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AULA 1 GESTÃO DA MANUTENÇÃO DE INSTALAÇÕES Prof. Fábio José Ricardo 2 TEMA 1 – NR-10 NAS INSTALAÇÕES Neste curso, vamos descrever os principais testes e rotinas de manutenção em equipamentos elétricos, condutores e instalações industriais em geral. Porém, antes de citarmos qualquer tipo de intervenção, bem como suas práticas, é importante iniciarmos com a revisão de conceitos da Norma Regulamentadora n. 10 (NR-10), que rege a segurança em instalações e serviços em eletricidade. Nesse sentido, a Portaria n. 598 do Ministério do Trabalho e Emprego (MTE) altera a NR-10 até então vigente (Brasil, 1978) e “estabelece os requisitos e condições mínimas objetivando a implementação de medidas de controle e sistemas preventivos, de forma a garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores que, direta ou indiretamente, interajam em instalações elétricas e serviços com eletricidade” (Brasil, 2004). A NR-10 ratifica que todos os estabelecimentos, sejam comerciais, industriais e mesmo pequenos comércios, com carga instalada acima de 75 kW, devem conter e disponibilizar, de forma atualizada, o prontuário de instalações elétricas. Este deve atender ao subitem 10.2.3 da norma, que obriga a se manter, atualizados, os esquemas unifilares das instalações, bem como painéis elétricos, equipamentos, sistemas de aterramento (Brasil, 2004). Além do atendimento àquele item, o prontuário também deve conter: a) conjunto de procedimentos e instruções técnicas e administrativas de segurança e saúde, implantadas e relacionadas a esta NR e descrição das medidas de controle existentes; b) documentação das inspeções e medições do sistema de proteção contra descargas atmosféricas e aterramentos elétricos; c) especificação dos equipamentos de proteção coletiva e individual e o ferramental, aplicáveis conforme determina esta NR; d) documentação comprobatória da qualificação, habilitação, capacitação, autorização dos trabalhadores e dos treinamentos realizados; e) resultados dos testes de isolação elétrica realizados em equipamentos de proteção individual e coletiva; f) certificações dos equipamentos e materiais elétricos em áreas classificadas; e g) relatório técnico das inspeções atualizadas com recomendações, cronogramas de adequações, contemplando as alíneas de "a" a "f". (Brasil, 2004) Dessa forma, são garantidas ao operador do sistema ou ao técnico que irá efetuar uma manutenção, como também a outros envolvidos direta ou indiretamente na operação, condições básicas mínimas de segurança. A norma ainda indica as medidas de segurança para proteção individual e coletiva, por meio de normas específicas e regras, bem como lista documentos 3 necessários, tais como plano de manutenção, atestados de saúde física de funcionários, comprovantes de treinamentos, entre outros, para que o sistema de controle seja o melhor possível, englobando o controle das instalações e de proteção coletiva/individual. Assim, certifique-se de que toda a documentação dos envolvidos em determinado projeto está em dia, os treinamentos específicos e gerais, atualizados, de que os funcionários estão aptos a exercer as funções para as quais estão sendo disponibilizados e de que o prontuário de NR-10 está devidamente atualizado e com assinatura de um engenheiro responsável. 1.1 Identificação de local Antes de qualquer manutenção, seja em infraestrutura, cabeamentos ou equipamentos, certifique-se de que toda a área está devidamente sinalizada e isolada, dependendo da função à qual se destina a manutenção e, principalmente, se a manutenção será efetuada com circuitos/equipamentos energizados e, ainda, com possibilidade de circulação de pessoas, não envolvidas no procedimento, próximo à área de risco. Qualifique e identifique corretamente a área de risco, isolando-a conforme determinações da norma NR-10 (Brasil, 2004). Figura 1 – Exemplo de sinalização de painel Fonte: River/Shutterstock. 