Post on 22-Apr-2015
Estudo dos efeitos da degradação Estudo dos efeitos da degradação sobre as propriedades mecânicas sobre as propriedades mecânicas
e elétricas em materiais e elétricas em materiais poliméricos de ferramentas usadas poliméricos de ferramentas usadas
na manutenção com redes na manutenção com redes energizadasenergizadas
Core Business
Geração Transmissão Distribuição Comercia-lização
Non Core
Telecomuni-cações
Distribuiçãode GásNatural
Saneamento Engenharia
LocalizaçãoLocalização
Copel DistribuiçãoCopel Distribuição
4
5 Regionais subdivididas em 20 DSMs
Copel DistribuiçãoCopel Distribuição
5
182.999 Km de linhas de distribuição.
351 subestações.
9.567 MVA de potência instalada.
1.112 localidades atendidas
393 municípios atendidos
3.823.185 consumidores
292 agências e postos de atendimento
117 postos de atendimento a abrir em 15/9
Associados
EstruturaEstrutura
CEHPAR
SEDE
LAME LEME
LAC
Introdução Introdução
• A Copel realiza ensaios elétricos periódicos em ferramentas de A Copel realiza ensaios elétricos periódicos em ferramentas de linha viva em seus laboratórios.linha viva em seus laboratórios.
• Parte dos materiais são aprovados nos ensaios, porém Parte dos materiais são aprovados nos ensaios, porém apresentam propriedades mecânicas comprometidas.apresentam propriedades mecânicas comprometidas.
• Essas observações motivaram verificar como os processos de Essas observações motivaram verificar como os processos de envelhecimento afetam as propriedades mecânicas e elétrica envelhecimento afetam as propriedades mecânicas e elétrica desses materiais, e estabelecer técnicas de ensaios mecânicos desses materiais, e estabelecer técnicas de ensaios mecânicos não destrutivos para ferramentas de linha viva.não destrutivos para ferramentas de linha viva.
Materiais Materiais
Materiais avaliados Materiais avaliados
Manta e lençol Cobertura circular
Cobertura de condutor
Materiais Materiais
Composição das amostras de borracha naturalComposição das amostras de borracha natural
Composição das amostras de polietilenoComposição das amostras de polietileno
Métodos Métodos
As amostras foram envelhecidas:As amostras foram envelhecidas:
• TermicamenteTermicamente
• Em câmara de intemperismo artificial – WOMEm câmara de intemperismo artificial – WOM
As amostras foram avaliadas pelas técnicas de:As amostras foram avaliadas pelas técnicas de:
• Tração à rupturaTração à ruptura
• Medida de corrente elétrica de fuga alternada e contínuaMedida de corrente elétrica de fuga alternada e contínua
Resultados Resultados
Variação do alongamento à ruptura em função do tempo de envelhecimento para
amostra de Lençol (BL) e Manta (BM)
Alongamento à ruptura em função do tempo de envelhecimento das
amostras Cobertura Circular (CI) e Cobertura de Condutor (CA).
Ensaios mecânicosEnsaios mecânicos
Amostras envelhecidas em Câmara de intemperismo artificial
Alongamento à ruptura em função do tempo de envelhecimento em estufa
da amostra Lençol
Tensão de ruptura em função do tempo de envelhecimento em estufa
da amostra Lençol
Amostras envelhecidas termicamente
Ensaios mecânicosEnsaios mecânicos
Resultados Resultados
Alongamento à ruptura em função do tempo de envelhecimento em estufa
da amostra de Manta
Tensão de ruptura em função do tempo de envelhecimento em estufa da amostra de Manta
Amostras envelhecidas termicamente
Ensaios mecânicosEnsaios mecânicos
Resultados Resultados
Alongamento à ruptura em função do tempo de envelhecimento em estufa da
amostra de Cobertura de Condutor
Tensão de ruptura em função do tempo de envelhecimento em
estufa para a amostra de Cobertura de Condutor
Amostras envelhecidas termicamente
Ensaios mecânicosEnsaios mecânicos
Resultados Resultados
Alongamento em função do tempo de envelhecimento em estufa da amostra
cobertura circular
Tensão de ruptura em função do tempo de envelhecimento da a
amostra cobertura circular
Amostras envelhecidas termicamente
Ensaios mecânicosEnsaios mecânicos
Resultados Resultados
Ensaios elétricos em corrente alternada e contínuaEnsaios elétricos em corrente alternada e contínua
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
0
1
2
3
4
5
6
Sem envelhecimento) Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Tensão Elétrica (V)
Cor
rent
e E
létr
ica(
mA
)
0 2000 4000 6000 8000 1000010
-12
10-11
10-10
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
Sem envelhecimento Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Cor
rent
e E
létr
ica
(A)
Tensão Elétrica (V)
Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para
amostra de Lençol
Variação da corrente elétrica em função da tensão CC para
amostra de Lençol
Amostras envelhecidas em câmara de intemperismo artificial
Resultados Resultados
0 2000 4000 6000 8000 10000
10-10
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
Sem envelhecimento Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Co
rre
nte
Elé
tric
a (
A)
Tensão Elétrica (V)
Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para
amostra de Manta
Variação da corrente elétrica em função da tensão CC para
amostra de Manta
Ensaios elétricos em corrente alternada e contínuaEnsaios elétricos em corrente alternada e contínua
