Cientificamente



Baixar 0,51 Mb.
Página1/2
Encontro04.01.2018
Tamanho0,51 Mb.
  1   2




Diagnóstico de Campo da Condição Operativa

de Subestações 138kV através de Termovisão

J.  T.  Barreto  Junior,  S.  G.  de  Carvalho,  M.  J.  de  Oliveira,  H.  J.  A.  Martins  e  A.  N.  da  Silva


Este  estudo  visa  consolidar  cientificamente  a  utilização  da


Resumo-  A  técnica  de  termovisão,  apesar  de  ser  amplamente

utilizada  nas  rotinas  de  manutenção  de  subestações  de  alta  ten-

são,  apresenta  carências  quanto  a  disponibilidade  de  limites

consistentes  e  eficientes  para  diagnóstico  de  equipamentos  de-

feituosos  no  campo.  Este  trabalho  apresenta  resultados  prelimi-

nares  do  estudo  desenvolvido  pela  LIGHT  em  parceria  com  o

CEPEL,  visando  o  diagnóstico  de  defeitos  em  transformadores

de  potência,  disjuntores,  secionadores,  carrier,  TP’s,  TC’s,

TPC’s,  etc,  equipamentos  presentes  em subestações  de  138kV.
Palavras-chave  -  Diagnóstico  de  campo,  Manutenção  predi-

tiva  e  Termovisão.

I.  INTRODUÇÃO

Ao  longo  dos  anos,  a  técnica  de  termovisão  vem  sendo  u-

tilizada  nas  rotinas  de  manutenção,  apresentando  agilidade  e

consistência  na  identificação  de  pontos  quentes  em  equipa-

mentos  de  alta  tensão.  Aquecimentos  representativos  de  de-

feitos  acentuados  são  identificados  com  facilidade,  seja  por

comparação  com  equipamentos  adjacentes  ou  por  identifica-

ção  de  temperaturas  extremadas.  Valores  limites  obtidos

através  de  estudos  empíricos  são  estabelecidos.  Contudo,

limites  consistentes  que  sejam  representativos  da  condição

limiar  da  adequação  operativa  de  um  dado  equipamento,  e

que  consequentemente  venham  a  não  comprometer  na  confi-

abilidade  do  sistema,  são  parâmetros  questionados  e  carentes

de  ratificação  laboratorial.
Face  a  esta  realidade,  a  LIGHT  solicitou  ao  CEPEL  o  de-

senvolvimento  de  estudo,  com  a  anuência  da  ANEEL,  visan-

do  o  estabelecimento  dos  limites  máximos  de  temperatura

admissível,  utilizando  a  técnica  de  termovisão,  para  diagnós-

tico  da  condição  de  defeito  de  equipamentos  instalados  em

subestações  de  138kV.  Estes  limites  necessariamente  neces-

sitam  ser  ratificados  através  de  ensaios  laboratoriais  repre-

sentativos  de  condições  operativas,  para  que  então  sejam

implementados  nas  rotinas  de  manutenção.


J. T. Barreto Junior e S. G. de Carvalho trabalham na Light Serviços de

Eletricidade no Dpto. de Engenharia.

(e-mail: jose.junior@lightrio.com.br ).

M. J. de Oliveira, H. J. A. Martins e A. N. da Silva trabalham em pes-

quisa no CEPEL - Centro de Pesquisa de Energia.

(e-mail: marcio@cepel.br).

técnica  de  termovisão  no  diagnóstico  preditivo  da  condição

operativa  dos  equipamentos  instalados  em  subestações  de

138kV.  Colaborando,  desta  forma,  para  a  melhoria  da  confi-

abilidade  do  Sistema  Elétrico  da  LIGHT,  além  de  propiciar

a  melhoria  da  segurança  dentro  do  ambiente  de  subestações.