1.2 Habilitação, qualificação, capacitação e autorização As instalações elétricas dividem-se em classes, conforme o nível de tensão instalado, indo de extrabaixa tensão até extra-alta tensão. Segundo a NR-10 (Brasil, 2004), toda instalação com tensão superior a 50 volts, em corrente 4 alternada, ou com 120 volts, em corrente contínua, deve receber manutenção somente de pessoas devidamente habilitadas para tal, com a devida comprovação dos cursos necessários. Para a NR-10, “É considerado trabalhador qualificado aquele que comprovar conclusão de curso específico na área elétrica reconhecido pelo Sistema Oficial de Ensino”, assim como “[...] profissional legalmente habilitado o trabalhador previamente qualificado e com registro no competente conselho de classe” (Brasil, 2004). E, por fim, “É considerado trabalhador capacitado aquele que atenda às seguintes condições, simultaneamente: a) receba capacitação sob orientação e responsabilidade de profissional habilitado e autorizado, e; b) trabalhe sob a responsabilidade de profissional habilitado e autorizado” (Brasil, 2004). A resolução e a descrição completas das exigências quanto a treinamentos, habilitação, qualificação estão dispostas no item 10.8 da NR-10 (Brasil, 2004). 1.3 Outros itens A NR-10 (Brasil, 2004) ainda trata e faz recomendações quanto aos procedimentos para manutenção de sistemas com risco de explosão e incêndio; de sistemas de segurança, quanto às sinalizações necessárias; e, também, do sistema de trabalho, quanto ao que deve ser exigido e às providências que devem ser tomadas antes mesmo de se iniciar qualquer manutenção. Por fim, a norma cita procedimentos em situações de emergência, planos de evacuação, o que deve ser efetuado em casos envolvendo emergências em instalações elétricas e também as responsabilidades estendidas a todos os envolvidos em um procedimento de manutenção, mesmo que indiretamente (Brasil, 2004). TEMA 2 – TESTES DE ISOLAMENTO EM CONDUTORES ELÉTRICOS Sabemos que existem várias rotinas e tipos de intervenção quando estamos tratando de manutenção em instalações e circuitos elétricos, sejam residenciais, industriais ou comerciais. Aqui, nos ateremos, na maior parte, em rotinas de manutenção e orientações diversas para os casos de manutenção preventiva, ou seja, de rotinas programadas periodicamente nas instalações, em que a sequência e os tipos de intervenção são programados com antecedência. 5 Vale salientar ainda que algumas intervenções corretivas podem ser realizadas nas paradas programadas e executadas, em conjunto com as manutenções preventivas, caso necessário. 2.1 Cabos e circuitos elétricos Cabos elétricos, em instalações industriais, podem apresentar defeitos, principalmente quando sujeitos a sobrecorrentes, sobretensões ou outros itens que infrinjam as normas e recomendações dos fabricantes. 2.1.1 Teste de continuidade Um dos primeiros testes a ser efetuado em cabos elétricos, e o mais simples, está na continuidade dos condutores para verificação se eles possuem rompimentos ou se estão em contato com partes metálicas aterradas. Para isso, será necessário que as extremidades dos condutores sejam desligadas e desconectadas dos equipamentos/disjuntores. Caso você esteja trabalhando testando condutores de seções elevadas, talvez não seja possível realizar a desconexão necessária. Nesse caso, você pode medir o nível de tensão existente entre os condutores (fase, neutro e aterramento). Para isso, utilize um multiteste e efetue as medições necessárias entre os condutores, tanto na saída dos disjuntores e equipamentos de proteção, quanto na extremidade do ramal alimentador ou do equipamento a que ele esteja conectado. É de extrema importância testar se há tensão acima das normas entre cabos fase e/ou neutro e partes metálicas aterradas ou até mesmo com o condutor de proteção ou com o aterramento, pois isso poderá indicar fugasou possíveis rompimentos dos cabos elétricos. Normalmente, rompimentos ocorrem em cantos vivos de eletrocalhas, entradas de painéis e outros pontos susceptíveis ao rompimento da capa protetora de cabos elétricos e, muitas vezes, esses rompimentos não são suficientes para se acionarem os equipamentos de proteção existentes em quadros elétricos, causando fuga de corrente elétrica. 