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FLUIDO DIELTRICO BASE DESTER NATURAL
DESENVOLVIMENTO EAPLICAO DE FLUIDO
DIELTRICO DE BASEVEGETAL EMTRANFORMADORES DEDISTRIBUIO E
POTNCIA
Marcelo Neves MartinsFone: (11) 5641-3451Fax: (11) 5641-2127
[email protected]
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TENDNCIAS DE MERCADO
Diminuio dos riscos no uso de transformadores
Riscos Eltrico, de Incndio e Ambiental.
Demanda por transformadores de Uso AmigvelAnlises de Eficincia
Energtica, Custo de Vida
Total, Menor Nvel de Rudo, Vida mais Longa,
Facilidade de Reparo ou Reciclagem.Maior Valor, Menos Manuteno,
Aumento de
Confiabilidade e Longevidade
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BREVE HISTRICO DOSTRANSFORMADORES A LEO
1880s - Patente Conceito Preenchimento a leo
1892 - Primeiro Prottipo Construdo pela G.E.
1899 - Refinaria Fabrica Primeiro leoExclusivo para
Transformadores
1930s - Introduo do Ascarel, No-InflamvelPonto de Combusto No
Mensurvel
1970s - Promulgada Restries ao PCBRestries Ambientais e de
SadeIntroduo dos Fluidos Alternativos
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FLUIDOS ALTERNATIVOS ao PCBFluidos Resistentes ao Fogo
Reconhecimento NEC em 1978
Ponto de Combusto mnimo de 300C
Mais de 1/4 Milho de Unidades em Servio.Excelente Histrico de
Segurana ao Fogo
Nenhum Relato de Incndios.
Nenhuma Restrio Ambiental EspecialMesmo Regulamento do leo
Mineral
Convencional.
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FLUIDOS ALTERNATIVOS ao PCBFluidos Resistentes ao Fogo
Fluido R-Temp (Hidrocarconetos)
Alto Ponto de Fulgor e Combusto
Mais de 120000 Instalaes semNenhuma Ocorrncia de Incndio
Silicones (Sinttico)
ster Sinttico - 1984 (Envirotemp 200)
Excelente PerformanceAlto Custo - Aplicaes Especiais
ster Natural - 1996 (ster Natural)
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150
200
250
300
350
400
GrausCentgrado
s(C)
leoMineral
R-Temp leoSilicone
ster Natural
Ponto de FulgorPonto de Combusto
312
343360
165147
276
300
330
* Fluidos Classificados como Resistentes ao Fogo devem possuir
Ponto de Combusto mnimo de 300C
FLUIDOS DIELTRICOSPontos de Fulgor e Combusto
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Acidentes e Falhas de Transformadores
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TESTE FM RESISTNCIA AO FOGOleo Mineral
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TESTE FM RESISTNCIA AO FOGOFluido R-Temp
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TESTE FM RESISTNCIA AO FOGOFluido ster Natural
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TESTE FM RESISTNCIA AO FOGOster Nat. (95.5%) leo Mineral
(4.5%)
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FLUIDOS RESISTENTES AO FOGOBenefcios Normas Preveno e Proteo
IEC 61936, NBR 13231, FM 5-4 Loss Prevention Data
Reduo das Distncias de Transformadores para
Equipamentos e/ou Edificaes.Pode-se Eliminar a Construo de
Paredes Tipo
Corta-fogo.
Instalaes com Fluidos Resistentes ao Fogo NoNecessitam de
Sistemas de Extino de Incndio.
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STER NATURALVantagens Ambientais e de Sade
Derivado de RecursosRenovveis e Naturais.
100% Ingredientes de ClasseComestvel - No Txico
Biodegradao Rpida/Completa
Reciclvel, Recondicionvel eFacilmente Descartvel.
No Listado como Perigoso pelasAgncias Ambientais e de Sade(EPA /
OSHA).
