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https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3303
Tipo: | Tese |
Título: | Microesferas termocrômicas potencialmente aplicáveis à manutenção preditiva de transformadores de potência |
Autor(es): | OLIVEIRA, Mayara Lima Peres de |
Primeiro Orientador: | QUEIRIOZ, Alvaro Antonio Alencar de |
Resumo: | Os transformadores de potência conectam toda a rede de energia elétrica, que se inicia desde a geração de energia até o consumidor final. Sendo, por isso, necessário o monitoramento das suas condições de operação. A condição de operação dos transformadores está diretamente relacionada ao seu sistema de isolamento, que não deve operar em temperaturas acima das especificações técnicas, pois estas condições tendem a provocar falhas no transformador de potência que podem levar a interrupção do fornecimento de energia elétrica. Nesta pesquisa, foram sintetizadas microesferas de Hopeitas dopadas com cobalto encapsuladas por poliglicerol (CoHoM) a fim de desenvolver um sensor ótico com propriedade termocrômica reversível acoplado a uma rede neural artificial feed-forward de multicamadas como proposta para monitoramento de temperatura em transformadores de potência. O objetivo desse sensor é apresentar mudança de cor quando a temperatura do transformador de potência atingir níveis de alertas. As estruturas das microesferas foram estudadas usando microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho (ATR-FTIR), difração de raios X (XRD) e análise termogravimétrica (TGA). Através da TGA foi possível obter informações sobre a tolerância térmica do material, que suporta temperaturas acima de 300°C. A partir das micrografias obtidas do material em pó é possível a observar de microesferas com superfies lisas e com média de diâmetro de aproximadamente 0,82μm. Através da análise de difratometria de raios X (DRX) observou-se a formação de fase cristalina nos planos (110) e (200) na estrutura da Hopeita. Após essas análises foi produzida uma tinta como revestimento termocrômico, a qual teve a propriedades óticas analisadas pelas técnicas de UV-Vis e o reconhecimento automatizado de cores em coordenadas de espaço CIEL*a*b*. E por fim foi mostrados que os sensores termocrômicos reversiveis de CoHoM permitem detectar temperaturas em torno 60°C mudando a cor de azul anil para rosa claro. Os sensores CoHoM apresentam um potencial para monitoramento de transformadores de potência e se mostram promissores para uso em análise em tempo real. |
Abstract: | Power transformers (TP) connect the entire electrical energy network, which goes from the generation and production of energy to the final consumer. Therefore, it is necessary to monitor their operating conditions. The operating condition of the TP is related to its insulation system, which includes the refrigerant oil and insulating paper, which must not operate at temperatures above technical specifications, as these conditions cause failures in the TP that can lead to interruption of the power supply. In this research, poly(glycerol dendrimer) microspheres encapsulating cobalt-doped hopeita (CoHoM) was synthesized for its potential use as optical thermometer with reversible thermochromic property coupled to a multilayer feed-forward artificial neural network as a proposal for temperature monitoring in power transformers. The purpose of this sensor is to show color change when the power transformer temperature reaches alert levels. The structures of the microspheres were studied using scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (ATR-FTIR), X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetric analysis (TGA). Through TGA it was possible to obtain information about the thermal tolerance of the material, which supports temperatures above 300°C. From the micrographs obtained from the powder material, it is possible to observe microspheres with smooth surfaces and with an average diameter of approximately 0.82μm. Through the analysis of X-ray diffractometry (XRD) it was observed the formation of crystalline phase in the planes (110) and (200) in the structure of Hopeite. After these analyzes an ink was produced as a thermochromic coating, which had its optical properties analyzed by UV-Vis techniques and automated color recognition in CIEL*a*b* space coordinates. Finally, it was shown that the CoHoM reversible thermochromic sensors allow detecting temperatures around 60°C, changing the color from dark blue to light pink. CoHoM sensors have potential for monitoring power transformers and show promise for use in real-time analysis. |
Palavras-chave: | Microesferas Hopeitas Transformador de potência Sensor termocrômico Termocromismo |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Itajubá |
Sigla da Instituição: | UNIFEI |
metadata.dc.publisher.department: | IFQ - Instituto de Física e Química |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Materiais para Engenharia |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3303 |
Data do documento: | 21-Fev-2022 |
Aparece nas coleções: | Teses |
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