6 Figura 2 – Exemplo de multiteste Fonte: Eaum M./Shutterstock. Recomendamos a utilização de um multiteste true RMS, para que as leituras de tensão e correntes sejam precisas e somadas às componentes harmônicas do sistema, não gerando dúvidas sobre as medições. Os equipamentos de medição, multitestes mais simples, podem apresentar falsas medições de correntes, pois acabam por considerar apenas as correntes fundamentais do sistema. Dependendo do tipo do equipamento, são geradas harmônicas em relação à fundamental, destacando-se a terceira e a quinta harmônicas, que podem ser, em vários casos, as raízes dos problemas encontrados em um mau funcionamento de equipamentos ou interferências. 2.1.2 Teste de resistência de isolação Outro teste recomendado em cabos elétricos é o de resistência de isolamento da capa protetora do condutor. Os condutores, quando sujeitos a condições anormais de trabalho, perdem as características ditadas pelos fabricantes, principalmente quanto à vida útil e à proteção à qual são sujeitos. A temperatura de trabalho de um condutor é de 70 ºC para a maioria dos cabos, com uma temperatura ambiente máxima de 30 ºC, o que, na maioria das vezes, não é observado pelos projetistas e/ou operadores. Dessa forma, não sendo realizada a correção de temperatura, no momento de dimensionamento dos condutores estes podem estar sujeitos a depreciações nas suas condições técnicas. O equipamento para realizar esse tipo de teste é o megohmmeter (que dispõe de vários tipos e modelos existentes no mercado). Esse equipamento irá 7 injetar correntes e tensões em larga escala nos cabos elétricos e irá medir a sua resistência de isolamento, de acordo com as especificações do fabricante. Para tanto, os cabos deverão estar desligados e desconectados das extremidades. O ponto principal desse teste é garantir que não haja fugas de corrente elétrica para partes metálicas, propiciando assim a segurança dos operadores e pessoas que podem entrar em contato com elas. Esse teste também é realizado em equipamentos e cabos de média tensão. Então, antes de medir a resistência: a. Desligue e desconecte os cabos de todas as extremidades, tanto dos equipamentos de proteção quanto das extremidades dos circuitos ligados aos equipamentos. b. Certifique-se de que a temperatura do cabo ou do condutor elétrico esteja acima da temperatura de condensação do ar ambiente. Caso essa condição não seja atendida, os resultados podem ser alterados, pois poderá se formar, na superfície de isolação do condutor, uma camada de umidade na superfície de isolação, fazendo com que os resultados sejam alterados. c. Verifique se não há acúmulo de algum tipo de material que possa alterar ou conduzir as correntes elétricas, no momento do teste, como por exemplo: partículas de carbono ou outras matérias estranhas. Recomendamos uma limpeza inicial, antes das medições, para a remoção de todas as partículas que possam alterá-las. d. Verifique se a tensão que será aplicada por meio do megômetro está compatível com as indicações do fabricante para aquele tipo de teste. Uma tensão muito baixa poderá não identificar possíveis falhas ou rompimentos nos cabos; uma tensão superior poderá gerar uma falsa falha no condutor. e. Garanta que o tempo de descarga do sistema seja de pelo menos cinco vezes o tempo de carga, com tensão injetada no sistema. f. Efetue a leitura das temperaturas do condutor em relação à resistência de isolamento, lembrando que esses dois itens se comportam de forma inversamente proporcional, ou seja: com o aumento da tensão aplicada e do tempo, a temperatura do cabo aumentará e a resistência do isolamento diminuirá. Os valores obtidos devem estar relacionados com as tabelas dos respectivos fabricantes para aquele teste. 