Avaliação de cristal líquido para utilização em sensores de monitoramento de temperatura em conectores elétricos

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, como requisito para a obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais.Nos sistemas de distribuição de energia elétrica são utilizados conectores que devem permitir a passagem de energia elétrica de forma continua e sem interrupções. Porém, nem sempre isso ocorre devido a falhas ocasionadas por montagem inadequada e/ou corrosão dos materiais utilizados, o que reflete na qualidade do serviço prestado. Como tais falhas normalmente envolvem dissipação de calor por efeito Joule, promovendo aquecimento do conector, pode esta característica ser utilizada para a detecção de defeitos com o uso, por exemplo, de câmeras de infravermelho ou termopares. Porém, devido à dificuldade de utilização destes equipamentos, bem como os custos envolvidos, há a necessidade do desenvolvimento de novos dispositivos que facilitem a sua identificação. Novas tecnologias de detecção têm sido estudadas e, dentre elas, destaca-se o uso de materiais termocrômicos, os quais permitem a identificação de pontos quentes de modo simples, dispensando o uso de equipamentos e pessoal especializado. Neste sentido, este trabalho avaliou o desempenho de um cristal líquido termocrômico para o desenvolvimento de um sensor de temperatura em conectores de redes do sistema elétrico. Para avaliação do seu desempenho foram realizados ensaios de degradação térmica e sob radiação ultravioleta, e analisados por métodos espectroscópicos (FTIR, FTIR-HATR, UV-Vis, RMN de 1H) e métodos térmicos (DSC, MOLP). Os resultados indicaram que o cristal líquido utilizado, bem como os componentes de montagem, não apresentaram degradação nas condições de ensaios térmicas e sob radiação ultravioleta, viabilizando seu uso na construção de um sensor de temperatura, inclusive com relação à estabilidade da cor obtida

Evaluation of a Thermochromic Liquid Crystal for Use as a Temperature Sensor for Components of Electrical Systems

<div><p>Connectors used in electrical power distribution systems should allow the passage of electricity continuously and without interruption. However, this does not always occur due to failure caused by improper assembly and/or corrosion of the materials employed, which reflects the quality of service. Notable among the new detection technologies that have been studied to facilitate the identification of defects is the use of thermochromic materials, which allow the easy identification of "hot spots", without the need for specialized equipment and personnel. In this context, in this study, the performance of a thermochromic liquid crystal was evaluated with the aim of developing a temperature sensor for connectors used in electrical power distribution networks. For the evaluation of the performance, thermal and ultraviolet radiation degradation tests were conducted, as well as analysis using spectroscopic (FTIR, FTIR-HATR, UV-Vis, 1H NMR) and thermal (DSC, PLM) techniques. The results indicated that the liquid crystal and the associated components showed no degradation under the test conditions, as well as a good color stability was observed, verifying the viability of the use of these materials for the construction of a temperature sensor. A field test was performed with the devices and was effective for the suggested application.</p></div