"DISPOSITIVO PARA ENVETHECIMENTO ACELERADO DE MATERIAIS IMERSOS EM FLUIDOS LÍQUIDOS OU GASOSOS" 001 Refere-se a presente patente de invenção a equipamentos físico-químicos em geral, mais especificamente a um dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos que, de acordo com as suas características gerais, possui como princípio básico propiciar a formação de um dispositivo de envelhecimento acelerado em estrutura própria e específica do tipo eletromecânica baseada em um tanque com saídas e serpentina de refrigeração e uma tampa com válvulas de segurança e enchimento, manômetro e resistência elétrica, com vistas a possibilitar de forma extremamente prática, segura e precisa uma completa otimização nos procedimentos de representação das condições térmicas de operação de um transformador de energia elétrica em escala reduzida que simule as condições térmicas impostas aos materiais que compõem os transformadores durante a operação normal e anormal do mesmo quando em funcionamento em uma subestação de energia elétrica e, tendo como base, um dispositivo de envelhecimento acelerado de grande resistência, segurança e versatilidade. 002 Com design e formato específico e de fácil acesso para melhor adaptação e segurança dos usuários, características de praticidade no manuseio e funcionalidade, de custos bastante acessíveis e, devido as suas características gerais e dimensões, facilmente adaptável a uma vasta gama de transformadores de energia elétrica e seus materiais, fluidos líquidos ou gasosos, técnicos e locais em geral, independentes das características que estes possam apresentar. 003 É de conhecimento, a norma IEEE Std C57.100 (Standard Test Procedure for Thermal Evaluation of Insulation Systems for Liquid Immersed Distribution and Power Transformers), revisada em 2011 (IEEE, 2011), que define os procedimentos básicos para a determinação da classe térmica de novos sistemas isolantes, os quais, definidos para a aplicação desta norma, inclui papel kraft termoestabilizado, pressboard e óleo mineral isolante, sendo nesta revisão, o procedimento para determinar a classe térmica de novos sistemas isolantes (candidate system), baseado no uso de um sistema de referência (industry proven system). 004 Este procedimento exige que seja feito, inicialmente, o envelhecimento do sistema de referência em diferentes temperaturas em células de teste fechadas, acondicionadas em uma estufa. As células de teste permanecem na estufa por um intervalo de tempo específico, determinado previamente pela curva de Arrhenius. Nas amostras do papel de referência envelhecidas devem ser realizados ensaios de resistência mecânica à tração para determinar o percentual remanescente da resistência mecânica do papel ou o grau de polimerização e, em seguida, os resultados do teste são avaliados em conjunto. Este valor da resistência à tração remanescente e ou do grau de polimerização são então utilizados como critérios de fim de vida para o novo sistema isolante a ser investigado. 005 Nesta linha, esta norma define uma relação diferente de materiais para transformadores de distribuição e potência. Neste tipo de experimento, tanto o material teste quanto o meio no qual este é inserido como, por exemplo, o líquido isolante, estão submetidos à mesma temperatura de teste, não representando a condição operativa de um transformador de energia, onde o meio isolante líquido está em temperaturas relativamente inferiores ao meio isolante sólido - papel isolante dos emolamentos. 006 O critério básico que limita a capacidade de carregamento do transformador e seu tempo de vida útil é parcialmente determinado pela capacidade do equipamento em dissipar o calor gerado intemamente para as redondezas. A temperatura do ponto mais quente do transformador é considerada um dos parâmetros mais significativos na determinação de sua capacidade de carregamento. O óleo isolante, utilizado no transformador, possui a função de isolar e de resfriar a parte ativa do transformador (papel isolante e enrolamentos). Portanto, no caso de simulações laboratoriais, é essencial reproduzir condições onde o meio líquido é capaz de resfriar o material sob investigação, sendo que esta condição não é atendida pelas metodologias tradicionais de envelhecimento do sistema papel/óleo isolantes amplamente conhecidos pelo atual estado da técnica. 007 Sabe-se que, a isolação sólida (papel isolante) chega ao final de sua vida útil devido à redução de sua resistência mecânica provocada por desgastes, curtos- circuitos, movimentos mecânicos e, principalmente, operações em elevadas temperaturas, resultante de ocorrências não controladas e que podem causar uma falha elétrica. Em condições nominais de operação o papel tem características que se comportam de forma previsível até o fim da sua vida útil, porém, na operação em campo dos transformadores de potência, não se consegue saber, de maneira satisfatória, quão perto o papel está do final da sua vida útil. Isto ocorre porque a vida remanescente do papel é influenciada pela variação de diversos parâmetros. 008 Da mesma forma, a análise da vida útil do papel isolante depende da estimativa das temperaturas internas do transformador, pois é pelo monitoramento delas que se realiza o acompanhamento do envelhecimento térmico. Existem vários modelos teóricos na literatura que relacionam o grau de polimerização da isolação sólida com a expectativa de vida do equipamento. No entanto, esses modelos teóricos foram obtidos, na grande maioria, a partir de ensaios de envelhecimento acelerado realizados em laboratório, onde o líquido isolante e o papel isolante foram envelhecidos na mesma condição térmica, diferente do que ocorre na prática. E, por conta disso, esses modelos teóricos na grande maioria das vezes são pouco assertivos. 009 A degradação térmica dos papéis isolantes de um transformador elétrico ocorre mesmo quando sob temperaturas normais de operação. Entretanto, esse processo é acelerado quando alterações do funcionamento normal provocam a ocorrência de sobreaquecimento de pontos específicos, ou mesmo, de todo o transformador. Nesse contexto, transformadores que possuem projetos especiais dos seus sistemas de refrigeração para estarem em conformidade com o local de instalação, podem possuir maiores temperaturas de operação e, consequentemente apresentarem maior índice de falhas/defeitos. 