Complementarmente,  visa  propiciar  a  redução  de  custos  as-

sociados  à  manutenção  e  a  utilização  otimizada  da  vida  útil

dos  equipamentos  estudados.
II.  ESTRUTURA  DO  ESTUDO
A  primeira  etapa  deste  estudo  consiste  na  realização  de  me-

dições  termográficas  em  equipamentos  instalados  em  dez

diferentes  subestações  de  grande  porte  de  propriedade  da

LIGHT.  Até  a  elaboração  deste  artigo  técnico,  se  encontram

disponíveis  resultados  relacionados  a  duas  destas  subesta-

ções.
Os  termogramas  obtidos  durante  estas  medições  foram  tra-

tados  através  de  programa  computacional.  Através  deste

tratamento  foi  possível  estabelecer  uma  avaliação  quantitati-

va  das  medições  realizadas.  Os  resultados  obtidos  foram

tratados  estatisticamente.
Desta  forma,  foram  estabelecidos  limites  representativos,

visando  o  diagnóstico  da  condição  operativa  dos  equipamen-

tos  envolvidos.
A  segunda  etapa,  a  ser  realizada  após  a  conclusão  da  inspe-

ção  de  campo  das  dez  subestações,  consistirá  na  retirada  de

algumas  amostras  a  serem  selecionadas  de  acordo  com  crité-

rios  a  serem  estabelecidos,  para  que  sejam  submetidas  a  en-

saios  laboratoriais.  Estes  ensaios  terão  por  objetivo  ratificar

o  diagnóstico  de  campo.
III.  DIAGNÓSTICO  DE  CAMPO
A.  Equipamentos  inspecionados
Na  Tabela  I  são  apresentadas  as  quantidades  de  equipamen-

tos  inspecionados  até  o  momento,  pela  equipe  do  CEPEL,

nas  duas  subestações  avaliadas.  A  avaliação  dos  resultados  e

os  limites  estabelecidos  abrangem,  nesta  oportunidade,  ape-

nas  os  resultados  disponibilizados.  Oportunamente,  quando

da  conclusão  das  dez  subestações  programadas,  estes  valores

serão  motivo  de  reavaliação.


Equipamento

Quantidade

Secionadores

120

Carrier

16

Disjuntores

36

Transformadores  de  potência

13

Transformadores  de  corrente

57

Transformadores  de  potencial

24

Transformadores potencial capacitivos

10

Reatores

3

Resistores  de  amortecimento

3



TABELA I

EQUIPAMENTOS INSPECIONADOS

B.  Termovisão  como  técnica  de  diagnóstico

A  medição  termográfica  consistiu  na  medição  da  temperatu-

ra  superficial  dos  equipamentos  inspecionados,  com  ênfase

nos  valores  máximo,  mínimo  e  gradiente  entre  pontos  (Del-

taθ).
A  temperatura  máxima  (θmáx)  representa  a  máxima  tempe-

ratura  superficial  de  uma  dada  área  do  equipamento  inspe-

cionado  medida  no  termograma,  enquanto  que  a  temperatura

mínima  (θmín)  representa  a  mínima  temperatura  superficial.

O  Deltaθ  representa  a  diferença  entre  θmáx  e  θmín  obtidos

no  termograma.
O  Deltaθ  será  a  grandeza  a  ser  considerada  para  avaliação

de  uma  área  ou  de  um  dado  equipamento.  Em  um  mesmo

equipamento  podem  ser  consideradas  diversas  áreas  de  refe-

rência.  Um  disjuntor  possui  conexões  na  rede,  bucha  de  pas-

sagem  e  o  tanque.  Para  cada  área  são  obtidos  Deltaθ  diferen-

tes,  através  de  valores  absolutos,  para  os  quais  foram  consi-

deradas  emissividades  e  distâncias  ao  termovisor  diferentes.
Com  o  objetivo  de  minimizar  a  interferência  de  erros  acumu-

lados,  procura-se  obter  a  correta  distância  entre  a  área  a  ser

inspecionada  e  o  termovisor,  a  correta  emissividade  da  su-

perfície  a  ser  considerada  e  a  medição  da  temperatura  ambi-

ente  e  da  umidade  relativa.
Dentre  outros  detalhes  considerados  durante  as  inspeções,

