Monitoramento de temperatura protege baixa

Jul 19, 2023

A detecção precoce de temperaturas elevadas ajuda a evitar falhas relacionadas a ativos de distribuição de energia e paradas não planejadas. As tecnologias sem fio tornam a implementação desta solução de manutenção preditiva prática e econômica.

A geração elétrica e os sistemas associados de distribuição de alta tensão (AT) e média tensão (MT) são infraestruturas críticas em usinas de energia e outras instalações. O papel crucial desta infraestrutura tem atraído muita atenção e investimento para melhorar a monitorização (ver “Facilitating Predictive Maintenance of Electrical Assets with Pervasive Sensing Strategies” na edição de abril de 2017 da POWER).

O que tem sido negligenciado até certo ponto é a distribuição de energia de baixa tensão (BT) de 600 V e abaixo, que inclui quadros de distribuição, unidades de distribuição de energia, centros de controle de motores e outros ativos elétricos de BT críticos. Eles estão presentes em praticamente todos os locais industriais e comerciais.

A distribuição elétrica de baixa tensão tem um histórico de subinvestimento, o que deixa as empresas expostas a um risco cada vez maior de falhas e interrupções não planejadas – eventos que poderiam ser evitados com as tecnologias de monitoramento disponíveis. As falhas de activos revelam-se sempre dispendiosas para os operadores e são muito mais dispendiosas do que a implementação de tecnologia para fornecer monitorização contínua.

Proprietários e operadores estão dolorosamente conscientes dos custos em dólares fortes e leves associados a interrupções não planejadas. Para além dos custos financeiros, as falhas introduzem sérias preocupações de segurança e riscos desnecessários para os funcionários e operadores de ativos, acarretando custos intrínsecos impossíveis de medir, mas muito significativos.

Ao considerar a ampla variedade de tipos de ativos de BT, os modos de falha raiz da maioria dos equipamentos podem muitas vezes ser previstos e evitados através do monitoramento de um indicador antecedente, que é um aumento inesperado na temperatura, geralmente causado por conexões soltas ou com falha, sobrecarga e corrosão.

Embora os problemas de activos de BT deixados sem identificação e sem tratamento possam resultar numa falha final e súbita sob a forma de um flashover ou de um incêndio, a causa subjacente normalmente progride gradualmente ao longo do tempo. O monitoramento tradicional, se for feito, é periódico e muitas vezes não captura a lenta progressão até a falha.

Este artigo destaca a importância do monitoramento contínuo desses ativos, explica por que a temperatura é a variável de preocupação e descreve como as tecnologias sem fio podem fornecer as melhores soluções de monitoramento de temperatura.

Os ativos elétricos são projetados e classificados de acordo com as rigorosas especificações do American National Standards Institute (ANSI) ou da International Electrotechnical Commission (IEC), com parâmetros operacionais específicos. Conexões soltas, contatos inadequados e corrosão reduzem a área de superfície condutora de corrente, aumentando o acúmulo de calor onde o contato permanece. Quando esse acúmulo de calor excede a temperatura permitida do ativo, avarias maiores são desencadeadas.

No caso menos crítico, uma condição de sobretemperatura simplesmente desaparece sem danificar outros elementos. Contudo, a fase afetada é efetivamente desconectada, resultando em uma perda monofásica a jusante. De maior preocupação é quando o calor excessivo migra para os condutores, eventualmente criando danos no isolamento, levando a um curto-circuito fase-fase ou fase-terra.

Uma conexão solta pode tornar-se intermitente e produzir arcos suficientemente significativos para afetar fases próximas ou estruturas aterradas, iniciando um curto-circuito. Falhas de arco podem criar um arco elétrico extremamente perigoso de plasma altamente condutor à medida que os condutores metálicos são vaporizados, criando uma explosão explosiva em rápida expansão. A onda de choque resultante contém metal fundido e fragmentos, que podem danificar outras partes do equipamento e ferir pessoas próximas.

A temperatura é claramente uma variável chave para prever falhas iminentes. Por esta razão, alguns equipamentos posteriores, como motores, UPSs, equipamentos de rede e painéis de controle, já podem incluir monitoramento de temperatura, alarmes e intertravamentos.