Amostras envelhecidas em câmara de intemperismo artificial
0 1000 2000 3000 4000 5000
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
Sem envelhecimento Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Tensão Elétrica (V)
Cor
ren
te E
létr
ica(
mA
)
Resultados Resultados
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
0
1
2
3
4
5
6
Sem envelhecimento Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Tensão Elétrica (V)
Co
rre
nte
Elé
tric
a(m
A)
0 2000 4000 6000 8000 1000010-12
10-11
10-10
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
Sem envelhecimento Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Cor
rent
e E
létr
ica
(A)
Tensão Elétrica (V)
Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para amostra
de Cobertura de Condutor
Variação da corrente elétrica em função da tensão CC para amostra
de Cobertura de Condutor
Ensaios elétricos em corrente alternada e contínuaEnsaios elétricos em corrente alternada e contínua
Amostras envelhecidas em câmara de intemperismo artificial
Resultados Resultados
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
0
1
2
3
4
5
6
Sem envelhecimento Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Tensão Elétrica (V)
Cor
rent
e E
létr
ica(
A)
0 2000 4000 6000 8000 10000
10-10
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
Sem envelhecimento Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Co
rre
nte
Elé
tric
a (
A)
Tensão Elétrica (V)
Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para
amostra de Cobertura Circular
Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para
amostra de Cobertura Circular
Ensaios elétricos em corrente alternada e contínuaEnsaios elétricos em corrente alternada e contínua
Amostras envelhecidas em câmara de intemperismo artificial
Resultados Resultados
Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para
amostra de Lençol
Variação da corrente elétrica em função da tensão CC para
amostra de Lençol
Amostras envelhecidas termicamente a 110 0C
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
0
1
2
3
4
5
6
Sem envelhecimento Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Tensão Elétrica (V)
Co
rre
nte
Elé
tric
a(m
A)
0 2000 4000 6000 8000 10000
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Sem envelhecimento Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Cor
rent
e E
létr
ica
(A)
Tensão Elétrica (V)
Ensaios Elétricos em Corrente Alternada e ContínuaEnsaios Elétricos em Corrente Alternada e Contínua
Resultados Resultados
0 2000 4000 6000 8000 1000010
-10
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
Sem envelhecimento Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Co
rre
nte
Elé
tric
a (
A)
Tensão Elétrica (V)
Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para
amostra de Manta
Variação da corrente elétrica em função da tensão CC para
amostra de Manta
Amostras envelhecidas termicamente a 110 0C
Ensaios Elétricos em Corrente Alternada e ContínuaEnsaios Elétricos em Corrente Alternada e Contínua
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
0
1
2
3
4
5
6
Sem envelhecimento) Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Tensão Elétrica (V)
Cor
rent
e E
létr
ica(
A)
Resultados Resultados
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
0
1
2
3
4
5
6
Sem envelhecimento Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Tensão Elétrica (V)
Cor
rent
e E
létr
ica(
mA
)
0 2000 4000 6000 8000 1000010-11
10-10
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
Sem envelhecimento) Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Cor
rent
e E
létr
ica
(A)
Tensão Elétrica (V)
Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para
amostra de Cobertura Circular
Variação da corrente elétrica em função da tensão CC para
amostra de Cobertura Circular
Ensaios Elétricos em Corrente Alternada e ContínuaEnsaios Elétricos em Corrente Alternada e Contínua
Amostras envelhecidas termicamente a 110 0C
Resultados Resultados
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
0
1
2
3
4
5
6
Sem envelhecimento Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Tensão Elétrica (V)
Cor
rent
e E
létr
ica(
mA
)
0 2000 4000 6000 8000 10000
10-11
10-10
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
Sem envelhecimento Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Co
rre
nte
Elé
tric
a (
A)
Tensão Elétrica (V)
Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para amostra de Cobertura de
Condutor
Variação da corrente elétrica em função da tensão CC para amostra de
Cobertura de Condutor
Ensaios Elétricos em Corrente Alternada e ContínuaEnsaios Elétricos em Corrente Alternada e Contínua
Amostras envelhecidas termicamente a 110 0C
Resultados Resultados
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
Ruim eletricamente e mecanicamenteBoa eletricamente
Ruim mecanicamente
Ruim elétricamenteBoa mecanicamente
Boa elétricamente e mecanicamente
Lençol envelhecido 45 dias a 110 ºC Lençol envelhecido 1000 h em WOM Manta envelhecido 45 dias a 110 ºC Manta envelhecido 1000 h em WOM
Alo
ngam
ento
(%
)
Corrente elétrica (mA)
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106
100
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80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
