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24/08/13 Termografia Aplicaes em Alta Tenso Subestaes - Mecatrnica Atual :: Automao industrial de processos e manufatura

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Termografia Aplicaes em Alta Tenso Subestaes

A Termografia uma tcnica de inspeo no destrutiva, que se baseia na deteco da radiao de Energia

Trmica ou Infravermelha (IV), emitida pelos equipamentos, e que permite conhecer as condies operacionais e

outros itens crticos - como a identificao de componentes aquecidos - sem qualquer contato fsico com os

mesmos.

Atravs de cmeras eletrnicas (Foto 1 - Termovisor capaz de ver a radiao IV) as imagens obtidas

(termogramas) constituem o trunfo maior da termografia.

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O que Inspeo Termogrfica?

A Termografia constitui uma poderosa ferramenta Preditiva usada no diagnstico precoce de falhas e outros

problemas em componentes eltricos em geral, evitando assim, panes e interrupes de energia nas instalaes de

interesse do usurio.

uma tcnica de inspeo no-destrutiva que se fundamenta na deteco e interpretao da radiao trmica

emitida pelos equipamentos inspecionados, permitindo exame e avaliao dos seus componentes sem a

necessidade de qualquer contato fsico com os mesmos.

Os resultados so apresentados instantaneamente durante a inspeo na forma de imagens trmicas ou

termogramas (Foto 2 Transformador de 25MVA com problema na conexo de Entrada do Tranformador).

E, desta forma, so registrados para fins das subseqentes providncias (imediatas ou no) por parte dos



interessados e posterior arquivamento.

Portanto, por sua caracterstica bsica, a Termografia integra-se perfeitamente aos programas de Manuteno

Preditiva de redes e instalaes eltricas em geral, painis, subestaes, motores eltricos, entre outros.

No caso de instalaes e equipamentos eltricos, a inspeo termogrfica busca a identificao / avaliao

daqueles componentes com temperaturas de funcionamento significativamente superiores s temperaturas

especificadas pelos fabricantes.

A elevao anormal das temperaturas de funcionamento de alguns componentes eltricos se deve, principalmente,

a um aumento de resistncia hmica provocado por oxidao, corroso, falta de contato em conexes e

acoplamentos, ou pelo subdimensionamento de condutores e ou componentes (sobrecarga).

Isto faz com que os componentes sobre-aquecidos (defeituosos) destaquem-se na imagem trmica como pontos

quentes, pois encontram-se numa temperatura que, alm de superior temperatura ambiente, situa-se tambm,

acima daquela esperada para componentes idnticos em boas condies de funcionamento (figura 3).

Conceitos adicionais

A Termografia uma tcnica de sensoreamento remoto realizada com a utilizao de sistemas infravermelhos

(radimetros ou termovisores), para a medio de temperaturas ou a observao de padres trmicos diferenciais,

com o objetivo de propiciar informaes relativas condio operacional do equipamento.

A utilizao mais conhecida da termografia a referente a sistemas eltricos, que permite o conhecimento de

diferenciais de periores a 60, pois estes sofrem reduo de emissividade.

A emissividade um dos fatores que influenciam a emisso de radiao, variando de 0 1, de acordo com o ngulo

de visualizao, comprimento de onda e textura do material.

Outros trs pontos a serem destacados so:

1 - o fato de no se fazer anlise de tendncia em componentes eltricos porque possuem carga (corrente) varivel

ao longo do tempo o termograma representa a imagem trmica do componente naquele momento, indicando a



presena ou no do defeito;

2 - o fato de a MTA no depender e no ser varivel com a Temperatura Ambiente dos componentes, j que estes

deveriam estar especificados para trabalhar em ambientes mais quentes se necessrio;

3 - o fato de se adotar uma Emissividade de 0,8 para realizao das inspees em componentes eltricos, por que

a emissividade de diferentes tipos de material varivel, sendo que na prtica adota-se o valor de 0,8 como sendo

um valor mdio.

Lei Zero da Termografia:

melhor estar aproximadamente certo, que absolutamente errado.