foram  realizadas  correções  para  compensação  do  fator  de

carga  dos  equipamentos,  quando  aplicável.
Em  virtude  das  medições  envolverem  superfícies  metálicas,

as  inspeções  foram  realizadas  em  horário  noturno,  com  o

objetivo  de  evitar  a  interferência  de  radiação  solar.  Com-

plementarmente,  não  foram  realizadas  medições  em  ambien-

te  com  poluição  industrial,  com  chuva  ou  neblina.
C.  Critérios  utilizados  para  avaliação  dos  resultados
Espera-se  como  um  dos  produtos  deste  projeto,  o  estabele-

cimento  de  um  critério  a  partir  da  análise  dos  resultados  de

termografia  obtidos  para  os  vários  equipamentos,  conside-

rando  as  características  próprias  de  cada  um  e  aplicação.
A  análise  mais  simples  é  o  agrupamento  dos  equipamentos

por  família,  aplicando-se  um  tratamento  estatístico  sobre  as

variações  de  temperatura  obtidas,  estando  os  equipamentos

referenciados  a  uma  condição  similar  de  ambiente  e  carre-

gamento  (quando  for  o  caso).
Experiência  anterior,  desenvolvida  em  pára-raios  de  carbo-

neto  de  silício  aplicáveis  a  sistemas  de  138kV,  conforme  foi

relatado  em  artigo  técnico  (1)  publicado  pela  ABRAMAN,

mostrou-se  bem  sucedida.
Assim  sendo,  como  uma  "primeira  aproximação"  para  de-

terminação  de  um  critério  aplicando  a  técnica  de  termografi-

a,  é  mostrado  a  seguir,  com  algumas  considerações,  um  tra-

tamento  estatístico  dos  resultados  obtidos  até  o  momento.
Os  resultados  obtidos,  com  algumas  ressalvas,  tem  um  com-

portamento  que  pode  ser  aproximado  por  uma  distribuição

gaussiana.
Utilizando-se  desta  ferramenta,  procurou-se  identificar  que

pontos  da  curva  gaussiana  se  mostrariam  mais  adequados

para  qualificar  a  condição  operativa  dos  equipamentos.
Onde:
Valor  medido    média  das  medições  +  2σ    Resultado  re-

presentativo  de  “Defeito”,  aqui  considerada  como  condição

de  maior  suspeição  com  relação  a  um  possível  defeito  no

equipamento;

Média  das  medições  +  2σ  >  Valor  medido    média  das  me-

dições  +  σ    Resultado  representativo  de  “Suspeição”;

Média  das  medições  +  σ  >  Valor  medido    média  das  medi-

ções  -  σ    Resultado  representativo  de  “Normalidade”;

Valor  medido  <  média  das  medições  -  σ    Resultado  repre-

sentativo  de  “Condições  mais  amenas”.
NOTA:

      σ  corresponde  ao  desvio  padrão  das  respectivas  medi-

ções;

  Média  da  medições  ±  2σ  abrange  95,44%  da  curva;

  Média  da  medições  ±  1σ  abrange  68,26%  da  curva.
Nas  Tabelas  II  a  VI  são  apresentados  os  limites  das  varia-

ções  de  temperatura  considerados  para  diagnóstico  da  con-

dição  operativa  dos  equipamentos  inspecionados,  até  esta

oportunidade.  Estes  valores  serão  reavaliados  quando  da

conclusão  das  inspeções  nas  dez  subestações  programadas.
Para  interpretação  das  tabelas  considerar:
TM  Deltaθ  médio  de  temperatura;

σ⇒  Sigma,  desvio  padrão  dos  Deltaθ;


Valores  apresentados  nas  Tabelas  II  a  VI  estão  em

Kelvin.
TABELA II

TRANSFORMADORES DE POTÊNCIA
Valor   Tanque  de   Buchas   Radiadores   Tanque



  1   2


©bemvin.org 2016
enviar mensagem

    Página principal