água até a saída apenas de óleo.
Efetuar em seguida, ensaio de rigidez dielétrica do óleo, para determinar o procedimento a ser adotado conforme recomendação A ou Z.
4 - Mesmo que existam registros de resultados de ensaios do óleo isolante, deve-se efetuar, antes do tratamento, pelo menos o ensaio de rigidez dielétrica (IEC 156) .
5 - Ensaios de acompanhamento devem ser efetuados, visando à determinação do im do processo. A amostragem pode ser do óleo que sai do equipamento ou tanque regenerado do óleo isolante.
Geralmente, a unidade de regeneração é conectada ao equipamento ao tanque de tratamento de dois modos distintos, conforme abaixo:
1 - Diretamente ao equipamento ou tanque de tratamento:
Este modo só deve ser utilizado quando é prevista à purificação do óleo em separado e quando o óleo apresenta rigidez dielétrica maior ou igual a 50 KV (IEC 156), ou teor de água menor ou igual a 35 ppm (ASTM D 1533).
2 - Em série com unidade de purificação.
Observado do equipamento ou tanque de tratamento, o óleo pode ter os seguintes sentidos de fluxo:
a) Sai pela válvula inferior entrando na unidade de regeneração, sai da unidade de regeneração entrando na unidade de purificação, sai da unidade de purificação e retorna pela válvula superior.
Este fluxo é recomendado quando a rigidez dielétrica do óleo é maior ou igual a 50KV (IEC 156), ou teor de água menor ou igual a 35 ppm (ASTM D 1533).
b) Sai pela válvula inferior entrando na unidade de purificação, sai da unidade de purificação entrando na unidade de regeneração, sai da unidade de regeneração e retorna pela válvula superior.
Este fluxo é recomendado quando não é atendida a recomendação para o sentido de fluxo descrito em a).
Recomendações:
1 - A regeneração de óleo isolante que apresenta tensão interfacial igual ou menor que 16 mH/m à 25ºC (NBR 6234), deve ser precedida, se possível, por filtragem utilizando-se filtro tipo prensa ou se mais econômico e ensaios complementares indicarem conveniência, deve ser alienado.
2 - Óleo isolante que apresenta tensão interfacial menor ou igual a 20mN/m a 25ºC (NBR 6234), deve ser submetido à regeneração quando ensaios físico-químicos complementares indicarem a conveniência.
3 - Mesmo que existem registros de resultados de ensaios do óleo isolante, deve -se efetuar, antes do tratamento, pelo menos os ensaios de tensão interfacial (NBR 6234) e rigidez dielétrica (IEC 156).
4 - Ensaios de acompanhamento devem ser efetuados, visando à determinação do fim do processo. A amostragem pode ser do óleo que sai do equipamento ou tanque.
Nota: A presença de Co2 dissolvido no óleo pode interferir nos resultados do ensaio de tensão interfacial. O teor de Co2 pode ser reduzido antes do ensaio por tratamento a vácuo.
RESUMO DOS FLUXOGRAMAS
Purificação e/ou regeneração de óleo isolante
Para a atividade de campo, a equipe básica para o início e o final do tratamento, deve ser constituída de três (3) pessoas, uma vez iniciado o processo o acompanhamento, na maioria das vezes em turnos, deve ser efetuado por duas (2) pessoas em cada turno. Cada turno deve ser programado de acordo com critério da empresa.
As seguintes qualificações técnicas básicas são requeridas para os componentes de equipe:
FUNÇÃO
TAREFAS

A
Técnico 2º grau, com dois anos de experiência ou eletricista de equipamentos, 1º grau ou SENAI completo, com cinco anos de experiência.
B
Eletricista de equipamentos, 1º grau ou SENAI completo, com dois anos de experiência.
C
Estagiário com curso SENAI completo ou artífice de equipamentos com um ano de experiência.

As tarefas, principais de cada função são conforme abaixo:
FUNÇÃO
TAREFAS
A

- Planejar a disposição do equipamento e instrumentos de controle, observando as condições de isolamento e segurança, supervisionar a instalação dos mesmos.
- Efetuar amostragem, ensaios iniciais e finais do óleo isolante e do gás (nitrogênio)
- Determinar os pontos das conexões dos circuitos hidráulico e pneumático, no equipamento.
- Conduzir a operação inicial de drenagem, circulação do óleo isolante, vácuo e reenchimento do equipamento.
- Coordenar as atividades durante o processo e elaborar relatórios.

- Conduzir a operação rotineira de tratamento do óleo e controlar a pressão do gás (nitrogênio).
- Efetuar amostragem e ensaios de acompanhamento do óleo isolante durante o processo.
- Partic. e coordenar atividade durante turno de acompanhamento.
C
- Auxiliar nas atividades de instalação dos equipamentos e instrumentos.
- Participar de turno de acompanhamento.