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AULA 2 GESTÃO DA MANUTENÇÃO DE INSTALAÇÕES Prof. Fábio José Ricardo 2 TEMA 1 – TERMOGRAFIA Em qualquer rotina de manutenção em sistemas elétricos, seja de condutores elétricos, painéis ou equipamentos em geral, um dos primeiros passos para se efetuar um diagnóstico é checar a termografia desses elementos do sistema. A termografia é efetuada por meio do uso de um aparelho denominado termógrafo e consiste em uma técnica que permite mapear um corpo ou região por suas diferenças de temperaturas, para detecção de pontos de possíveis falhas. O termógrafo emite uma foto com uma escala de luz que varia no espectro infravermelho. O ponto de maior temperatura, ou vermelho, indica que alguma anormalidade pode estar presente no sistema ou equipamento. A Figura 1 mostra um exemplo de aparelho termógrafo utilizado para medições. Figura 1 – Exemplo de termógrafo Fonte: Rikobest/Shutterstock. A termografia pode ser aplicada a qualquer elemento, equipamento, em quadros elétricos, cabos e condutores, sistemas de medição, disjuntores etc., pois captará as diferentes temperaturas desses pontos, escalando as cores de acordo com a variação de temperatura que eles apresentem. Caso um ponto esteja com temperatura acima de um limite determinado, isso significa uma possível indicação de necessidade de intervenção, especialmente se essas temperaturas estiverem acima das recomendadas pelo fabricante. A Figura 2 exemplifica a termografia efetuada em um sistema de abastecimento de água. 3 Figura 2 – Termografia em um sistema de abastecimento de água Fonte: Lisin/Shutterstock. Na Figura 2, tem-se uma escala variada de cores, emitidas pela foto do termógrafo. Como tratam-se de motores elétricos e demais equipamentos, não significa que os pontos nas cores amarela e vermelha estejam com necessidade de manutenção, porém podem servir de alerta para a indicação de necessidades de reapertos, verificações de juntas e demais testes necessários. Um termógrafo pode emitir, por meio do seu termovisor, imagens chamadas termogramas, em faixas de temperaturas que podem ir de - 40 ºC até 1.500 ºC. Essas escalas indicam pontos que estão com temperaturas normais, pontos de pouco aquecimento, demonstrando a necessidade de acompanhamento de sua evolução, pontos aquecidos, em que é necessária uma programação de manutenção e, por fim, pontos de muito aquecimento, em que a manutenção deve atuar rapidamente para evitar danos ao sistema ou aos equipamentos. A termografia é realizada apenas apontando-se o equipamento para o ponto em que se deseja efetuar a medição, como se fosse uma câmera normal de fotos, como exemplificado na Figura 3. 4 Figura 3 – Uso de termógrafo Fonte: Sabljak/Shutterstock. Existem vários tipos e marcas de termógrafos no mercado. A maioria dos aparelhos são fabricados para trabalharem com faixas espectrais de 3 a 5 mícrons, índice que determinará a sensibilidade do equipamento e sua aplicação ao uso. Os termógrafos, ou termovisores, permitem ainda que sejam conectados a notebooks para gestão das leituras ou que as leituras possam ser simplesmente descarregadas para análise (Veratti, 2010). A manutenção necessária em um equipamento elétrico ou sistema não denota, necessariamente, o seu desmonte e o seu remonte para a verificação e aplicação das rotinas de manutenção. A termografia, nesse caso, é um aliado importante nos primeiros passos da gestão da manutenção, pois consegue indicar, de forma antecipada, possíveis pontos de necessidade de intervenção sem que o sistema precise ser desmontado ou que a operação seja interrompida para tal, já que a termografia deve ser aplicada com o sistema em funcionamento. Em todos os sistemas que são indicados nas aulas deste curso (painéis elétricos, condutores elétricos e demais sistemas), uma termografia inicial é indicada antes de qualquer outro tipo de intervenção que seja necessária, mesmo as rotinas periódicas previstas em plano de manutenção, operação e controle Pmoc, servindo assim como parâmetro inicial para a programação das manutenções necessárias. 5 TEMA 2 – QUADROS ELÉTRICOS DE BAIXA TENSÃO Em quadros elétricos, uma das primeiras intervenções necessárias, tratando-se de manutenção, é a verificação das temperaturas internas, para detecção de possíveis pontos de anomalias. Essa verificação deve ser feita por intermédio de termografia, que fornecerá dados mais precisos a cada ponto do sistema ou, pelo menos, por meio do uso de um termômetro a laser. Figura 4 – Exemplo de um quadro elétrico Fonte: Nightman1965/Shutterstock. 