8 Figura 3 – Exemplo de megohmMeter Fonte: Winds/Shutterstock. Conforme a fabricante do sistema de termógrafos Fluke (Teste, [S.d.]), a principal variável a se medir, em um teste de isolamento, é a corrente de fuga, na ordem de microampères, que fluirá através da camada de isolamento do condutor, enquanto está sendo realizado o teste. A quantidade de corrente de fuga dependerá da quantidade de alta tensão aplicada pelo equipamento, da capacitância do condutor, da resistência total e da temperatura. Existem três tipos de corrente de fuga: a. Corrente de fuga condutiva: pequena corrente, em microampères, que fluirá na camada isolante do cabo, no momento dos testes. Essa corrente tende a aumentar à medida que a isolação se deteriora; ela é estável e dependente do tempo, por isso é uma das mais importantes variáveis a ser medida. b. Corrente de fuga capacitiva: em circuitos dispostos em conjunto, com dois ou mais cabos, há a predominância do efeito capacitivo nesses cabos, principalmente se a distância do circuito é elevada. Devido a esse efeito, surgem correntes de fuga, chamadas de correntes capacitivas, que também irão fluir pelo isolamento dos condutores, porém essas correntes durarão apenas alguns segundos assim que a alta tensão for aplicada no teste de isolamento do condutor. c. Corrente de fuga de absorção de polarização: esse tipo de corrente surge da polarização das moléculas no interior do material dielétrico do condutor. Também poderá ser medida durante os testes realizados e comparados com os valores ditados pelos fabricantes dos condutores. 9 TEMA 3 – CONDUTORES ELÉTRICOS: TESTE DE PROVA Alguns testes podem ser efetuados nos condutores para se garantir a sua correta instalação como também a sua integridade, principalmente no start-up dos circuitos. Nesses testes não há o diagnóstico de níveis de tensões ou correntes de fuga, por exemplo, pois as tensões injetadas nos cabos, normalmente, são muito maiores do que nos testes precisos. Os testes efetuados em condutores elétricos têm como finalidade a verificação de se eles foram instalados de forma correta, conforme projetos e especificações técnicas, se existe alguma contaminação de produtos, materiais condutores externos depositados na camada isolante etc. 3.1 Teste de prova O teste de prova pode ser executado tanto em condutores quanto em equipamentos elétricos. É realizado, geralmente, com tensão única que varia de 500 a 5.000 volts, por cerca de até um minuto de duração. O objetivo é estressar a isolação dos condutores, provocando assim situações que mostrarão se há microrrupturas ou falhas que possam ocorrer nos cabos, durante o uso e em condições severas. Normalmente aplica-se de 60% a 80% da tensão indicada para testes, considerando condutores novos. Caso essa tensão não seja conhecida (em tabelas de fabricantes), é possível aplicar o dobro da tensão de trabalho máxima do cabo (geralmente impressa no condutor), acrescido de 1.000 volts. Para condutores já utilizados, instalações existentes utilize, para classificação da tensão de teste fase-fase, a tensão DC de teste igual a 0,8165 x a classificação de tensão fase-fase do condutor. Já para classificação da tensão de teste fase-terra, a tensão DC de teste igual a 1,414 x a classificação de tensão fase-terra do condutor. 10 Figura 4 – Exemplo esquemático dos testes de megômetro em cabos elétricos Fonte: Teste, [S.d.], p. 4. Indicações: a. Antes da aplicação da tensão de teste, certifique-se, com auxílio de um multiteste, de que não há presença de tensão ou corrente circulante nos condutores que estão sendo medidos. b. Recomendamosconectar à terra os condutores que não estão sendo sujeitos aos testes naquele momento, para propiciar maior segurança aos operadores. c. Conecte o equipamento ao condutor que deve ser testado e aplique a tensão indicada (poderá levar alguns segundos para que o equipamento estabilize as leituras). d. Teste todos os condutores em relação ao ponto de aterramento e também entre eles. e. Registre os valores de testes obtidos e crie um memorial de dados, com datas dos testes, para comparação futura. f. Se houver falha em algum condutor, certifique-se de que não há presença de umidade, materiais depositados que possam conduzir corrente etc. Permanecendo as falhas sem a presença desses agentes, substitua o condutor que apresentou a falha. 