Mximas Temperaturas Admissveis (MTAs):

Com relao a componentes eltricos atravs de vrios estudos, chegou-se a uma tabela para Temperaturas

Mximas Admissveis (MTA), registradas pelo Termovisor:

Bobina Contactores 100 140 C

Fusveis(Corpo) 90 110C

Fusveis NH(Garra) 90 C

Rgua de Bornes 70C

Fios encapados(depende isolao) 70 110C

Conexes Metal-Cabo BT 70 90C

Conexes Metal-Metal e barramentos de BT 90C

Seccionadoras AT 50C

Conexes AT 60C

Tais coeficientes de MTA determinam a interveno com urgncia ou no no sistema eltrico.

Normas Utilizadas para a confeco das MTAs:

Norma Petrobrs SC-23 N-2475;

Norma Eletronuclear PN-T12;

MIL STB 2194-SH.

Consiste na deteco de componentes aquecidos em toda rede de energia eltrica (Linhas de transmisso e

distribuio, Subestaes alta tenso, Painis eltricos alta e mdia tenso, entre outros).

Esse aquecimento pode ocorrer devido a um mau contato, oxidao, desgaste ou mesmo sobrecarga de circuito. A

no deteco antecipada desses problemas, provavelmente, resultar numa interrupo do processo produtivo e



conseqentemente nus produo, dentro de um parque fabril.

Manuteno Preditiva em Subestaes - permite antecipar danos que possam causar elevados custos nos

reparos;

Consumo de energia - permite corrigir problemas que causam perda e consumo de energia em excesso;

Tempo - inspeo de uma grande quantidade de equipamentos em curto perodo de tempo;

Avaliao das cargas nos painis eltricos - fcil diagnstico durante o funcionamento dos equipamentos;

Apoio a equipe de manuteno - avaliao da qualidade de servios executados;

Planejamento - permite um prvio planejamento antes da concluso do servio poupando tempo;

Vida til - ao detectar o problema evita-se a queima ou perda desnecessria das peas.

Exemplos de casos em Alta Tenso e Subestaes

Outra vantagem da Termografia em sistemas eltricos o fato dela ser benfica ao esforo para reduo e

conservao de energia eltrica, pois maus contatos em componentes eltricos, provocam perda de energia por

efeito Joule (aquecimento).

Apresentaremos a seguir, exemplos de casos de inspees termogrficas, que representaram manutenes bem

sucedidas evitando danos e perdas significativas, a fim de ratificar a validade do processo. Estes exemplos foram

colhidos em uma empresa de grande porte e registram o ocorrido antes e depois do reparo, formando um histrico

de manuteno.

CASO 1

Fotos do Cabo entre CC381 e TC04 - Fase Vermelha Subestao 69 KV Ptio Interno SB0001.

Antes(31/07/02 - Relatrio Termogrfico N 346/01):

TmaxPonto1

TAmbiente MTA

149.0C

18.0C

60C



Depois(12/08/02):

TmaxPonto1

TAmbiente

MTA

19.5C

18.0C

70C

Servio executado pela Alta Tenso no dia 11/08/02, onde foi substitudo o cabo e os conectores que ligavam a

Seccionadora CC0381 ao TC0004. Constatou-se mau contato em um dos conectores, alm da ocorrncia de

centelhamento entre um dos fios, que compem a malha do cabo substitudo (ver fotos a seguir), causado por folga

entre fios da malha (o que provoca o efeito de espiral na Termografia). Em caso extremo, poderia ocorrer o

rompimento do cabo com formao de arco eltrico.



CASO 2

Fotos da Bucha do Transformador TF115 Subestao SB41

Antes (28/10/02 Relatrio Termogrfico N 435/01):

TmaxPonto1

TmaxPonto2

TAmbiente

MTA

113.4C

90.0C

22.0C

60C



Depois(04/11/02):

TmaxPonto1

Tambiente

MTA

45.1C

20.0C

60C

Servio executado Alta Tenso no final de semana dias 02 e 03/11/02. Constatou-se folga entre a rosca do

parafuso e a porca de fixao da bucha na parte interna do transformador(ver fotos). Caso o aquecimento

continuasse, a porca ficaria soldada no parafuso e nica maneira de concertar seria cortar o parafuso e a porca,

ocorreria vazamento acentuado de leo(a vedao j estava ressequida) com a contaminao do mesmo, seria

necessria a substituio da bucha.

