Influence of Dielectric Stress Concentration on Voltage Endurance of Epoxy-Mica Generator Insulation

Wichmann, A.; Gruenewald, Patrick

doi:10.1109/tei.1977.297995

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“…Uma estimativa complementar à distribuição de Weibull, comumente utilizada por fabricantes de hidrogeradores, é analisar o gráfico da rigidez dielétrica (tensão suportável por espessura de dielétrico) em função do tempo de ensaio, sendo estes colocados em escala logarítmica [1,9,22,23] . Realiza-se uma extrapolação considerando o valor de rigidez dielétrica para utilização industrial das barras estatóricas.…”

Section: Expectativa De Vida úTil Das Barras Estatóricasunclassified

Avaliação das propriedades elétricas de barras estatóricas fabricadas com resina do tipo éter diglicidílico do bisfenol F (DGEBF) contendo nanopartículas de silica

Conceição

Campos

2016

Polímeros

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ResumoO presente trabalho visa apresentar resultados da aplicação de uma resina epóxi bisfenólica (DGEBF) à base de nanopartículas de sílica (RN) e comparar suas propriedades com a resina convencional de referência epóxi bisfenólica (DGEBA) (RE), atualmente utilizada. Neste sentido fabricaram-se protótipos de barras estatórica, destinadas a hidrogeradores, através do sistema VPI (Vácuo-Pressão-Impregnação) e avaliaram-se as propriedades elétricas pelas técnicas de fator de dissipação e envelhecimento acelerado. Dentre os resultados para as resinas observou-se que: (i) o fator de dissipação e de envelhecimento são praticamente os mesmos para ambas as resinas; (ii) o valor de tip-up resultaram em 0,014% para RE e 0,020% para a resina RN e (iii) a estimativa do tempo de vida útil esta em cerca de 40 anos, o que é aplicável para a maioria das aplicações industriais. Neste sentido sugere-se que a resina RN pode ser uma alternativa a resina RE, com um desempenho elétrico equivalente. Palavras-chave: barras estatóricas, fita de mica, hidrogerador, nanodielétricos, nanotecnologia. AbstractThe present work aims to present the results of an application of a bisphenolic epoxy resin (DGEBF) containing silica nanoparticles (RN) and compare its properties with a bisphenolic epoxy resin (DGEBA) (RE), currently used. In this context, prototype stator bars for hydrogenerators were manufactured, according to the VPI (Vacuum-Pressure-Impregnation) system and their electrical properties with the tests of dissipation factor and voltage endurance. Within the results for the resins it was observed that: (i) dissipation factor and voltage endurance are practically the same for both resins; (ii) the resulting values of tip-up were 0.014% for RE and 0.020% for RN resin and (iii) the estimating of the life-time is about 40 years, what is suitable for most industrial applications. In this sense it is suggested that the RN resin can be an alternative to the RE resin, with an equivalent electrical performance.Keywords: stator bars, mica tape, hydrogenerator, nanodielectrics, nanotechnology. IntroduçãoA crescente demanda por energia elétrica tem pressionado fabricantes de hidrogeradores a desenvolverem máquinas menores e com maior eficiência de geração elétrica desde o início do século XX. A limitação de geração esbarra, entre outros fatores, nas propriedades e tecnologias de materiais compósitos isolantes disponíveis. A busca por novos materiais motiva pesquisadores em todo mundo a desenvolverem alternativas que possam suportar níveis de tensão elétrica acima de 3kV/mm, que é o padrão atual de rigidez dielétrica dos sistemas isolantes [1] . Estima-se que através de uma redução de 15% na espessura de isolação seria possível aumentar em 16% a seção transversal de cobre o que aumentaria a eficiência de um hidrogerador em 4% [2] .A descoberta de materiais nanocompósitos isolantes (ou nanodielétricos) em escala de laboratório, com propriedades dielétricas superiores aos convencionais, despertou o interesse de diversos segmentos da indústria com ...