0010 Em virtude disso, toma-se de extrema importância a utilização de sistemas de refrigeração altamente eficientes nos transformadores de energia elétrica em operação, o que justifica o desenvolvimento de dispositivos de laboratório, em escalas reduzidas, que permitam a reprodução desses sistemas de refrigeração, ou seja, com o material teste aquecido imerso num líquido com temperatura inferior objetivando refrigerá-lo. 0011 Ressaltando-se que, durante a operação de um transformador de energia elétrica o líquido isolante passa por um processo de envelhecimento ou degradação, resultado da solicitação por elevação de temperatura, ação do oxigênio e contato com materiais presentes na sua construção como os metais (ferro e cobre). Como consequência, ocorre a deterioração das propriedades isolantes do líquido isolante. Os subprodutos oriundos da degradação do líquido isolante, como óleo mineral, óleo vegetal isolante (éster natural) e éster sintético, promovem a aceleração do processo degradativo da isolação sólida, podendo levar também a formação ou não de borra (material insolúvel que se deposita sobre os emolamentos, aumentando a temperatura da parte ativa). 0012 A partir do monitoramento da condição do líquido isolante de transformadores de energia, medido por meio de diversos parâmetros físico-químicos, é possível avaliar se as características do fluido estão comprometidas pela comparação dos valores medidos com valores limite estipulados em normativas técnicas, de tal forma que seja necessária à troca ou o tratamento desse fluido. 0013 Contudo, os testes de envelhecimento acelerado realizados pelos métodos tradicionais amplamente conhecidos pelo atual estado da técnia provocam a deterioração tanto do líquido quanto da isolação sólida na mesma condição térmica, e o líquido degradado pode acelerar ainda mais a degradação do material isolante em condições atípicas às observadas na prática. 0014 Nesta linha de ação, tem se tomado imprescindível para as concessionárias de energia elétrica, assim como para as empresas que fabricam e utilizam transformadores de energia elétrica em geral, a estruturação de um versátil, prático, seguro e preciso dispositivo que permita a realização de ensaios de envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos em condições térmicas controladas, possibilitando avaliar o efeito dessa composição no desempenho físico, químico e mecânico dos materiais sob investigação, simulando condições operativas de transformadores de energia elétrica. 0015 Em uma ampla análise da literatura com o intuito de se estabelecer o estado da técnica vigente frente a dispositivo para envelhecimento materiais, primordialmente envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos, objeto da presente patente, não foram descritos documentos relevantes ao estado da técnica que relacionem o objeto específico reivindicado na presente patente, ou seja, um dispositivo de envelhecimento acelerado capaz de acelerar os processos de degradação/envelhecimento dos diversos materiais como os polímeros, materiais isolantes, resinas, metais, elastômeros e tintas que compõem os equipamentos elétricos como os transformadores de energia elétrica imersos em um determinado fluido líquido ou gasoso, submetido a uma condição térmica específica, ajustada e controlada, em atmosfera controlada ou não, e assim estudar o comportamento desses materiais nessas condições pré-estabelecidas. 0016 Deste modo, a patente em apreço caracteriza-se por reunir componentes e processos em uma concepção diferenciada, a qual atenderá as diversas exigências que a natureza da utilização demanda, ou seja, proporcionar a representação das condições térmicas de operação de um transformador de energia em escala reduzida durante a operação normal e anormal do mesmo. Concepção esta que garante um dispositivo de envelhecimento acelerado de grande eficiência, funcionalidade, resistência, durabilidade, segurança, versatilidade, precisão, economia e ergonomia em razão das excelentes qualidades técnicas agregadas, o que proporciona vantagens e melhorias nos procedimentos de representação das condições térmicas de operação de um transformador de energia elétrica em escala reduzida durante a operação normal/anormal deste quando em funcionamento em uma subestação de energia elétrica e, cujas características gerais, diferem das demais formas e modelos amplamente conhecidos pelo atual estado da técnica. 0017 A presente patente consiste no emprego de um moderno, eficiente, seguro e funcional dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos formado por um conjunto de soluções físico-químicas e elétricas corretamente incorporadas, compondo um dispositivo de envelhecimento acelerado completo e diferenciado com design exclusivo, detalhes de ótimo acabamento e características próprias, que incorpora uma estrutura própria e específica do tipo eletroeletrônica, de elevada durabilidade e resistência, formato cilíndrico e contendo perfeitamente integrados e simetricamente dispostos entre si um tanque como elemento de estruturação dispositivo de envelhecimento acelerado, uma serpentina como elemento de refrigeração de óleo, uma tampa como elemento de vedação superior do tanque, uma válvula de segurança de alívio de sobrepressão como elemento de liberação do conteúdo gasoso interno frente a pressão gerada, uma válvula de enchimento como elemento de retenção frente aos vazamentos no acoplamento/desacoplamento da mangueira de preenchimento, um manômetro como elemento de controle da pressão do gás no interior do tanque, uma resistência como elemento de aquecimento do material sob investigação, um controlador de temperatura como elemento de controle da temperatura da resistência e uma bomba como elemento de circulação de óleo no interior da serpentina, de modo a viabilizar a formação de um conjunto único, completo e seguro, cujas formas e disposições internas e externas possibilitam a perfeita adaptação aos mais diversos tipos de transformadores de energia elétrica e fluidos líquidos ou gasosos em geral, sendo especialmente projetado para estes fins com geometria própria. 0018 Desta forma, a concepção geral do presente dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos, objeto da presente patente, é baseada totalmente na sua estruturação simples e robusta com um mínimo necessário de componentes e funcionamento extremamente simplificado, seguro e otimizado, aliado aos procedimentos de manufatura e manutenção bastante práticos, de modo a gerar um dispositivo de envelhecimento acelerado prático e eficiente capaz de realizar o envelhecimento acelerado de materiais como o papel isolante, imersos em fluidos líquidos como óleos isolantes ou gasosos como gases isolantes, na presença ou ausência de catalisadores como o cobre metálico, objetivando acelerar o processo de degradação e de simular a composição interna de um transformador de energia, sob determinadas condições controladas de temperatura do material sólido bem como do meio líquido e ainda, sob atmosfera controlada, isto é, avaliar o desempenho do material sob investigação em diferentes condições térmicas, em diferentes atmosferas e em diferentes meios (líquidos ou gasosos). 