Manutenção redes de média tensão: estratégias e melhores práticas 

Gerenciar efetivamente as redes de cabos de média tensão é primordial para otimizar o desempenho e os custos associados ao ciclo de vida desses ativos, além de garantir a segurança e a disponibilidade da operação. Seja no comissionamento, durante manutenções regulares ou na fase de aceitação e pós reparo, é importante adotar estratégias de manutenção em redes de média tensão que sejam capazes de mitigar e prevenir ocorrências de falhas e de diagnosticar a condição técnica de elementos individuais do circuito (segmentos de cabos, emendas, terminais).

A estratégia ideal de manutenção de uma rede de média tensão deve levar em consideração diferentes contextos, como as condições atuais do sistema, o histórico desde a obra civil, as técnicas de manutenção disponíveis, além do conhecimento da equipe sobre a dinâmica e ciclo de vida dos cabos isolados e dos componentes do sistema, que podem ter características e tempos de uso diferentes.

Curva da banheira e a probabilidade de falhas em cabos

Assim como outros produtos industrializados, os componentes de uma rede de média tensão, como cabos, emendas e terminais, apresentam uma curva de probabilidade de falhas ao longo do tempo, a chamada “curva da banheira”. Podemos obter a curva da banheira pela superposição de três curvas: a que indica a probabilidade de falhas prematuras, a que indica a probabilidade de falhas devido à formação de defeitos ao longo da meia vida e a curva que define a probabilidade de falha por desgaste natural/envelhecimento.

Curva de probabilidade de falhas em função do tempo de aplicação para cabos isolados em média tensão

Desafios comuns na manutenção

A estratégia de gestão da manutenção deve ser capaz de mitigar e prevenir falhas, incluindo: 

1. Desligamento do circuito elétrico: falhas em qualquer parte dos cabos podem resultar no desligamento total do circuito, impossibilitando operação. 

2. Longo tempo de localização da falha: a necessidade urgente de localizar falhas pode levar horas ou até dias, resultando na perda de produção de energia. 

3. Prejuízo econômico: o desligamento total ou parcial de circuitos, seja para localizar falhas ou para realizar manutenções periódicas, provoca impactos na operação e geração de receitas. 

Estratégias de manutenção

A gestão da manutenção deve considerar diversas dimensões das redes de média tensão, incluindo condições atuais do sistema e o ciclo de vida dos ativos. As técnicas de manutenção podem ser classificadas conforme a ABNT NBR 5462:1994 – Confiabilidade e Mantenabilidade.

1. Manutenção corretiva

A manutenção corretiva é o conjunto de ações executadas após a ocorrência de uma falha. Embora necessária, essa abordagem costuma ser cara e impacta diretamente a produção e venda de energia. Se a falha ocorrer nos trechos mais distantes das subestações, pode-se desconectar unidades geradoras mais afastadas, minimizando a perda de capacidade. No entanto, falhas nos trechos iniciais requerem a paralisação total das unidades geradoras, resultando em custos elevados. 

2. Manutenção preventiva

A manutenção preventiva envolve procedimentos para reduzir a probabilidade de falhas. Isso inclui recondicionamento e substituição de componentes defeituosos. Realizar testes de suportabilidade e performance em cabos isolados é uma prática comum, mas devemos fazê-la com cautela para não reduzir a vida útil dos ativos. 

3. Manutenção preditiva

A manutenção preditiva baseia-se no monitoramento contínuo das condições dos ativos. O acompanhamento de indicadores e análise de dados permite direcionar recursos para ativos que realmente necessitam de manutenção. Essa abordagem evita manutenções corretivas e substituições desnecessárias, aumentando a confiabilidade e disponibilidade dos ativos. 

A seguir, vamos detalhar os três principais tipos de manutenção recomendadas para as redes de média tensão.

Manutenção corretiva em redes de média tensão

A manutenção corretiva em redes de média tensão consiste em um conjunto de ações e procedimentos com o objetivo de reparar, substituir ou recompor as características de um sistema após a falha. Isso porque, mesmo com toda a tecnologia disponível e técnicas de diagnóstico existentes, eventualmente alguns eventos de falhas poderão comprometer a rede. Assim é fundamental elaborar um plano de contingência para a rápida localização e execução do reparo.

A localização de falha em um cabo isolado diretamente enterrado não é um processo trivial, mas segue uma metodologia tradicionalmente consolidada, esquematizada na figura abaixo:

Caracterização da falha: a primeira etapa consiste na execução de testes para confirmação e caracterização da falha. As informações obtidas nesta etapa direcionarão os procedimentos adotados em todas as etapas posteriores.

Pré-localização: nessa etapa, a localização da falha será estimada de forma aproximada. É, talvez, a etapa mais crítica de todo o processo, pois costuma envolver maior necessidade de tecnologia e equipes treinadas.