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STER NATURALTestes de Toxidez
Teste de Toxidez
Oral LD 50 em Ratos
Aqutica Aguda em Alevinos de TrutasMortalidade Zero
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Elapsed Time (days)
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
CO2
Evolution(%
oftheoreticalmax)
0
20
40
60
80
100
Biodegradat
ion(%)
0
25
50
75
100"100% biodegradable" above 60% of theoretical maximum CO
2evolution
test performed per EPA OPPTS 835.3100 byThomas A. Edison
Technical Center
Franksville, WI 53126 USAWisconsin DNR Laboratory
#252021770report issued April 23, 1999
sodium citrate reference material(EPA "ultimate
biodegradability")
Envirotemp FR3 fluid
conventional transformer oil
STER NATURALBiodegradao Aqutica Aerbia
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STER NATURALNormas Ambientais
Certificado de Verificao de Impacto Ambiental.(EPP) pela EPA dos
EUA
Vazamento ao Solo (New Scotia):No necessrio informe s
autoridades.
Nenhuma exigncia para remediao do solo.
Atende os Critrios da Lei de leos Comestveis.Possibilidade de
Eliminao das Bacias de
Conteno de leo.
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Envelhecimento Trmico conformeANSI C57.100 Mtodo Lockie
Sistema em ster Natural excedeuos requisitos e solicitaes do
teste
Tempo Final de Vida (183C-HS)
Guia de Cargas: 400h
ANSI C57-100: 2000hTempo para Falha: 7800h
Indicativo do Aumento de Vida do Papel Isolante
TESTES DE VIDAACELERADA DO ISOLAMENTO
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Testes indicaram que papelimpregnado c/ ster Natural
tem envelhecimento muito
mais lento versus leo mineral Iniciado teste conforme
mtodo que conduz o atualGuia de Cargas IEEE C57.
7 a 8 Vezes Mais Tempo para Papel Termo-estabilizadoAlcanar
Final de Vida. (2001 IEEE/PES)
Mais de 10 vezes para Papel Kraft Normal. (2002 ICDL)
ENVELHECIMENTO DO PAPELTeste Comparativo
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Sealed Bomb Accelerated AgingThermally Upgraded Paper at
170C
Aging Time (hours)0 1000 2000 3000 4000
TensileStrength(lb/in2)
0
5000
10000
15000
20000
RetainedTensileStrength
(%o
funaged)
100
75
50
25
0
leo mineralster Natural
(error bars = 1s)Sealed Bomb Accelerated Aging
Thermally Upgraded Paper at 170C
Aging Time (hours)0 1000 2000 3000 4000
Degree
ofPolymerization
0
200
400
600
800
1000
1200
Retained
DoP(%o
funaged)
100
75
50
25
0
mineral oilnatural ester
ENVELHECIMENTO DO PAPELAumento de Vida do Papel - RT/GP
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MELHORIA DE VIDA DO PAPELVantagens Aplicao ster Natural
Excelente para Reenchimentode Transformadores Usados:
Extrai umidade do papel,melhora vida remanescente
do isolamento trmico
Extenso de vida detransformadores usados.
Desempenho Comprovado - Transformador 50MVAinstalado em 1957,
reenchido Out/2001. (2003 IEEE-IAS/PCA)
44 anos; estendido para 46 - previso de mais 8 anos
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MELHORIA DE VIDA DO PAPELVantagens Aplicao ster Natural
Maior Carregamento/Sobrecarga.Transformador pode operar, sem
perda de vida
til, com elevao de:85C (papel termo-estabilizado, classe
65C)
80C (papel kraft normal, classe 55C)
Transformadores novos mais compactos
Aumento da Vida til do Transformador
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PROPRIEDADES FLUIDOS BASEDE STER NATURAL
leos Vegetais so da famlia qumica de sters.
Preocupao quanto Estabilidade Oxidao de
leos Vegetais Naturais Impediram seu Uso.Solues:
Seleo tima dos leos Base.
Aditivos de Classe Comestvel. Projeto de Transformador
Selado.
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PROPRIEDADES STER NATURALPrincipais Testes
Compatibilidade Acelerada de Material
Todos materiais tpicos de transformadores so
compatveis com ster natural.Estabilidade do Fluido em Copo
Aberto
Tendncia de Formao de Borra
Chaveamento Sob CargaTendncia de Formao de Gs
Teste de Escoamento em Alta Tenso
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Estabilidade do Fluidoem Copo Aberto
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Formao de Borra em Cobre Quente(leo mineral produziu at 40x mais
por Wt.)