0019 De forma mais especifica, o dispositivo de envelhecimento acelerado busca proporcionar um dispositivo representativo das condições térmicas de operação de um transformador de energia em escala reduzida, que permita a simulação de condições térmicas impostas aos materiais que compõem esse equipamento durante a operação normal e anormal do mesmo quando em funcionamento em uma subestação de energia, isto é, possibilite realizar: 0020 - o envelhecimento acelerado de materiais imersos em líquidos, de modo a avaliar o efeito da temperatura no desempenho desses materiais quando imersos em determinados líquidos, sob condições controladas de temperatura e de atmosfera; 0021 - a reprodução no interior do dispositivo de envelhecimento acelerado de condições térmicas similares as que são impostas aos materiais que compõem equipamentos elétricos durante a operação normal e anormal dos mesmos quando em funcionamento em uma subestação de energia; 0022 - a aceleração dos processos de degradação/envelhecimento de qualquer material imerso em determinado líquido, visando à formação, e subsequente análise, dos produtos de degradação do material sob investigação; 0023 - o teste dos materiais isolantes como papéis isolantes, pressboard ou presspan, resinas, elastômeros e tintas entre outros antes de serem usados em aplicações específicas, como em equipamentos elétricos; 0024 - a obtenção de dados com maior assertividade por se tratar de um modelo reduzido que simula as condições térmicas da operação de um transformador de energia, onde ocorre a troca térmica entre a parte sólida (papel isolante) e a parte líquida (óleo isolante); e 0025 - simular tanto as condições de envelhecimento normal quanto anormal dos materiais constituintes do equipamento elétrico como um transformador de energia elétrica. 0026 Neste contexto, o presente dispositivo de envelhecimento acelerado baseia-se na aplicação de componentes e processos em uma concepção diferenciada, sem, no entanto, atingir um alto grau de sofisticação e complexibilidade, tomando possível solucionar alguns dos principais inconvenientes das demais formas e modelos conhecidos pelo atual estado da técnica e empregados nos procedimentos de envelhecimento acelerado de materiais imersos em líquidos como avaliação dos efeito da temperatura no desempenho desses materiais sob condições controladas de temperatura e de atmosfera, que se situam em uma faixa de trabalho na qual são muito frequentes as formas e/ou modelos que apresentam dificuldades de utilização e aplicação, baixa eficiência e performance, acidentes rotineiros, elevada insegurança, grande deterioração e fragilidade, pouca durabilidade e resistência, baixa versatilidade, elevada imprecisão, elevadas perdas, nenhuma ergonomia, baixo rendimento e irrisória performance, custo bastante elevado, manuseio complexo, elevada manutenção, grande desperdício de tempo e manufatura complexa. 0027 Os objetivos, vantagens e demais características importantes da patente em apreço poderão ser mais facilmente compreendidas quando lidas em conjunto com as figuras em anexo, nas quais: 0028 A figura 1 representa uma vista esquemática do dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos. 0029 A figura 2 representa uma vista esquemática simplificada do dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos. 0030 A figura 3 representa uma vista em perspectiva dos componentes do dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos - tanque com tampa, bomba e serpentina. 0031 A figura 4 representa uma vista em perspectiva do tanque do dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos na disposição demonstrando a tampa aberta e a resistência acoplada. 0032 Como se infere nas figuras em anexo que ilustram e integram o presente relatório descritivo da patente de invenção de "Dispositivo para Envelhecimento Acelerado de Materiais Imersos em Fluidos Líquidos ou Gasosos", na figura 1 é apresentado o mesmo de um modo geral, compreendido por um dispositivo de envelhecimento acelerado (1) completo e de características próprias, que incorpora uma estrutura própria e específica do tipo eletroeletrônica, de elevada durabilidade e resistência, formato cilíndrico, formas e disposições internas e externas que se adaptam aos mais diversos tipos de transformadores de energia elétrica e fluidos líquidos ou gasosos em geral, e contendo perfeitamente integrados e simetricamente dispostos entre si um tanque (2) de formato cilíndrico em aço inox ou alumínio de alta dureza, disposto vertical e simetricamente em toda a extensão do dispositivo de envelhecimento acelerado (1) e possuindo um conjunto de entrada e saída (2A) dispostas simetricamente nas faces laterais e uma serpentina (2A) disposta vertical e simetricamente no interior do tanque (2); uma tampa (3) de formato cilíndrica em aço inox ou alumínio de alta dureza, disposta horizontal, paralela e simetricamente sobre toda a extensão da face superior do tanque (1) através de parafusos e possuindo um conjunto de entrada e saída (3A) dispostas simetricamente na face superior da tapa (3), um sistema de vedação progressiva e abertura total disposta simetricamente ao redor de toda a extensão das extremidades inferiores da tampa (3) como acesso aos materiais sob investigação, uma válvula de segurança de alívio de sobrepressão (3B) de formato similar a um "T" e disposta vertical e simetricamente transpassando a tampa (3) como liberação do conteúdo gasoso interno frente a pressão gerada, uma válvula de enchimento (3C) em formato similar a um bico tipo engate rápido e disposta vertical e simetricamente transpassando a tampa (3) como retenção dos vazamentos no acoplamento/desacoplamento da mangueira de preenchimento conectada ao cilindro com o fluido a ser inserido no interior do tanque (2), um manômetro (3D) disposto vertical e simetricamente transpassando a tampa (3) como controle da pressão do gás no interior do tanque (2), uma resistência ou termopares (3E) disposta vertical e simetricamente no interior do tanque (2) e transpassando por suas extremidades superiores a tampa (3) como aquecimento do material sob investigação disposto ao seu redor, um controlador de temperatura (3F) disposto vertical e simetricamente transpassando a tampa (3) como controle da temperatura no interior do tanque (2); e uma bomba (4) disposta interligando as extremidades de entrada e saída da serpentina (2A) com meio circulante de óleo no interior da serpentina (2A). 