2.1 Verificação da temperatura de componentes No interior de quadros elétricos, todas as conexões existentes em componentes de proteção, tais como disjuntores, bem como cabos elétricos e seus pontos de conexão, sejam nos equipamentos ou nos barramentos internos, possuem pontos sujeitos a deterioração quando suportam correntes acima do limite indicado pelos fabricantes ou quando algum ponto está com folgas de conexão, demonstrando necessidade de reapertos. Temperaturas acima de 70 ºC para condutores elétricos e 80 ºC para os seus terminais de conexão podem indicar folgas nas conexões, superdimensionamento de condutores elétricos ou corrente acima do limite, desequilíbrio no sistema elétrico, entre as três fases e avarias em equipamentos como motores elétricos e equipamentos, ocasionando o surgimento de correntes elevadas, emendas ou conexões malfeitas no interior dos quadros, entre outras possibilidades. A Figura 5 demonstra um dano em um interruptor elétrico, ocasionado por folga na conexão do condutor. 6 Figura 5 – Dano em equipamento, por aquecimento Fonte: Aydngvn/Shutterstock. 2.2 Identificação de ruídos incomuns Normalmente, folgas em equipamentos e conexões podem fazer aparecer ruídos anormais em painéis, indicando anormalidades em pontos específicos ou até mesmo no interior de disjuntores e demais equipamentos de proteção e comando. Os ruídos são mais comuns em sistemas dotados de contatores para comando de circuitos e disjuntores equipados com bobinas de disparo de abertura e/ou fechamento, porém pode ocorrer em barramentos e demais pontos de um quadro elétrico. 2.3 Verificação de desequilíbrios de tensão Um dos testes mais simples a se realizar, após a termografia, está na relação das tensões entre as fases, neutro e ponto de aterramento. Anomalias no sistema elétrico podem ocasionar possíveis desequilíbrios de tensão elétrica. A verificação é realizada por meio de multiteste, com recomendação do uso de um aparelho True RMS. Uma diferença de tensão de aproximadamente 2,3% pode ser responsável por um desequilíbrio de até 17% de corrente elétrica no sistema, podendo ainda, com isso, elevar a temperatura em mais de 30 ºC da temperatura de trabalho, lembrando que, a cada elevação de 10 ºC da temperatura normal de trabalho, a vida útil do equipamento pode ser reduzida pela metade. 7 2.4 Verificação da corrente nas três fases Complementar à medição de tensão elétrica, faz-se também a verificação, com um alicate amperímetro (ou multiteste alicate), das correntes das fases do painel elétrico, para se detectar possíveis desequilíbrios que possam ser prejudiciais ao sistema. Indica-se verificar todos os circuitos de saída, bem como as correntes gerais do painel. A Figura 6 exemplifica um multiteste normal junto a um amperímetro alicate. Figura 6 – Amperímetro alicate e multiteste de medição Fonte: Mihalec/Shutterstock. Existem disponíveis, também, multitestes alicates, com conexão por meio de cabo sobressalente ao sistema, permitindo que uma quantidade maior de condutores elétricos, bem como de alta seção, seja medida em conjunto. TEMA 3 – MANUTENÇÃO EM QUADROS DESENERGIZADOS Após a verificação inicial dos quadros elétricos, quantoàs medições de temperaturas, de ruídos anormais e de correntes e tensões elétricas, é possível realizar as rotinas necessárias com o painel desenergizado. Se foi efetuada a termografia (ou medição das temperaturas, pelo termômetro a laser), a equipe de manutenção já deve, nesse momento, possuir um mapa dos possíveis pontos que devem sofrer intervenções nos desligamentos dos quadros e manutenção. 8 3.1 Desenergização do quadro elétrico Domo primeiro passo, o quadro elétrico de baixa tensão deve ser totalmente desenergizado, seccionado e ter sua área isolada para não permitir o acesso de pessoas não autorizadas ao procedimento de manutenção. Um sistema (tais como cadeados de disjuntores, travas ou outro sistema) para evitar a reenergização deve ser instalado, prevenindo contra acidentes, e o dispositivo de liberação desse sistema deve ficar, obrigatoriamente, com o responsável pelo procedimento de manutenção, que só liberará o disjuntor principal após certificar- se de que todos os pontos estejam seguros. Após o desligamento, deve-se constatar se há ausência total de tensão no quadro elétrico, em todos os componentes. Caso não seja desligado o ramal alimentador do quadro elétrico, verifica-se se haverá segurança para a manutenção com presença de energia na parte de entrada do disjuntor principal. Caso o ramal seja desligado, o mesmo sistema de segurança deve ser instalado no equipamento a montante desse ramal. 