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Number of Load Break Operations
0 200 400 600 800 1000
D
ielectricStrengthD-87
7
(kV)
0
10
20
30
40
50
60
lower detection limit
conventional transformer oil
R-Temp Fluid
Envirotemp FR3 Fluid
silicone oil
Chaveamento Sob Carga
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Ponto de Saturao de 1057 ppm
Water Content (ppm)0 100 200 300 400 500 600
D
181
6DielectricBreakdown(kV)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
ster Naturalleo Mineral
Rigidez Dieltrica versusContedo de Umidade
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ASTM D6871-03 STER NATURALValores de Aceitao para Fluido
Novo
PROPRIEDADE FSICA MTODO ASTM VALOR Ponto de Combusto (C) D 92
>300 Ponto de Fulgor (C) D 92 >275 Densidade Relativa 15C/15C
D 1298 0,96 Aparncia D 1524 Clara, Limpa
QUMICA Teor de gua (mg/kg) D 1533
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IEC 1203 steres Orgnicos SintticosGuia de Manuteno para Fluido
Usado
PROPRIEDADE FSICA Mtodo EQUIP. 35KV Ponto de Combusto (C) ISO
2592 >300
Aparncia IEC 1099 9.2 Limpa
QUMICA Teor de gua (mg/kg) IEC 814 1 400 ndice Neutralizao (mg
KOH/g) IEC 1099 9.1 2.0
ELTRICA Rigidez Dieltrica (kV) IEC 156 30 Fator Dissipao (Temp.
Amb) IEC 247 0.01
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0
1
10
100
1,000
10,000
hydrog
enH
2
carbon
mon
oxideC
O
metha
neCH
4
etha
neC2H
6
ethy
lene
C2H
4
acetyle
neC2H
2
TotalC
ombu
stible
Gase
s
carbon
dioxid
eCO
2
DissolvedGas(ppm)
Jun 96
Sep 96
Dec 96
Jan 97
May 97
Mar 98
Feb 99
Jul 99
Jul 00
Jul 01
Jul 02
ANLISE CROMATOGRFICATransformador (#1429)
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USURIOS STER NATURALIndstrias e Concessionrias desde 1997
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USURIOS STER NATURALReenchimento - 161kV 200MVA
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Mineral Oil Content in Primary Fluid (wt %)
0 2 4 6 8 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
ASTM
D92FirePoin
t(C)
100
150
200
250
300
350
400
CPS Fluid QA labThomas A. Edison Technical Center
Thomas A. Edison Technical Center
Ester Natural
R-Temp
Variao do Ponto Combusto versusContedo de leo Mineral
-
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-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
15 225 300 1000 4000 10000
Transformer Size (kVA)
R
iseOverMineralOil(
C)
top oil
average winding
ster Natural em TransformadoresProjetados para leo Mineral
Comparao Ensaio deElevao de Temperatura
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LEO VEGETAL ISOLANTE
Fluido Dieltrico Resistente ao Fogo Base de ster Natural
Formulado Base leo de Sementes eAditivos de Classe
Comestvel.
Facilmente Biodegradvel, No Txicoe No Bio-acumulativo.
Alto Ponto de Fulgor (330C) eCombusto (360C).
Classificado pela FM, UL e NEC. Aumento da Vida do
Transformador
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LEO VEGETAL ISOLANTEPrincipais Propriedades
Propriedades Refrigerantes
Muito Mais Prxima ao leo Mineral do que as
Principais Alternativas Resistentes ao Fogo.Chaveamento Sob
Carga
Melhor Suportabilidade Dieltrica vs leo Mineral
Resistncia ao FogoA Maior dentre as Alternativas Resistentes
ao
Fogo
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LEO VEGETAL ISOLANTEPrincipais Propriedades
Biodegradao
Atende aos critrios da EPA de Mximo
Biodegradvel (100% biodegradao em 43 dias)Obedece a Lei de leos
Comestveis.
Aumento de Vida do Papel Isolante
7~8 vezes maior p/ papel Termoestabilizado.Mais de 10 vezes para
papel Kraft normal.
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40/40
OBRIGADO