0033 O dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos, de acordo com as necessidades de aplicação pode conter a serpentina (2) disposta simetricamente na parte externa tanque (2) ou extema/intema o tanque (2), sendo esta definição de disposição dependente da troca térmica necessária para refrigerar o fluido, de modo que, quando disposta interna permite a circulação de meio refrigerante pela mesma visando acelerar a refrigeração do fluido e quando disposta externa permite a circulação do fluido pela mesma e refrigerada em meio refrigerante 0034 O dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos, de acordo com as necessidades de aplicação pode conter a válvula de segurança de alívio de sobrepressão (3B), a válvula de enchimento (3C) e o manômetro (3D) na face lateral do tanque (2) ao invés da tampa (3), como demonstra a figura (1) em anexo. 0035 O dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos através de sua válvula de segurança de alívio de sobrepressão (3B) atua a partir de uma pressão ajustável entre 1 a 10 Bar, liberando o conteúdo gasoso interno para aliviar a pressão gerada no interior do tanque (2). Como o dispositivo de envelhecimento acelerado (1) pode ser aquecido a elevadas temperaturas, a pressão interna pode aumentar até 10 Bar, dependendo da temperatura imposta, e a pressão deve se manter abaixo do valor limite de 10 Bar de modo a evitar explosão. 0036 O dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos permite realizar ensaios de envelhecimento acelerado em altas temperaturas de até mil graus Célsius e em diferentes pressões até 10 Bar, de forma a simular condições extremas dos equipamentos elétricos em operação, reproduzindo efeitos térmicos aplicados aos materiais utilizados em equipamentos elétricos isolados a óleo ou gás. 0037 O dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos possui alta resistência mecânica, química e à temperatura, podendo ser reutilizado indefinidas vezes e ser aplicado para testes com qualquer tipo de fluido líquido ou gasoso, visando o estudo da interação deste com diferentes tipos de materiais ou vice-versa. 0038 O dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos contendo os materiais sob investigação como materiais isolantes sólidos, tintas e metais entre outros pode ser operado em diferentes temperaturas, ajustadas e controladas, e em diferentes atmosferas, de forma a simular condições operativas de equipamentos de energia. 0039 Pode-se concluir que, o dispositivo de envelhecimento acelerado possibilita acelerar os processos de degradação/envelhecimento de quaisquer materiais que compõem os equipamentos elétricos como, por exemplo, as resinas, metais, elastômeros, polímeros e alumina entre outros, que estão em contato direto com os fluidos líquidos ou gasosos, durante as operações rotineiras de um equipamento elétrico. Dessa forma, é possível avaliar e prever com precisão o comportamento desses materiais em condições normais e anormais de operações nos equipamentos elétricos como um todo. 0040 Na prática, esses materiais como, por exemplo, os polímeros constituintes dos sistemas de vedação de equipamentos elétricos isolados a gás ou óleo, que atuam como barreiras entre o gás ou óleo e o meio ambiente, e/ou entre o gás e o óleo, podem se degradar ao longo do tempo em contato com este meio líquido ou gasoso que está dentro do equipamento elétrico, perdendo suas propriedades de vedação, permitindo então que o fluido líquido ou gasoso vaze em parte para o meio ambiente compreendido. 0041 Dessa forma, toma-se de suma importância que os materiais sejam devidamente testados antes de serem aplicados nos equipamentos elétricos, para proporcionar um bom desempenho aos equipamentos elétricos, visando evitar falhas, de modo a reduzir os riscos para as pessoas que trabalham diretamente com os equipamentos elétricos, bem como resguardar as pessoas que vivem nas redondezas de subestações de energia elétrica. 0042 O dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos, por possuir os seus componentes totalmente integrados entre si, nada se desprega e nada tem para quebrar ou entortar, alcança-se um alto índice de performance e eficiência, aliado a alta durabilidade e absoluta segurança. Depois de totalmente integrados entre si, os componentes ficam presos e coesos, impedindo desta maneira que se soltem sozinhos quando em uso, ficando o conjunto totalmente disponível para os procedimentos de representação de um transformador de energia elétrica em escala reduzida simulando as condições térmicas impostas aos materiais que o compõem durante seu funcionamento. Desta maneira, o dispositivo de envelhecimento acelerado (1) pode ser utilizado sem preocupação de quaisquer naturezas, principalmente quanto à durabilidade e segurança dos seus componentes, além da segurança dos usuários. 0043 Pelo tudo que foi exposto trata-se de um equipamento físico-químico que será bem recebido pelas concessionárias de energia elétrica e empresas que fabricam e utilizam transformadores de energia elétrica em geral, pois o dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos apresenta inúmeras vantagens, tais como: grande segurança, confiabilidade e agilidade na aplicação; grande rendimento e performance na sua aplicação em virtude de sua concepção geral; elevado conforto, comodidade e segurança aos usuários; altíssima resistência e durabilidade geral, aliado a um baixo ou nenhum desgaste do conjunto como um todo; custos totalmente acessíveis o que possibilita uma ótima relação custo/benefício; prática e segura utilização por qualquer técnico; grande faixa de alcance; baixíssima e prática manutenção geral; perfeita e direta reprodução em escala reduzida aos mais diversos tipos de transformadores de energia elétrica em geral; elevada precisão operacional; peso e dimensões gerais totalmente compatíveis; elevada ergonomia operacional; e a certeza de se ter um dispositivo de envelhecimento acelerado (1) que atenda plenamente as legislações e normas vigentes e as condições básicas necessárias a sua aplicação como segurança, precisão e otimização. 