Desenvolvimento de sensores térmicos para detecção de pontos quentes em conectores elétricos de sistema de distribuição de energia

Abstract

Atualmente, a detecção de sobreaquecimentos em componentes do sistema elétrico é realizada com base em diferentes mecanismos de transmissão de sinal. Um deles é a inspeção por câmeras termovisoras, os quais medem a radiação infravermelha emitida, e são dependentes de parâmetros de regulagem in loco, o que exige habilidade do operador, além de condições climáticas, nos quais comprometem a correta identificação do componente com falha. Novas tecnologias têm sido desenvolvidas e utilizadas no monitoramento e detecção de pontos quentes, destacando-se o uso de sensores que utilizam materiais termosensíveis, pois produzem resposta óptica de fácil visualização. Neste sentido, foi desenvolvido um sensor de temperatura utilizando um revestimento termocrômico na forma de tinta esmalte dopada com pigmento termocrômico reversível microencapsulado. Afim de melhorar sua proteção solar foi realizado sobre a aplicação da tinta termocrômica uma camada de verniz, em outra situação foi adicionado dióxido de titânio nano P25 (TiO2) e em uma última situação foi feito ambos os casos (adição de TiO2 e aplicação de camada de verniz). Foram utilizados conectores cunha de alumínio como substrato. Para avaliação completa do desempenho desses sensores térmicos foram realizados ensaios de intemperismo artificial (resistência por exposição à névoa salina (ASTM B117), fotodegradação sob radiação ultravioleta (ASTM G154) e degradação térmica) além de intemperismo natural. O resultado de intemperismo artificial mais significativo (fotodegradação) foi observado por métodos espectroscópicos (FTIR e UV-Vis) e métodos térmicos (TGA e DSC). Na análise da perda de cor do revestimento termocrômico, foi calculada a variação de cor (ΔE), através das medições dos valores L, a e b, pelo método CieLab (ASTM 2244), por meio de espectrofotômetro portátil. A solução foi obtida por planejamento fatorial de 23, com amostras em triplicatas em conjunto com as análises espectroscópicas (FTIR e UV-Vis) e térmicas (TGA e DSC), ciclagem termocrômica e visual. O intemperismo natural confirmou os resultados estatísticos do planejamento experimental, ou seja, o sensor com adição de TiO2 apresentou o melhor desempenho na fotodegradação e estabilidade termoquímica, viabilizando seu uso na construção como sensor de temperatura.