3.2 Limpeza do quadro Após efetuado o passo anterior, o operador pode realizar a limpeza interna do quadro elétrico, dos componentes e barramentos, retirando poeiras e acúmulos de sujeiras que possam causar falhas de isolamento no sistema interno do quadro. A limpeza é realizada apenas com pincel ou aspirador de pó, não sendo aplicado nenhum produto químico para isso. 3.3 Reaperto de conexões Com o sistema desligado, as conexões diversas podem ser reapertadas para se garantir que os pontos estejam bem conectados. Para isso, recomenda- se o uso de um torquímetro e que a força dispendida nos pontos esteja de acordo com a indicação do fabricante. Lembre-se de que, nas rotinas atuais, o reaperto de todos os pontos de conexão de um quadro elétrico já não é mais obrigatório como rotina, desde que a termografia do quadro não indique pontos de atenção. Sem, porém, a termografia ou a medição de temperatura dos pontos, o reaperto é necessário. 9 3.4 Reenergização Após todas as verificações, a limpeza e os reapertos necessários, o painel ou quadro elétrico pode ser religado com segurança. Note que aqui se trata apenas de rotina básica nos quadros de baixa tensão, que inclui reapertos, medições simples e limpeza interna. Além dessas rotinas, são necessárias também as verificações em equipamentos como disjuntores e medidores, descritos mais adiante. O painel, portanto, só pode ser reenergizado quando todos os testes programados no Pmoc forem efetuados. TEMA 4 – DISJUNTORES DE BAIXA TENSÃO Os disjuntores de baixa tensão, de pequeno porte, normalmente, quando apresentam algum ponto de aquecimento ou defeito, são substituídos já em manutenções corretivas. Especificamente os de alta potência devem receber um cuidado especial nos testes e em manutenções preventivas, pois podem ocasionar sérios problemas quando apresentam defeitos ou até propiciar o surgimento de correntes de curto-circuito, não esquecendo que esses pontos possuem um valor alto em relação a esse tipo de corrente. Os testes e ensaios que são realizados nos disjuntores devem seguir normas regulamentadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e pelo setor específico e podem ser realizados de forma elétrica, magnética ou mecânica. Os procedimentos e recomendações dos testes são encontrados em normas nacionais e internacionais como as citadas a seguir: • NBR IEC 60.947-2; • NBR NM 60.898; • NBR 7.118; • IEC 60.898-1. 10 Figura 7 – Exemplo de disjuntor de BT alta potência Fonte: Photo/Shutterstock. Um disjuntor de alta potência, em baixa tensão, deve receber mais do que as simples rotinas de reaperto, limpeza e testes básicos como de tensão e corrente. A seguir, alguns dos procedimentos que devem ser executados na manutenção desses equipamentos: • Realização de limpeza geral. • Desmontagem total de mecanismos e dos polos. • Recuperação e substituição de contatos fixos e móveis, caso necessário. • Prateação de contatos fixos e móveis, caso necessário. • Bicromatização de todas as partes metálicas. • Substituição das juntas de vedação dos polos dos disjuntores. • Manutenção e lubrificação do mecanismo de acionamento. • Testes de rotina (eletromecânicos e operacionais). • Teste de rigidez dielétrica do óleo isolante. • Teste de tempo de abertura, fechamento e simultaneidade dos contatos. • Ensaio de medição de resistência e isolação (esse teste serve para avaliar as condições de isolamento das partes ativas, que conduzem energia, em relação à carcaça do disjuntor e o resultado final deve ter um valor alto de resistência). • Ensaio de medição de resistência ôhmica – contato (esse teste certifica que a condição de fechamento dos contatos do disjuntor esteja adequada. O valor da resistência encontrada deve ser mínimo). • Ensaio de medição de tensão aplicada. • Verificação do comando manual local de abertura e fechamento. 11 • Verificação do carregamento da mola pela alavanca de carregamento da mola. • Verificação da operacionalização das bobinas de abertura e fechamento. • Verificação da sinalização de identificação (mola carregada, mola descarregada, disjuntor aberto, disjuntor fechado e carregamento da mola). • Verificação da operacionalização do carregamento da mola pelo motor (quando existir). • Tempos e simultaneidade de operação. • Certificação de que os contatos de operação do disjuntor abram e fechem. TEMA 5 – EQUIPAMENTOS COMPLEMENTARES DE QUADROS Nos procedimentos de manutenção de quadros elétricos, não se deve esquecer dos equipamentos complementares de proteção, destacando-se os dispositivos de proteção de surtos (DPS) e os dispositivos de proteção diferencial residual (DR). Estes devem ser também vistoriados e, dentro do possível, testados na sua funcionalidade. 