0044 Todos estes atributos permitem classificar o dispositivo para envelhecimento acelerado de materiais imersos em fluidos líquidos ou gasosos, como um meio totalmente versátil, eficiente, prático e seguro para o envelhecimento acelerado dos mais diversos tipos de materiais imersos em uma vasta gama de fluidos como avaliação do efeito da temperatura no desempenho desses materiais quando imersos em determinados fluidos sob condições controladas de temperatura e de atmosfera, pelos mais diversos usuários e nos mais diversos tipos de locais, independente das características gerais que estes possam apresentar, sendo ainda de grande facilidade de aplicação e manuseio, aliada a grande performance e excelentes características gerais; contudo as medidas e quantidades podem variar de acordo com as necessidades gerais de cada aplicação."DEVICE FOR ACCELERATED FILLING OF MATERIALS IMMERSED IN LIQUID OR GASEOUS FLUIDS" 001 Refers to this invention patent to physical-chemical equipment in general, more specifically to a device for accelerated aging of materials immersed in liquid or gaseous fluids that according to its general characteristics, its basic principle is to provide the formation of an accelerated aging device in its own specific structure of the electromechanical type based on a tank with outlets and cooling coil and a cover with safety and filling valves, pressure gauge and electrical resistance, in order to make possible in an extremely practical, safe and precise way a complete optimization in the procedures of representation of the thermal conditions of operation of a small scale electric power transformer that simulates the thermal conditions imposed on the materials that make up the transformed during normal and abnormal operation of the same when operating in an electrical substation and, based on an accelerated aging device of great resistance, safety and versatility. 002 With design and specific format and easy access for better adaptation and user safety, practicality in handling and functionality, very affordable costs and, due to its general characteristics and dimensions, easily adaptable to a wide range of power transformers electrical and its materials, liquid or gaseous fluids, technicians and locations in general, regardless of the characteristics they may present. 003 IEEE Std C57.100 (Standard Test Procedure for Thermal Evaluation of Insulation Systems for Liquid Immersed Distribution and Power Transformers), revised in 2011 (IEEE, 2011), is known, which defines the basic procedures for class determination thermal insulation of new insulation systems, which, defined for the application of this standard, includes thermostabilized kraft paper, pressboard and mineral insulating oil, being in this review, the procedure to determine the thermal class of new insulation systems (candidate system), based on the use of a reference system (industry proven system). 004 This procedure requires that, initially, the aging of the reference system be carried out at different temperatures in closed test cells, stored in a greenhouse. The test cells remain in the greenhouse for a specific time, previously determined by the Arrhenius curve. On the aged reference paper samples, mechanical tensile strength tests must be carried out to determine the remaining percentage of the mechanical resistance of the paper or the degree of polymerization, and then the test results are evaluated together. This value of the remaining tensile strength and or the degree of polymerization are then used as end-of-life criteria for the new insulating system to be investigated. 005 In this line, this standard defines a different list of materials for distribution and power transformers. In this type of experiment, both the test material and the medium in which it is inserted, for example, the insulating liquid, are subjected to the same test temperature, not representing the operating condition of an energy transformer, where the liquid insulating medium it is at relatively lower temperatures than the solid insulating medium - insulating paper of the emollations. 006 The basic criterion that limits the load capacity of the transformer and its useful life is partially determined by the equipment's capacity to dissipate the heat generated internally to the surroundings. The temperature of the hottest point of the transformer is considered to be one of the most significant parameters in determining its loading capacity. The insulating oil, used in the transformer, has the function of insulating and cooling the active part of the transformer (insulating paper and windings). Therefore, in the case of laboratory simulations, it is essential to reproduce conditions where the liquid medium is able to cool the material under investigation, and this condition is not met by traditional methodologies for the aging of the insulating paper / oil system widely known by the current state of the art. . 007 It is known that the solid insulation (insulating paper) reaches the end of its useful life due to the reduction of its mechanical resistance caused by wear, short circuits, mechanical movements and, mainly, operations at high temperatures, resulting from non-occurrences controlled and that can cause an electrical failure. Under nominal operating conditions the paper has characteristics that behave in a predictable way until the end of its useful life, however, in the field operation of the power transformers, it is not possible to satisfactorily know how close the paper is to the end its useful life. This is because the remaining life of the paper is influenced by the variation of several parameters. 008 Likewise, the analysis of the useful life of the insulating paper depends on the estimation of the internal temperatures of the transformer, as it is by monitoring them that thermal aging is monitored. There are several theoretical models in the literature that relate the degree of polymerization of solid insulation with the life expectancy of the equipment. However, these theoretical models were obtained, in the great majority, from accelerated aging tests carried out in the laboratory, where the insulating liquid and the insulating paper were aged in the same thermal condition, different from what occurs in practice. And, because of this, these theoretical models are in most cases not very assertive. 