A análise físico-química é fundamental para o monitoramento da qualidade e das propriedades químicas e físicas do óleo isolante. Um programa de análises físico-químicas periódicas, minimiza de forma significativa os riscos de falhas inesperadas e ainda possibilita a programação de intervenções de forma preventiva, no tempo certo, aumentando a expectativa de vida útil do equipamento e reduzindo assim, gastos com manutenção corretiva inesperadas.
TEOR DE ÁGUA - NBR 10710
A água no óleo isolante, mesmo que em pequenas quantidades, é muito prejudicial, pois é atraída para as zonas de maior “stress” elétrico. A água acelera a degradação tanto da isolação celulósica quanto do próprio óleo isolante, liberando mais água neste processo de deterioração. A “rigidez dielétrica” do sistema isolante é uma função direta do conteúdo de água. Num equilíbrio dinâmico, a água migra tanto da isolação sólida para o óleo isolante quanto o inverso, em função das mudanças de temperatura de operação.
RIGIDEZ DIELÉTRICA - NBR 60156 E astM D877
A rigidez dielétrica é a medida da capacidade dos óleos isolantes para suportar tensões elétricas sem apresentar ruptura do dielétrico. O teste envolve a aplicação de uma tensão alternada a uma taxa controlada a dois eletrodos imersos no fluido isolante, separados por uma distância padrão. Quando da aplicação da tensão, em um determinado momento ocorre a ruptura do dielétrico, neste instante é registrado a tensão de ruptura dielétrica do líquido isolante. Contaminantes, como água, sedimentos e partículas condutoras reduzem a rigidez dielétrica do óleo isolante. A combinação destes contaminantes tendem a reduzir a rigidez dielétrica em um grau maior do que os mesmos contaminantes isoladamente.
ÍNDICE DE NEUTRALIZAÇÃO - NBR 14248
Os óleos isolantes podem conter constituintes ácidos na forma de aditivos, ou em maior grau, na forma de produtos de degradação. A concentração destes ácidos aumenta rapidamente dependendo do sistema de conservação do óleo. Quando existem altas concentrações de oxigênio dissolvido no óleo e temperaturas de operação elevadas, a velocidade de formação destes ácidos aumenta significativamente. O valor de acidez do óleo indica a vida remanescente deste óleo antes que ele contribua para a degradação de outras partes do transformador, principalmente a isolação celulósica. Se a acidez aumenta significativamente, procedimentos corretivos de manutenção, como a substituição, ou regeneração do óleo isolante devem ser tomados a fim de se evitar maiores danos a isolação celulósica. Melhoras nos sistemas de preservação do óleo evitando-se a entrada de oxigênio também contribuem para se diminuir a formação de ácidos e outros produtos de degradação.
TENSÃO INTERFACIAL - NBR 6234
A tensão interfacial (IFT) mede a força necessária para se romper a interface entre dois líquidos não miscíveis, neste caso óleo e água. O teste é sensível à presença de compostos de oxidação, derivados da degradação do óleo isolante, com características poláres, como ácidos, ésteres e outros, e contaminantes polares derivados de materiais construtivos, ou da degradação dos materiais isolantes sólidos. Medidas de tensão interfacial em óleos isolantes elétricos proporcionam um meio sensível para detectar pequenas quantidades de contaminantes polares e solúveis e produtos de oxidação. Um valor elevado para um óleo mineral isolante novo indica a ausência de contaminantes indesejáveis. O teste é freqüentemente aplicado aos óleos em serviço como subsidio a uma indicação do grau de deterioração.
FATOR DE PERDAS DIELÉTRICAS E PERMISSIVIDADE RELATIVA - NBR 12133
Fator de dissipação (ou Fator de Potência) - é a medida das perdas dielétricas em um líquido isolante elétrico, quando este é submetido a um campo elétrico em corrente alternada. A análise do fator de dissipação é um instrumento útil no controle de qualidade do óleo sendo indicativo de contaminação do óleo ou a degradação do óleo em serviço.
Resistividade de um líquido é uma medida da propriedade de isolamento elétrico em condições comparáveis às do teste. Uma alta resistividade reflete um baixo teor de íons livres e partículas com carga, e normalmente indica uma baixa concentração de contaminantes. Valores baixos de resistividade são um sinal de que o óleo contém partículas contaminantes e ou produtos de oxidação.
DENSIDADE - NBR 7148
Densidade ou gravidade específica do óleo é a relação entre os pesos de volumes iguais de óleo e água, em condições específicas de ensaio. A gravidade específica do óleo mineral influencia as taxas de transferência de calor. O ensaio de densidade permite diferenciar os tipos comuns de óleo, como naftênico, parafínico, silicone e outros. Além disso permite verificar ocorrências de misturas indevidas com solventes.
Cor ASTM - NBR 14483
Cor de um óleo novo é geralmente aceita como um índice do grau de refinamento. Para óleos em serviço, um aumento na escala de cor ASTM é um indício de contaminação, deterioração, ou ambos.