11 TEMA 4 – CONDUTORES ELÉTRICOS: TESTE DE MANUTENÇÃO E PREDIÇÃO O teste de manutenção e predição, realizado em condutores, oferece informações valiosas sobre o possível estado atual dos condutores e também o que pode ocorrer no futuro, se mantidas as suas condições de uso. Esse teste dependerá do nível ou da classe de tensão do condutor, conforme Tabela 1. Os testes efetuados em condutores de excelente qualidade, principalmente em novos, terão como resultado um aumento estável da resistência de isolação devido ao decréscimo de correntes capacitivas e de absorção. A tendência de resistência será decrescente pois, normalmente, a resistência de isolação medida tenderá a ser menor do que os valores registrados anteriormente em outros testes ou na construção do condutor, significando que o estado de envelhecimento do condutor elétrico está em uma curva normal estabelecida ou esperada. Caso a curva seja decrescente, em relação às medições, com comportamento agudo na curva, os testes podem indicar um envelhecimento precoce do cabo elétrico. Também podem indicar que existem falhas em sua isolação ou que falhas inesperadas, durante a operação, possam ocorrer. Tabela 1 – Tensões de teste de manutenção em condutores Classificação de tensão de Isolamento do condutor (volts) Tensão de aplicação de teste no condutor (volts) ~ 0-100 100-250 ~ 440-560 500-1.000 ~ 2.300 1.000 ou acima ~ 4.100 e acima 1.000 ou acima TEMA 5 – CONDUTORES ELÉTRICOS: TESTE DE VOLTAGEM EM PASSOS A finalidade do teste de voltagem em passos é verificar as variações de resistência ôhmica dos condutores em relação a ambientes, quando são aplicadas tensões variadas. Nele, são aplicadas, nos condutores, tensões em níveis diferentes com um período de teste equivalente, normalmente de 60 segundos entre cada medição, medindo-se os valores de resistência de isolamento dos condutores. Após esse tempo, cria-se um gráfico de tempo x resistência. A aplicação de tensões crescentes pode provocar, nos cabos elétricos, o que chamamos de estresse de isolação, podendo indicar, assim, um ponto de 12 possível falha futura ou ruptura da isolação. Um condutor com excelente isolação deve suportar aumentos sobretensão, sem alterar significativamente os valores de sua resistência durante todo o período de testes. Caso o condutor esteja com a isolação contaminada, deteriorada ou quebrada, a aplicação de voltagens de testes mais altas pode ocasionar um decréscimo da resistência de isolamento, pois haverá o aumento do fluxo de corrente elétrica, independente do material de isolação, da capacitância do equipamento e do efeito de temperatura. A diferença entre o teste de manutenção e predição e o de voltagem em passos é que o primeiro se relaciona com a mudança de resistência absoluta (leitura única), com respeito ao tempo, enquanto o segundo tem a finalidade de verificar as curvas de resistência, com respeito a voltagens de teste. Figura 5 – Teste de tensão em passos Fonte: Teste, [S.d.], p. 6. 13 REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério do Trabalho. Portaria n. 3.214, de 8 de junho de 1978. Aprova as Normas Regulamentadoras – NR – do Capítulo V, Título II, da Consolidação das Leis do Trabalho, relativas à segurança e medicina do trabalho. Diário Oficial da União, Brasília, n. 127, p. 10.423, 6 jul. 1978. Disponível em: <http://www.lex.com.br/doc_308880_PORTARIA_N_3214_DE_8_DE_JUNHO_D E_1978.aspx>. Acesso em: 28 set. 2018. BRASIL. Ministério do Trabalho e Emprego. Portaria n. 598, de 7 de dezembro de 2004. Altera a Norma Regulamentadora n. 10, que trata de instalações e serviços em eletricidade, aprovada pela Portaria n. 3.214, de 1978. Diário Oficial da União, Brasília, 8 dez. 2004. Disponível em: <http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/portariamte598.htm>. Acesso em: 28 set. 2018. CREDER, H. Instalações elétricas. 16. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. COTRIM, A. A. M. B. Instalações elétricas. 4. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2003. MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. MORÁN, A. V. Manutenção elétrica industrial. 2. Ed. Salvador: VM, 2005. TESTE de resistência e isolação. Vórtex Equipamentos. Disponível em: <http://www.vortex.com.br/notas/resistencia_%20isolamento.pdf>. Acesso em: 28 set. 2018. VERATTI, A. B. Sistema básico de inspeção termográfica: um novo patamar na relação custo/benefício em termografia. Ebah. Disponível em: <https://www.ebah.com.br/content/ABAAAAmiIAB/sistema-basico-inspecao- termografica#>. Acesso em: 28 set. 2018.
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