009 Thermal degradation of the insulating papers of an electrical transformer occurs even under normal operating temperatures. However, this process is accelerated when changes in normal operation cause overheating of specific points, or even the entire transformer. In this context, transformers that have special designs of their cooling systems to be in accordance with the installation location, may have higher operating temperatures and, consequently, have a higher failure / defect rate. 0010 As a result, it is extremely important to use highly efficient refrigeration systems in electrical transformers in operation, which justifies the development of laboratory devices, on small scales, that allow the reproduction of these refrigeration systems, that is, with the heated test material immersed in a liquid with a lower temperature in order to cool it. 0011 It should be noted that, during the operation of an electric power transformer, the insulating liquid undergoes an aging or degradation process, resulting from the request for temperature rise, oxygen action and contact with materials present in its construction such as metals ( iron and copper). As a consequence, the insulating liquid deteriorates the insulating properties. By-products resulting from the degradation of the insulating liquid, such as mineral oil, insulating vegetable oil (natural ester) and synthetic ester, promote the acceleration of the degradative process of solid insulation, which may also lead to the formation or not of sludge (insoluble material that is deposited on emolations, increasing the temperature of the active part). 0012 From the monitoring of the condition of the insulating liquid of energy transformers, measured by means of several physical-chemical parameters, it is possible to evaluate whether the characteristics of the fluid are compromised by comparing the measured values with limit values stipulated in technical regulations, in such a way. necessary for the exchange or treatment of this fluid. 0013 However, the accelerated aging tests carried out by traditional methods widely known by the current state of the art cause the deterioration of both the liquid and the solid insulation in the same thermal condition, and the degraded liquid can further accelerate the degradation of the insulating material under atypical conditions to those observed in practice. 0014 In this line of action, it has become essential for electric power concessionaires, as well as for companies that manufacture and use electric power transformers in general, the structuring of a versatile, practical, safe and precise device that allows the realization of accelerated aging tests of materials immersed in liquid or gaseous fluids under controlled thermal conditions, making it possible to evaluate the effect of this composition on the physical, chemical and mechanical performance of the materials under investigation, simulating the operating conditions of electric power transformers. 0015 In a wide analysis of the literature in order to establish the current state of the art in front of a device for material aging, primarily accelerated aging of materials immersed in liquid or gaseous fluids, the object of this patent, no documents relevant to the state of technique that relate the specific object claimed in the present patent, that is, an accelerated aging device capable of accelerating the degradation / aging processes of various materials such as polymers, insulating materials, resins, metals, elastomers and paints that make up the electrical equipment such as electric power transformers immersed in a given liquid or gaseous fluid, subjected to a specific thermal condition, adjusted and controlled, in a controlled atmosphere or not, and thus study the behavior of these materials in these pre-established conditions. 0016 In this way, the patent under consideration is characterized by bringing together components and processes in a differentiated design, which will meet the various requirements that the nature of the use demands, that is, provide the representation of the thermal conditions of operation of an energy transformer on a small scale during normal and abnormal operation. This conception guarantees an accelerated aging device of great efficiency, functionality, resistance, durability, safety, versatility, precision, economy and ergonomics due to the excellent added technical qualities, which provides advantages and improvements in the procedures for representing the thermal conditions of operation of a small-scale electric power transformer during normal / abnormal operation when operating in an electric power substation and, whose general characteristics, differ from other forms and models widely known by the current state of the art. 0017 The present patent consists of the use of a modern, efficient, safe and functional device for accelerated aging of materials immersed in liquid or gaseous fluids formed by a set of correctly incorporated physical-chemical and electrical solutions, composing a complete and accelerated aging device. differentiated with exclusive design, details of great finish and its own characteristics, which incorporates its own specific structure of the electro-electronic type, of high durability and resistance, cylindrical shape and containing perfectly integrated and symmetrically arranged a tank as an element of structuring aging device accelerated, a coil as an oil cooling element, a cap as a top sealing element for the tank, an overpressure relief valve as an element for releasing the internal gaseous content in the face of the pressure generated, an e filling as a retaining element against leaks in the coupling / uncoupling of the filling hose, a pressure gauge as a gas pressure control element inside the tank, a resistance as a heating element for the material under investigation, a temperature controller as a heating element. resistance temperature control and a pump as an oil circulation element inside the coil, in order to enable the formation of a unique, complete and safe set, whose internal and external shapes and dispositions allow the perfect adaptation to the most diverse types of electric power transformers and liquid or gaseous fluids in general, being specially designed for these purposes with its own geometry. 0018 In this way, the general design of the present device for accelerated aging of materials immersed in liquid or gaseous fluids, object of the present patent, is based entirely on its simple and robust structure with the minimum necessary components and extremely simplified, safe and optimized operation , combined with very practical manufacturing and maintenance procedures, in order to generate a practical and efficient accelerated aging device capable of accelerating the aging of materials such as insulating paper, immersed in liquid fluids such as insulating oils or gaseous as insulating gases, presence or absence of catalysts such as metallic copper, aiming to accelerate the degradation process and to simulate the internal composition of an energy transformer, under certain controlled conditions of temperature of the solid material as well as of the liquid medium, and even, under controlled atmosphere, this is, evaluate the and performance of the material under investigation in different thermal conditions, in different atmospheres and in different media (liquid or gaseous). 