5.1 DR Os dispositivos de proteção diferencial residual (DR) devem ser testados quanto ao seu disparo por correntes de curto-circuito e quanto à proteção por descargas à terra, para certificação de que estão conforme as proteções. Todos os DR possuem um botão de teste com a letra T designada sobre eles. Esse botão é uma simulação de fuga de corrente interna ao DR que, uma vez acionado, faz com que ele acione imediatamente e se desarme. Caso isso ocorra, o DR está funcionando corretamente, salientando que os DR de 30 mA, além de incêndios, também protegem os operadores contra choques elétricos. Já os DR de 300 mA apenas protegem as instalações contra incêndios. A Figura 8 ilustra um exemplo de DR de 30 mA, com o respectivo botão de teste na sua parte superior. 12 Figura 8 – Exemplo de DR Fonte: G0d4ather/Shutterstock. O DR pode ser testado, de forma bem simplificada, por meio do botão de teste, sendo as etapas descritas a seguir: • As cargas que estiverem conectadas ao circuito elétrico do DR devem estar recebendo energia (estarem energizadas). O botão de teste deve ser pressionado rapidamente para a realização do teste. Caso você aperte-o de forma prolongada, pode vir a danificar o dispositivo de DR. • Ao acionar o botão de teste, o DR deve atuar imediatamente desligando o circuito elétrico. Caso isso não ocorra, ele pode estar apresentando defeito e, nesse caso, outras verificações adicionais devem ser realizadas. • Após o teste, religar o DR, colocando-o em operação novamente. • Após o teste do DR, pelo botão de teste, caso o circuito elétrico nãotenha sido desligado por ele, não significará que o DR esteja com problemas. Consulte outros procedimentos de testes para a verificação do dispositivo e certificação de se ele está ou não funcionando corretamente. Para que o circuito de teste do DR funcione, alguns de seus polos devem estar ocupados, no mínimo dois deles. Esses polos são específicos, podendo variar de acordo com o modelo e o fabricante. No corpo do DR sempre haverá um diagrama que mostra quais os polos que devem estar ocupados. Para o funcionamento do teste a frequência da rede deve ser a mesma frequência assinalada no componente ou no catálogo disponibilizado pelo fabricante. O DR possui uma tensão de funcionamento que deve ser observada. Caso essa tensão esteja muito baixa ou alta o teste do funcionamento do DR ficará comprometido. Uma medição com multímetro é suficiente para averiguar o valor 13 da tensão no circuito. Caso a carga conectada ao DR esteja apresentando fuga de corrente, o disjuntor ficará desarmado e, em caso de tentativa de religamento, ele vai se desarmar. Uma opção é desligar a carga com fuga e realizar o teste novamente. 5.2 DPS Os dispositivos de proteção contra surtos (DPS) também são importantes equipamentos sobressalentes em quadros elétricos que necessitam de verificação em sua funcionalidade. Normalmente esse dispositivo é equipado com sinalização luminosa nas cores verde (indicando que o DPS está funcionando corretamente) e vermelha (indicando que uma corrente de descarga de alta intensidade danificou o DPS). Caso a cor indicada esteja vermelha, será necessária a substituição do bloco de DPS danificado, pois ele possui um varistor interno que, em caso de sobrecargas provocadas por descargas atmosféricas, se danifica, impedindo seu uso novamente. Lembre-se de verificar se o DPS está instalado corretamente, ou seja, se sua entrada ligada às fases (um DPS para cada fase) e a saída, de todos os blocos, em curto-circuito, estão ligadas ao aterramento. A Figura 9 exemplifica a ligação de um dispositivo de DPS. Figura 9 – Instalação do DR R S T DISJUNTOR DPS R S T aterramento 14 REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério do Trabalho e Emprego. Portaria n. 598, de 7 de dezembro de 2004. Diário Oficial da União, Brasília, 8 dez. 2004. Disponível em: <http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/portariamte598.htm>. Acesso em: 28 set. 2018. COTRIM, A. A. M. B. Instalações elétricas. 4. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2003. CREDER, H. Instalações elétricas. 16. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. MORÁN, A. V. Manutenção elétrica industrial. 2. ed. Salvador: VM, 2005. 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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