Conheça os tipos de manutenção previstas em redes de média tensão

Garantir a segurança, a confiabilidade e a disponibilidade das redes de média tensão é primordial para otimizar o desempenho e os custos associados ao ciclo de vida desses ativos. Por isso, é importante adotar estratégias de gestão da manutenção que sejam capazes de mitigar e de prevenir ocorrências de falhas. São estas falhas que podem deixar sem energia elétrica toda uma cidade, um serviço público, uma empresa ou até mesmo grandes usinas geradoras de energia.

A estratégia ideal de manutenção de redes isoladas de média tensão deve levar em consideração diferentes dimensões, como as condições atuais do sistema, o histórico desde a obra civil, as técnicas de manutenção disponíveis, além do conhecimento sobre a dinâmica e ciclo de vida dos cabos isolados e dos componentes do sistema.

Curva da banheira e a probabilidade de falhas em cabos

Isso porque, assim como outros produtos industrializados, eles 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

Podemos classificar os procedimentos executados nas manutenções corretivas, preventivas e preditivas de redes de média tensão conforme o objetivo e forma de atuação, em conformidade com a ABNT NBR 5462:1994 – Confiabilidade e Mantenabilidade.

Manutenção	Objetivo	Peculiaridades
Corretiva	Corrigir/ reparar sistemas	Para redes de média tensão, as falhas em operação apresentam um custo financeiro e de pessoal muito elevado, devendo ser mitigado sempre que possível.
Preventiva	Prevenir falhas	Uso recorrente ou equivocado pode causar danos aos cabos. Além disso, o tempo necessário para execução dos ensaios pode reduzir a disponibilidade dos sistemas.
Preditiva	Obter informações para prever o comportamento dos sistemas	Investimento inicial elevado. Necessita de equipe amplamente capacitada.

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

Manutenção corretiva em cabos isolados de média tensão

A manutenção corretiva em redes de média tensão consiste em um conjunto de ações e procedimentos. O objetivo delas é reparar, substituir ou recompor as características de um sistema após uma falha. Isso porque, mesmo com toda a tecnologia disponível e técnicas de diagnóstico existentes, eventualmente alguns eventos de falhas poderão ocorrer na 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 instalado em rede subterrânea não é um processo trivial, mas segue uma metodologia tradicionalmente consolidada, esquematizada na figura abaixo.

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. Elas também determinarão quais equipamentos serão necessários durante o processo. A aplicação dos métodos mais apropriados nesta fase reduz o tempo para localização da falha e o dano/estresse produzido aos cabos. Durante a etapa, é importante identificar o tipo de falha e as tensões de ruptura. 

Após a caracterização da falha, executa-se os métodos de pré-localização. Nesta 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. Uma boa pré-localização garante maior agilidade no processo de manutenção corretiva. Enquanto isso, pré-localizações ruins ou difíceis podem retardar severamente o restabelecimento do sistema.

A escolha do método para localizar uma falha

A escolha do método adequado deve levar em consideração o tipo de falha, a tensão de ruptura, sua impedância, bem como características construtivas e equipamentos disponíveis. Os métodos mais comuns para as falhas de revestimento e cabos sem blindagem são os baseados em pontes de medição. Para falhas de curto-circuito em cabos blindados, os métodos baseados em reflectometria no domínio do tempo usualmente geram resultados mais ágeis. 

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. Assim, será possível localizar o ponto de falha com mais exatidão e rapidez.

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. As referências IEEE 1234 – 2007 e 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 cabos isolados 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. 

Curva PF (Potential Failure) e ação preventiva de recondicionamento

Na figura acima, notamos que a condição do ativo diminui continuamente devido ao envelhecimento e degradação. A partir do ponto P, denominado potencial, há indícios identificáveis da evolução de defeitos, que levarão a uma falha e perda de funcionalidade. Supondo um possível recondicionamento preventivo, que reduza a velocidade de degradação do ativo, haveria redução na velocidade de degradação, com consequente aumento de vida útil do ativo, do ponto F até o ponto F’, onde ocorrerá a perda de funcionalidade.

Procedimentos de manutenção preventiva

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, pois 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. Todo material ou componente elétrico deve apresentar performance compatível com requisitos de aplicação. Para evitar e prevenir falhas ou ocorrências, geralmente, aplicamos aos materiais os testes tipo “go / no go”. Em cabos, diversos tipos de testes podem ser aplicados ou elaborados, mas os mais importantes e empregados são os testes aplicados aos isolamentos e aos revestimentos dos cabos.

Executamos os ensaios elétricos durante as manutenções preventivas com os cabos desconectados. Também é importante frisar que eles demandam um tempo razoável e podem promover estresse aos isolamentos. Caso executados de forma equivocada ou muito recorrente, podem se traduzir em resultados opostos ao esperado, reduzindo a vida útil dos cabos. Assim, devem ser executados com parcimônia e em acordo com uma estratégia bem elaborada.

Manutenção preditiva em cabos isolados de média tensão

A atuação 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.

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 permitem a identificação de determinadas irregularidades, indicam o estado de envelhecimento e degradação dos isolamentos, mas 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.