Alta - Umidade/Alta - Poluição Solução de Melhoria da Confiabilidade de AIS? CT para Condições Difíceis

Contexto de Aplicação
Subestações em áreas costeiras, parques industriais químicos e regiões com alta neblina salina enfrentam ambientes extremos caracterizados por umidade do ar persistente (UR > 85%) e altas concentrações de sal e poluentes industriais. Tais ambientes representam desafios significativos para transformadores de corrente (TCs) dentro de equipamentos de comutação AIS:

Deterioração da Isolação: A umidade e os poluentes (sal, poeira, aerossóis químicos) aderindo e dissolvendo-se nas superfícies de isolamento formam camadas condutoras, reduzindo significativamente a resistência superficial e induzindo flashover superficial (flashover de poluição).
Condensação Interna: Durante as flutuações de temperatura, a umidade no interior do compartimento pode facilmente atingir a saturação, formando gotas de água que ameaçam diretamente a confiabilidade a longo prazo das conexões elétricas internas e dos materiais de isolamento.
Corrosão de Componentes Metálicos: Agentes corrosivos como íons de cloro e dióxido de enxofre aceleram a oxidação de invólucros e conectores metálicos, levando à redução da integridade estrutural, degradação da condutividade elétrica e até risco de fratura.

Os TCs AIS convencionais apresentam taxas de falha significativamente mais altas nesses ambientes, encurtando a vida útil do equipamento e comprometendo a operação segura e estável da rede elétrica. Esta solução visa especificamente esses problemas com medidas de melhoria da confiabilidade.

Soluções Principais

1. Tecnologia de Isolamento Compósito Hidrofóbico

Tecnologia Central: Recobrimento das superfícies dos isoladores externos dos TCs e componentes de isolamento críticos com material de Etileno Propileno Fluorado (FEP).
Características Chave:

Hidrofobicidade Excepcional: Ângulo de contato estático **>110°**. A água forma gotas distintas na superfície, impedindo a propagação e resistindo eficazmente ao molhamento e penetração.
Anti-Poluição Persistente: Mesmo sob poluição severa (por exemplo, ambiente de neblina salina simulada), o revestimento mantém excelentes propriedades de migração hidrofóbica, impedindo que os poluentes formem uma película condutora contínua de água.
Alta Resistência Volumétrica/Superficial: Após um rigoroso teste de pulverização de sal de 480 horas (ASTM B117 ou equivalente), a resistividade superficial permanece acima de 10¹² Ω, superando substancialmente materiais de isolamento de resina epóxi ou porcelana convencionais, melhorando drasticamente a resistência ao flashover de poluição.

Benefício: Reduz significativamente o risco de flashover de poluição, garantindo a estabilidade do isolamento a longo prazo em ambientes de alta umidade e alta poluição.

2. Sistema de Controle Ativo Anti-Condensação

Tecnologia Central: Integração de um elemento de aquecimento PTC (Positive Temperature Coefficient) autoregulável no compartimento/chamber do TC, ligado a um sensor de umidade de alta precisão para formar um sistema de controle em malha fechada.
Modo de Operação:

Os sensores de umidade monitoram a umidade relativa (UR) do compartimento em tempo real.
Quando a UR detectada > 85% (limiar configurável), o sistema de controle ativa automaticamente o elemento de aquecimento PTC.
O elemento de aquecimento opera (potência nominal ~15W), aumentando suavemente a temperatura do ar interno.
Objetivo de Controle: Manter a temperatura do compartimento sempre > Temperatura de Ponto de Orvalho + 5°C.

Proteção Principal: O controle preciso da temperatura garante que a umidade relativa interna permaneça bem abaixo da saturação (por exemplo, o limiar de 85% UR), evitando completamente a formação de gotas de água.
Benefício: Elimina os riscos associados à condensação, incluindo absorção de umidade pelo isolamento interno, corrosão de peças metálicas e curtos-circuitos elétricos.

3. Design Estrutural Anti-Corrosão

Melhorias de Material:

Involucro Principal: Utiliza Aço Inoxidável 316L, oferecendo resistência muito superior à corrosão por pitting e fenda em ambientes contendo cloretos (por exemplo, neblina salina, atmosferas químicas) em comparação com o aço inoxidável 304 convencional ou aço carbono.
Melhoria de Superfície: Aplica um Revestimento de Anodo Sacrificial de AlMg₃ (Liga de Alumínio-Magnésio) a pontos de conexão críticos ou áreas vulneráveis. Este revestimento fornece proteção catódica ativa, reforçando ainda mais a resistência geral à corrosão.

Validação de Confiabilidade: O design estrutural completo deve passar por testes rigorosos conforme o Padrão de Teste de Pulverização de Sal ISO 9227 Classe C5-H (ambientes industrial e marítimo altamente corrosivos), normalmente exigindo milhares de horas de teste. Isso representa a classificação internacional mais alta para ambientes corrosivos.
Aumento da Longevidade: Comparado ao aço carbono tradicional ou tratamentos de superfície padrão, a vida útil geral da resistência à corrosão da estrutura é aumentada em pelo menos 3 vezes.
Benefício: Estende significativamente a vida útil estrutural do equipamento, resiste a ambientes corrosivos extremos e garante a confiabilidade a longo prazo da força mecânica e das conexões elétricas.

Benefícios Compreensivos

Adequação Precisa ao Cenário: Esta solução foi projetada especificamente para abordar os pontos de dor de confiabilidade dos TCs AIS em ambientes extremamente adversos, incluindo subestações costeiras, subestações de parques químicos, áreas de neblina salina e zonas industriais altamente poluídas.
Confiabilidade Significativamente Aumentada: Através de três inovações tecnológicas principais (isolamento hidrofóbico, anti-condensação ativa, forte anti-corrosão), a MTBF (Mean Time Between Failures) do equipamento pode ser elevada para mais de 250.000 horas (aproximadamente 28,5 anos).
Segurança e Eficiência Econômica:

Garante a Segurança da Rede: Reduz drasticamente os riscos de falha dos TCs devido a flashover de isolamento, curtos-circuitos causados por condensação e corrosão estrutural, prevenindo interrupções não planejadas e incidentes de segurança graves.
Estende os Intervalos de Manutenção: Reduz a demanda de manutenção e substituição frequentes causadas por questões ambientais, diminuindo significativamente o Custo Total de Ciclo de Vida (LCC).
Melhora o Retorno sobre Investimento (ROI): Um investimento único proporciona benefícios a longo prazo, fornecendo um apoio robusto para a operação estável da rede em ambientes extremos.
Reduz Perdas de Interrupção: Evita interrupções regionais causadas por falhas de TCs, gerando benefícios econômicos substanciais - especialmente para consumidores industriais e civis críticos (por exemplo, evitando perdas estimadas em ¥0,5-1 milhão ou mais para uma interrupção típica de 10 horas).