Resultado comparativo entre corrente elétrica de fuga CA e alongamento para as amostras de borracha
natural envelhecidas termicamente a 110 ºC por 45 dias e em câmara de intemperismo artificial por 1000h
10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106 107
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10Ruim eletricamente e mecanicamenteBoa eletricamente
Ruim mecanicamente
Ruim elétricamenteBoa mecanicamente
Boa elétricamente e mecanicamente
Lençol envelhecido 45 dias a 110 ºC Lençol envelhecido 1000 h em WOM Manta envelhecido 45 dias a 110 ºC Manta envelhecido 1000 h em WOM
Alo
ngam
ento
(%
)
Corrente elétrica (mA)
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106
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60
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40
30
20
10
0
-10
Resultado comparativo entre corrente elétrica de fuga CC e alongamento para as amostras de borracha natural envelhecidas termicamente a 110 ºC por 45
dias e em câmara de intemperismo artificial por 1000h
Gráficos Comparativos entre Alongamento e Corrente Elétrica de FugaGráficos Comparativos entre Alongamento e Corrente Elétrica de Fuga
Resultados Resultados
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106
100
90
80
70
60
50
40
30
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10
0
Corrente elétrica CA (mA)
Alo
ng
am
en
to (
%)
cobertura circular envelhecida 45 dias a 110 ºC cobertura circular envelhecida 1000 h em WOM cobertura de condutor envelhecida 45 dias a 110 ºC cobertura de condutor envelhecida 1000 h em WOM
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106
100
90
80
70
60
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30
20
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0
Ruim eletricamente e mecanicamente
Ruim elétricamenteBoa mecanicamente
Boa elétricamente e mecanicamente
Boa eletricamenteRuim mecanicamente
Resultado comparativo entre corrente elétrica de fuga AC e alongamento para as amostras de polietileno
envelhecidas termicamente a 110 ºC por 45 dias e em câmara de intemperismo artificial por 1000h
10-5
10-4
10-3
10-2
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0
cobertura circular envelhecida 45 dias a 110 ºC cobertura circular envelhecida 1000 h em WOM cobertura de condutor envelhecida 45 dias a 110 ºC cobertura de condutor envelhecida 1000 h em WOM
Corrente elétrica CA (mA)
Alo
ng
am
en
to (
%)
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
100
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102
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105
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60
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0
Ruim eletricamente e mecanicamente
Ruim elétricamenteBoa mecanicamente
Boa elétricamente e mecanicamente
Boa eletricamenteRuim mecanicamente
Resultado comparativo entre corrente elétrica de fuga DC e alongamento para as amostras de polietileno
envelhecidas termicamente a 110 ºC por 45 dias e em câmara de intemperismo artificial por 1000h
Gráficos Comparativos entre Alongamento e Corrente Elétrica de FugaGráficos Comparativos entre Alongamento e Corrente Elétrica de Fuga
Resultados Resultados
Metodologias Propostas Para Ensaios Mecânicos não destrutivos Metodologias Propostas Para Ensaios Mecânicos não destrutivos • Medida de dureza para elastômeros.
• Coberturas circulares e de condutores foram desenvolvidos equipamentos onde se mede a deformação máxima aceitável em função dos diâmetros originais ou da abertura dos equipamentos,
• Para avaliar as propriedades mecânicas de varas de manobra medida de flecha sobre esforço estático. Desenvolveu-se um equipamento com o qual se avalia a flecha em função do esforço estático a ela aplicado.
•Todos estes equipamentos e metodologias desenvolvidos serão aplicados na COPEL, a fim de se obter a validação dos mesmos. Não são apresentados detalhes dos equipamentos e técnicas em função da realização do pedido de propriedade intelectual e industrial dos mesmos.
Resultados Resultados
ConclusõesConclusõesA formulação de elastômero usada na confecção da Manta apresentou maior resistência à foto e termo oxidação quando comparada ao Lençol.
A amostra Cobertura de Condutor apresentou menor variação das propriedades mecânicas se comparada às amostras Cobertura Circular em função do tempo de envelhecimento.
As amostras comprometidas mecanicamente não apresentaram alterações significativas nos ensaios elétricos, indicando a importância de realização de ensaios mecânicos na avaliação desses equipamentos ao longo do tempo de uso.
Constatou-se a necessidade de investimentos para o desenvolvimento de estudos mais aprofundados sobre avaliação das propriedades mecânicas de equipamentos de linha viva.
Agradecimentos e Agradecimentos e contatoscontatos
• À ANEEL, Copel e LACTEC;À ANEEL, Copel e LACTEC;
• Ao CNPq pelo benefício da Lei 8010/90.Ao CNPq pelo benefício da Lei 8010/90.
Contatos dos Autores:Contatos dos Autores:
Anselmo Pombeiro: ansel@copel.com
Marilda Munaro: marilda@lactec.org.br
Edemir Luiz Kowalski: edemir@lactec.org.br
Rafael Pires Machado: rafael.machado@lactec.org.br