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Section: Expectativa De Vida úTil Das Barras Estatóricasunclassified

Avaliação das propriedades elétricas de barras estatóricas fabricadas com resina do tipo éter diglicidílico do bisfenol F (DGEBF) contendo nanopartículas de silica

Conceição

Campos

2016

Polímeros

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“…These defects called “youth defects” can be either solid impurities or cavities. The application of voltage can induce local enhancements of the electric field at these defects resulting in the initiation and development of partial discharges that can lead to the partial and/or total deterioration of insulation (i.e., chemical modifications of material and change of the electrical and mechanical properties) 1–3. The analyze of the mechanisms of degradation by partial discharges in solid insulating materials has been the subject of numerous studies 4–8.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Weibull statistics in electrical aging of polyesterimide under AC voltage

Nedjar

Béroual

2010

J of Applied Polymer Sci

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This article is aimed at the investigation of electrical aging of polyesterimide under AC voltage using Weibull statistical analysis. It's shown that the time to breakdown characteristic (V-t) of polyesterimide includes two zones (segments of straight line). The first zone characterizes a statistical dispersion of the intrinsic defects of material. The second zone expresses the real aging of polymer. The variation of the slope of lifetime curve is attributed to the change in the degradation mechanism.

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“…Os ensaios de envelhecimento acelerado são utilizados por fabricantes de barras estatóricas há décadas. Um cálculo complementar à distribuição de Weibull é o da rigidez dielétrica em função logarítmica do tempo (WICHMANN et al, 1977, WICHMAN, 1983. TANI et al 1985).…”

Section: Modelos Interfaciaisunclassified

Avaliação de nova resina contendo nanopartículas para aplicação na isolação elétrica de barras estatóricas

Conceição¹

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É bem conhecida a necessidade de energia elétrica para o bem estar e desenvolvimento tecnológico da população em nosso planeta. Ao lado dos avanços científicos de novas tecnologias para geração, existem interesses na melhoria do transporte da energia. Dentre estes se encontram materiais para isolação elétrica de barras estatóricas, quer sejam para melhorar a isolação ou mesmo para reduzir custos.Assim, o presente trabalho visa apresentar resultados da aplicação de uma nova resina epóxi bisfenólica (DGEBF) (RN) à base de nanopartículas de sílica e comparar suas propriedades com a resina epóxi bisfenólica (DGEBA) (RE), atualmente utilizada para a isolação de hidrogeradores. Neste sentido, fabricaram-se protótipos de barras estatóricas, destinadas a hidrogeradores, sendo as resinas impregnadas em sistema VPI (Vácuo-Pressão-Impregnação) e avaliaram-se as propriedades físico-químicas pelas técnicas de viscosimetria, TGA, DSC, MEV e EDS. As propriedades elétricas foram avaliadas pelas técnicas de fator de dissipação (tan delta), descargas parciais, envelhecimento acelerado (VET) e tensão de ruptura. Dentre os resultados das propriedades físico-químicas pode-se comprovar um aumento inicial de três vezes o valor de viscosidade para resina RN em comparação com RE. Entretanto, não houve detrimento das características dielétricas em função da viscosidade, o que foi comprovado através dos resultados de tan delta e VET. Obteve-se um valor de Tg de 116°C e 145°C para RN e RE, respectivamente, o que limitaria a aplicação da resina em geradores por estar abaixo da temperatura de operação. Dentre os resultados dos testes elétricos para as resinas observou-se que: (i) o fator de dissipação e de envelhecimento são praticamente os mesmos para ambas as resinas; (ii) o valor de tipup resultaram em 0,014 % para RE e 0,020 % para a resina RN, sendo que a norma EN 50209 exige que seja inferior a 0,25% e (iii) a estimativa do tempo de vida útil obtida foi de cerca de 40 anos para os dois tipos de resina, o que é aplicável para maioria dos enrolamentos em operação. Neste sentido sugere-se que a resina RN pode ser uma boa alternativa a resina RE, com um desempenho elétrico equivalente, desde que ajustadas suas condições de processamento e temperatura de aplicação.

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Influence of Dielectric Stress Concentration on Voltage Endurance of Epoxy-Mica Generator Insulation

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Avaliação das propriedades elétricas de barras estatóricas fabricadas com resina do tipo éter diglicidílico do bisfenol F (DGEBF) contendo nanopartículas de silica

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Weibull statistics in electrical aging of polyesterimide under AC voltage

Avaliação de nova resina contendo nanopartículas para aplicação na isolação elétrica de barras estatóricas

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