Custo da Operao de Manuteno: aproximadamente R$3.500,00.

Custo da Operao de Manuteno(caso a bucha estivesse danificada): aproximadamente R$8.000,00.



CASO 3

Fotos da Chave Seccionadora CC0107 Subestao SB61.

Antes(30/09/02 Relatrio Termogrfico N 405/03):

TmaxPonto1

TmaxPonto2

TmaxPonto3

Tambiente

MTA

71.1C

55.5C

40.5C

25.0C

60C



Depois(11/11/02 Relatrio Termogrfico N 448/01):

TmaxPonto1

TmaxPonto2

TmaxPonto3

TmaxPonto4

TmaxPonto5

TmaxPonto6

TAmbiente

MTA

37.9C

38.1C

38.4C

37.8C

37.0C

37.4C

25.0C

60C

Este servio foi executado pela Alta Tenso, no 11/11/02. Constatado mau contato entre a mola de presso e

contactos de fixao do fusvel. Foi lixado os pontos de contato e com a mola(estava carbonizando). Este fusveis

alimentam Banco de Capacitores responsvel pela correo do Fator de Potncia da Granalha e Perfis. Possveis

causas se no houvesse o reparo: queima do fusvel , comprometimento da chave e da correo do fator de

potncia.

Custo Estimado para Troca da Chave e dos Fusveis: aproximadamente R$3.500,00.

CASO 4

Fotos do Conector do Disjuntor DJ0362 Fase Branca Subestao 69 KV Ptio Interno TF02.



Antes (22/04/02 09:31 h.):

TmaxPonto1

Tambiente

MTA

434.3C

22.0

60C

Depois (23/04/02 08:42 h.):

TmaxPonto1

TAmbiente

MTA

32.3C

25.0C

60C



Descrio:

O conector do disjuntor de Mdia Tenso DJ0362 da Subestao 69KV Ptio Interno, apresentou ponto quente na

Fase Branca de 434,3 C. O que resultou em uma parada tcnica de emergncia, realizada no mesmo dia (22/04/02

s 17:00hs), para execuo de limpeza e reaperto da conexo. Aps a execuo do trabalho, realizada pela equipe

de Alta Tenso, a temperatura no conector caiu para 32,3 C.

Os principais riscos envolvidos foram:

curto-circuito provocado pelo escorregamento do cabo da conexo, devido a dilatao do mesmo;

estouro da porcelana do disjuntor pelo excesso de temperatura e ou pelo curto-circuito;

queima do Transformador de 25MVA TF0002, motivado pela falta de fase supondo que o disjuntor afetado no

atuasse a tempo;

eventuais danos a equipamentos e componentes dentro da fbrica pela falta de fase;

perda no fornecimento geral de energia eltrica para as unidades por um perodo superior a 24 horas, at a

finalizao dos reparos.



Principais Custos Envolvidos:

Custo de 1 Transformador de 25MVA: aproximadamente R$300.000,00.

Custo de 1 Disjuntor de Mdia Tenso: aproximadamente R$ 50.000,00.

Custo de Toda Empresa Parada por 1 Dia: aproximadamente R$240.000,00.

Obs.: O tempo gasto para realizao desse reparo foi de 43 minutos, o que representou uma perda de

aproximadamente R$7.500,00.

Fotos:

Apresentamos abaixo as fotos do conector, do cabo e dos parafusos de fixao do disjuntor em questo. Elas

demonstram que, mais tardar em 2 dias, o cabo escaparia da conexo devido ao afrouxamento dos parafusos de

fixao e do conector pela dilatao dos mesmos.

Concluso

Conclumos e destacamos a termografia como uma ferramenta de grande valia na rea de Manuteno Preditiva,

que auxilia no aumento da disponibilidade de equipamentos industriais dentro do parque fabril, ajudando no ciclo

produtivo, evitando panes e interrupes da produo e do fornecimento de energia. Alm de contribuir com a

economia e reduo de energia eltrica nos componentes eltricos e, com isto, garantindo um retorno de

investimento.

*Originalmente publicado na revista Mecatrnica Atual - Ano 5 - Edio 26 - Fev/Mar/06

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