Medição da Insolação e Elevação de Temperatura em ParaRaios com Encapsulamento Polimérico
Fonseca, L.G1, Carvalhais, T.B.M² , Ursine , W.A.M³ , Silva, P.C.S4 , Souza , R.R.R5 , Cortez , M.F.B6 , Andrade , R.M7
1 – Leonardo Guimarães Fonseca, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica , [email protected] , pesquisador colaborador do Projeto P&D 235.
2 – Túlio Borel Magalhães Carvalhais , Curso de Graduação em Engenharia Mecânica, [email protected] , Estagiário do Projeto P&D 235.
3 – Wagner Antônio Moreira Ursine , Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica , [email protected] , pesquisador colaborador do Projeto P&D 235.
4 - Paul Campos Santana Silva , Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica , , pesquisador colaborador do Projeto P&D 235.
5 – Rafael Ricardo Ribeiro de Souza , Curso de Graduação em Engenharia Mecânica , [email protected] , Estagiário do Projeto P&D 235.
6 – Márcio Fonte Boa Cortez , Departamento de Engenharia Mecânica , [email protected] , pesquisador colaborador do Projeto P&D 235.
7 - Roberto Márcio de Andrade, Departamento de Engenharia Mecânica, [email protected], coordenador do projeto P&D 235.
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Introdução
Resultados
Para-raios são utilizados para proteger equipamentos de alto valor comercial e
A Figura 2 ilustra a irradiação solar mensurada ao longo do dia.
grande importância para o funcionamento do sistema de distribuição de energia
contra surtos de tensão. Estes dispositivos de segurança estão instalados em
subestações de energia e em linhas de distribuição e, portanto, expostos às
intempéries como chuva, poluição, e à ação do aquecimento pela radiação solar.
O diagnóstico destes equipamentos pode ser feito através de termografia
infravermelha, visando detectar pontos quentes em sua superfície que evidenciem
a presença de defeitos. Entretanto, a radiação solar pode influenciar este processo,
gerando pontos de aquecimento excessivo, mesmo na ausência de defeitos.
Neste trabalho pretende-se avaliar o efeito da radiação solar na temperatura
superficial de um para-raios com encapsulamento polimérico.
Figura 2: Irradiação solar mensurada ao longo do dia.
A Figura 3 ilustra a distribuição de temperaturas no para-raios, ao meio dia.
Metodologia
Foi realizado um experimento para observar o aquecimento de um para-raios sob
influencia apenas da radiação solar e das condições do ambiente. O experimento
consiste em posicionar o dispositivo em um local onde não haja influencia de
sombreamento devido a edificações ou obstáculos naturais, como árvores. A
nebulosidade também é importante nesse aspecto, de forma que é necessário um
dia com céu limpo. A figura 1 ilustra a montagem utilizada:
a)
b)
Figura 3: Temperatura superficial do para-raios, obtida através de termografia.
a) Face voltada para o sol; b)Face sombreada.
A velocidade do vento ao longo do dia apresentou valores desprezíveis, de forma
que o principal efeito de dissipação ocorreu devido à convecção natural.
Os termogramas da figura 3 foram registrados por volta de 12:00 horas, quando a
temperatura ambiente estava proxima a 35ºC. Observa-se temperaturas da ordem
de 50ºC em algumas regioes expostas ao sol, enquanto na regiao sombreada a
b)
a)
Figura 1 – Montagem do experimento. a) Para-raios (ao centro), solarímetros e anel de
sombreamento (à esquerda); b) Abrigo meteorológico.
temperatura maior esta na faixa dos 40ºC.
Conclusões
Conclui-se que o diagnóstico de falha em para-raios pode ser mascarado por
A temperatura do para-raios foi monitorada através da captura de termogramas. A
efeitos de radiação solar, uma vez que a diferença de temperatura ao longo da
irradiação solar foi monitorada utilizando dois piranômetros, sendo um deles
circunferencia do para-raios chegou proxima aos 10ºC. É necessário realizar
responsável pela radiação total, e o outro pela radiação difusa, através de um anel
correções em função da radiação solar nesse tipo de diagnóstico.
de sombreamento. As condições ambientais foram anotadas em um abrigo
meteorológico, utilizando um termo-higrômetro de bancada.
O para-raios foi posicionado sob a ação da radiação solar entre 8:00 horas e 16:00
horas. Nesse período, foram coletadas informações sobre a radiação solar e as
condições do ambiente a intervalos de 15 minutos. Os termogramas foram
Agradecimentos
Os autores agradecem aos financiadores do projeto P&D 235, ANEEL-CEMIG, e à
equipe do LabTerm.
Referências
capturados a intervalos de 1 hora, todos na mesma altura em relação ao solo, em
quatro posições distintas, igualmente espaçadas de 90º.
[1] DUFFIE, J.A. & BECKMAN W.A .; Solar Engineering of Thermal Processes;
Third Edition/2006, Wiley.
[2] INCROPERA, Frank P. & DeWITTD, D. P.; Fundamentos de Transferência de
Calor e Massa, 1990. LTC.