Determinação de percurso: após a etapa de pré-localização, teremos estimado relativamente bem a distância do ponto de medição até a posição da falta. No entanto, é necessário conhecer o percurso dos cabos. Por isso, a etapa de determinação do percurso é de extrema importância para localizar o ponto de falha com mais exatidão e rapidez.

Localização exata e reparo: na etapa de localização exata, determinamos a posição da falta com precisão de alguns centímetros, permitindo a abertura de vala e, se for o caso, o posterior reparo.

O IEEE Guide for Fault-Locating Techniques on Shielded Power Cables (IEEE 1234, 2007) e a Brochura Técnica do CIGRE Fault Location on land and sumbarine links (CIGRE WG B1.52 773) são boas fontes para uma consulta mais detalhada sobre as técnicas de localização de falhas em cabos isolados.

Manutenção preventiva em redes de média tensão

A manutenção preventiva em redes de média tensão corresponde à execução de procedimentos para reduzir a probabilidade de falhas ou promover o recondicionamento dos ativos. Em outras palavras, são os procedimentos executados para prevenir falhas. Podemos segmentá-los em duas vertentes: os que envolvem e os que não envolvem a aplicação de média tensão. 

Procedimentos de manutenção preventiva em redes de média tensão

Os procedimentos que não empregam média tensão são geralmente relacionados à limpeza e à manutenção de acessórios, recondicionamento de superfícies, aperto de conectores, entre outros. Tais procedimentos reduzem a velocidade de degradação dos ativos e, por isso, são considerados preventivos. No entanto, é importante destacar que, para cabos de média tensão, eles apresentam limitada funcionalidade. Isso porque, usualmente, os defeitos mais críticos se desenvolvem nas estruturas internas dos cabos ou em áreas não acessíveis à inspeção.

Os procedimentos que empregam média tensão são aqueles que realmente costumam apresentar os melhores resultados para redução do número de falhas e ocorrências em operação. São aqueles empregados para verificar a condição mínima de performance dos ativos, evitando que sejam postos em operação em condições críticas. Em cabos, podemos aplicar diversos tipos de testes.Os mais importantes e empregados são os testes aplicados aos isolamentos e aos revestimentos dos cabos.

Manutenção preditiva em redes de média tensão

A manutenção preditiva em redes de média tensão tem se tornado cada vez mais relevante em todas as áreas da manutenção. Do ponto de vista de gestão, é muito útil conhecer o estado dos cabos para previsibilidade de custos. Tal informação também contribui para o planejamento operacional e direcionamento de recursos para manutenção preventiva. Ademais, a atuação preditiva permite o planejamento de contingência (no caso de falhas) e de substituição de cabos quando necessário. Para o levantamento destas informações, indicamos as técnicas de manutenção preditiva.

Técnicas de manutenção preditiva em redes de média tensão

A tabela a seguir apresenta as técnicas mais usualmente empregadas em todo o mundo para acompanhamento preditivo em cabos isolados de média tensão. Em geral, há duas classes de técnicas, as que fornecem informações globais das condições dos cabos e as que realizam a avaliação localizada. 

Técnica	Avaliação	Objetivos principais	Método
Tangente delta	Integral	Degradação do isolamento e identificação de irregularidades	Offline
Espectroscopia no domínio da frequência	Integral	Degradação do isolamento e identificação de irregularidades	Offline
Espectroscopia no domínio do tempo	Integral	Degradação do isolamento e identificação de irregularidades	Offline
Medição de descargas parciais	Localizada	Identificação de defeitos em isolamentos e acessórios	Online ou offline
Reflectometria no domínio do tempo	Localizada	Avaliação de blindagem metálica e identificação de irregularidades diversas	Offline
Reflectometria no domínio da frequência	Localizada	Avaliação de blindagem metálica e identificação de irregularidades diversas	Offline
Análise termográfica	Localizada	Identificação de defeitos que produzem pontos de aquecimento nos cabos	Online
Polarização e despolarização DC	Integral	Avaliação do isolamento	Offline
Resistência de isolamento (DC)	Integral	Avaliação do isolamento	Offline
Medição de resistência da blindagem	Integral	Avaliação da blindagem metálica.	Online e offline
Medição de resistência de condutor	Integral	Identificação de irregularidades associadas a pontos de elevada resistência.	Offline

Técnicas globais e localizadas de manutenção

As técnicas globais de manutenção em redes de média tensão permitem identificar determinadas irregularidades, indicam o estado de envelhecimento e degradação dos isolamentos, no entanto, podem não ser sensíveis a determinados tipos de defeitos localizados. Já as técnicas localizadas indicam de modo pontual a posição das irregularidades, mas são aplicáveis somente a determinados tipos de defeitos.

Atualmente, as medições do Tangente Delta e de Descargas Parciais têm adquirido importância cada vez mais relevante no mercado, pois atuam de forma complementar, aumentando a eficiência dos diagnósticos.