0019 More specifically, the accelerated aging device seeks to provide a device representative of the thermal operating conditions of a small-scale energy transformer, which allows the simulation of thermal conditions imposed on the materials that make up this equipment during normal and abnormal operation of the same when operating in a power substation, that is, make it possible to perform: 0020 - accelerated aging of materials immersed in liquids, in order to evaluate the effect of temperature on the performance of these materials when immersed in certain liquids, under controlled conditions of temperature and atmosphere; 0021 - the reproduction inside the accelerated aging device of thermal conditions similar to those imposed on the materials that make up electrical equipment during their normal and abnormal operation when operating in a power substation; 0022 - the acceleration of the degradation / aging processes of any material immersed in a given liquid, aiming at the formation, and subsequent analysis, of the degradation products of the material under investigation; 0023 - the testing of insulating materials such as insulating papers, pressboard or presspan, resins, elastomers and paints, among others, before being used in specific applications, such as electrical equipment; 0024 - obtaining data with greater assertiveness because it is a reduced model that simulates the thermal conditions of the operation of an energy transformer, where the thermal exchange occurs between the solid part (insulating paper) and the liquid part (insulating oil) ; and 0025 - simulate both the conditions of normal and abnormal aging of the materials constituting the electrical equipment as an electrical energy transformer. 0026 In this context, the present accelerated aging device is based on the application of components and processes in a differentiated design, without, however, reaching a high degree of sophistication and complexity, making it possible to solve some of the main drawbacks of other shapes and models known for the current state of the art and used in the accelerated aging procedures of materials immersed in liquids as an evaluation of the effect of temperature on the performance of these materials under controlled conditions of temperature and atmosphere, which are located in a working range in which they are very frequent the shapes and / or models that present difficulties of use and application, low efficiency and performance, routine accidents, high insecurity, great deterioration and fragility, little durability and resistance, low versatility, high imprecision, high losses, no ergonomics, low performance and irrisóri performance, very high cost, complex handling, high maintenance, great waste of time and complex manufacturing. 0027 The objectives, advantages and other important characteristics of the patent under consideration can be more easily understood when read in conjunction with the attached figures, in which: 0028 Figure 1 represents a schematic view of the device for accelerated aging of materials immersed in liquid fluids or gaseous. 0029 Figure 2 represents a simplified schematic view of the device for accelerated aging of materials immersed in liquid or gaseous fluids. 0030 Figure 3 represents a perspective view of the components of the device for accelerated aging of materials immersed in liquid or gaseous fluids - tank with cover, pump and coil. 0031 Figure 4 represents a perspective view of the tank of the device for accelerated aging of materials immersed in liquid or gaseous fluids in the arrangement showing the open lid and the coupled resistance. 0032 As it can be inferred from the attached figures that illustrate and integrate the present specification of the invention patent of "Device for Accelerated Aging of Materials Immersed in Liquid or Gaseous Fluids", in Figure 1 the same is presented in general, understood by a complete accelerated aging device (1) with its own characteristics, which incorporates its own specific structure of the electro-electronic type, of high durability and resistance, cylindrical shape, internal and external shapes and dispositions that adapt to the most diverse types of power transformers. electrical energy and liquid or gaseous fluids in general, and containing perfectly integrated and symmetrically arranged with each other a tank (2) of cylindrical shape in stainless steel or aluminum of high hardness, arranged vertically and symmetrically over the entire length of the accelerated aging device ( 1) and having an input and output set (2A) arranged yes etrically on the side faces and a coil (2A) arranged vertically and symmetrically inside the tank (2); a cap (3) of cylindrical shape in stainless steel or aluminum of high hardness, arranged horizontally, parallel and symmetrically over the entire length of the upper face of the tank (1) using screws and having an inlet and outlet set (3A) arranged symmetrically on the top face of the cover (3), a progressive sealing system and full opening arranged symmetrically around the entire length of the lower ends of the cover (3) as access to the materials under investigation, an overpressure relief safety valve ( 3B) similar in shape to a "T" and arranged vertically and symmetrically through the cover (3) as a release of the internal gas content in the face of the pressure generated, a filling valve (3C) in a shape similar to a nozzle type quick coupling and arranged vertically and symmetrically passing through the cover (3) as leakage retention in the coupling / uncoupling of the filling hose connected to the cylinder with the fluid to be ins inside the tank (2), a manometer (3D) arranged vertically and symmetrically through the cap (3) as a control of the gas pressure inside the tank (2), a resistance or thermocouples (3E) arranged vertically and symmetrically in the inside the tank (2) and passing through its upper ends the cover (3) as heating of the material under investigation arranged around it, a temperature controller (3F) arranged vertically and symmetrically passing through the cover (3) as temperature control in the inside the tank (2); and a pump (4) arranged interconnecting the inlet and outlet ends of the coil (2A) with oil circulating medium inside the coil (2A). 0033 The device for accelerated aging of materials immersed in liquid or gaseous fluids, according to the application needs, may contain the coil (2) arranged symmetrically on the outside of the tank (2) or on the outside / inside of the tank (2). definition of a disposition dependent on the thermal exchange required to cool the fluid, so that when it is internal it allows the circulation of refrigerant medium in order to accelerate the cooling of the fluid and when it is external it allows the circulation of the fluid through it and refrigerated in a refrigerant medium 0034 The device for accelerated aging of materials immersed in liquid or gaseous fluids, according to the application needs, can contain the overpressure relief valve (3B), the filling valve (3C) and the pressure gauge (3D) on the side of the tank (2) instead of the cover (3), as shown in the figure (1) attached. 0035 The device for accelerated aging of materials immersed in liquid or gaseous fluids through its overpressure relief valve (3B) operates from an adjustable pressure between 1 to 10 Bar, releasing the internal gaseous content to relieve the pressure generated inside the tank (2). As the accelerated aging device (1) can be heated to high temperatures, the internal pressure can increase up to 10 Bar, depending on the imposed temperature, and the pressure must be kept below the limit value of 10 Bar in order to avoid explosion. 0036 The device for accelerated aging of materials immersed in liquid or gaseous fluids allows accelerated aging tests to be carried out at high temperatures up to a thousand degrees Celsius and at different pressures up to 10 Bar, in order to simulate extreme conditions of electrical equipment in operation, reproducing effects applied to materials used in electrical equipment isolated by oil or gas. 0037 The device for accelerated aging of materials immersed in liquid or gaseous fluids has high mechanical, chemical and temperature resistance, and can be reused indefinitely and applied for tests with any type of liquid or gaseous fluid, aiming at studying its interaction with different types of materials or vice versa. 0038 The device for accelerated aging of materials immersed in liquid or gaseous fluids containing the materials under investigation such as solid insulating materials, paints and metals, among others, can be operated at different temperatures, adjusted and controlled, and in different atmospheres, in order to simulate conditions operating of energy equipment. 0039 It can be concluded that the accelerated aging device makes it possible to accelerate the degradation / aging processes of any materials that make up electrical equipment, such as resins, metals, elastomers, polymers and alumina, among others, which are in contact direct with liquid or gaseous fluids, during the routine operations of an electrical equipment. In this way, it is possible to accurately evaluate and predict the behavior of these materials under normal and abnormal operating conditions in electrical equipment as a whole. 0040 In practice, these materials, for example, the polymers that make up the sealing systems of electrical equipment isolated by gas or oil, which act as barriers between gas or oil and the environment, and / or between gas and oil , may degrade over time in contact with this liquid or gaseous medium that is inside the electrical equipment, losing its sealing properties, thus allowing the liquid or gaseous fluid to partly leak into the understood environment. 0041 Thus, it is of paramount importance that the materials are properly tested before being applied to electrical equipment, to provide good performance to electrical equipment, aiming to avoid failures, in order to reduce the risks for people who work directly with electrical equipment, as well as protecting people who live in the vicinity of electric power substations. 0042 The device for accelerated aging of materials immersed in liquid or gaseous fluids, for having its components fully integrated with each other, nothing unfolds and has nothing to break or bend, a high performance and efficiency index is achieved, combined with high durability and absolute safety. After being fully integrated with each other, the components are stuck and cohesive, thus preventing them from loosening on their own when in use, making the set fully available for the representation procedures of a small-scale electrical transformer simulating the thermal conditions imposed on the components. materials that compose it during its operation. In this way, the accelerated aging device (1) can be used without concern of any nature, especially regarding the durability and safety of its components, in addition to the safety of users. 0043 For all that has been exposed it is a physical-chemical equipment that will be well received by electric energy concessionaires and companies that manufacture and use electrical energy transformers in general, since the device for accelerated aging of materials immersed in liquid fluids or gaseous has numerous advantages, such as: great security, reliability and agility in the application; great performance and performance in its application due to its general design; high comfort, convenience and safety to users; very high resistance and general durability, combined with low or no wear on the set as a whole; fully accessible costs, which allows an excellent cost / benefit ratio; practical and safe use by any technician; wide range; very low and practical general maintenance; perfect and direct reproduction in reduced scale to the most diverse types of transformers of electric energy in general; high operational precision; overall weight and dimensions fully compatible; high operational ergonomics; and the certainty of having an accelerated aging device (1) that fully complies with the laws and regulations in force and the basic conditions necessary for its application, such as safety, precision and optimization. 0044 All these attributes allow to classify the device for accelerated aging of materials immersed in liquid or gaseous fluids, as a totally versatile, efficient, practical and safe means for accelerated aging of the most diverse types of materials immersed in a wide range of fluids as an evaluation of the effect of temperature on the performance of these materials when immersed in certain fluids under controlled conditions of temperature and atmosphere, by the most diverse users and in the most diverse types of locations, regardless of the general characteristics that they may present, and it is still very easy to apply and handling, combined with great performance and excellent general characteristics; however, measurements and quantities may vary according to the general needs of each application.
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