ENCARREGADO DE ELÉTRICA
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1. o fornecida pelos fabricantes Controlar e analisar as vibra es de forma muito simples basta colocar uma ferramenta sobre o mancal aproximando o ouvido e detectando as falhas pelos ru dos produzidos Tomar cuidado ao substituir um rolamento por outro Nas paradas de longa dura o trocar periodicamente a posi o de repouso dos rotores dos motores el tricos assim como das partes m veis das m quinas 1 2 1 10 Lubrifica o correta dos mancais importante saber que a uma temperatura de 40 C a vida til de um rolamento de esferas em funcionamento cont nuo pode ser de 3 a 4 anos ou mais No entanto para cada 10 C de eleva o da temperatura de trabalho a vida til diminui em m dia 50 A correta lubrifica o dos rolamentos al m de permitir um melhoria de rendimento evita a eleva o da temperatura que prejudica a vida til desses equipamentos A lubrifica o dos rolamentos feita geralmente com graxa mineral Quando as temperaturas de opera o forem elevadas de 120 C a 150 C ou as velocidades de rota o forem acima de 1 500 rpm usa se leo mineral para a lubrifica o Esses leos devem ter caracter sticas lubrificantes adequadas s condi es de trabalho Nos motores de pequena pot ncia a lubrifica o inicial na montagem prevista de modo a assegurar um n mero elevado de horas de funcionamento s vezes a reserva de graxa suficiente para toda a vida til do equipamento Nos2. PROG O R Q S q CONTE 034148 Prominp 4 ar 4 ENCARREGADO DE EL TRICA ORGANIZA O DA MANUTEN O AN Eo NA ORGANIZA O DA MANUTEN O PETROBRAS Petr leo Brasileiro S A Todos os direitos reservados e protegidos pela Lei 9 610 de 19 2 1998 proibida a reprodu o total ou parcial por quaisquer meios bem como a produ o de apostilas sem autoriza o pr via por escrito da Petr leo Brasileiro S A PETROBRAS Direitos exclusivos da PETROBRAS Petr leo Brasileiro S A CORR A Carlos Jesus Anghinoni Organiza o da Manuten o CEFET RS Pelotas 2008 36P 7il PETROBRAS Petr leo Brasileiro S A Av Almirante Barroso 81 17 andar Centro CEP 20030 003 Rio de Janeiro RJ Brasil NDICE UNIDADE saias geladas bg cai ET ad E AGO SIS Sad Sigea 7 1 1 a jo 6 U o Lo osinn DES SR ARE RR ARE ONDE DARE NFS ARE NR 7 1 2 Manuten o em motores el tricos transformadores e disjuntores i 7 1 2 1 Manuten o de motores el tricos irei arer ear aaa naeraaneanas 7 1 2 2 Manuten o de transformadores trata aaa areea near aaa nnenaanana 19 1 2 3 Manuten o de disjuntores ssaisasriszseaisasscstuvradast o so aiuda iven adrienne indai a ari 25 1 2 4 No es sobre confiabilidade ceras naeeacarra aaa naaaaannea 27 BIBLIOGRAFI Assuta e tenda a sas QU qual CU a aa aaa
3. aos que s o realizados na manuten o de transformadores Devem ser adotadas por exemplo as pr ticas e Extra o do leo para ensaios de umidade e de rigidez diel trica e T cnica de ensaio de rigidez diel trica e Enchimento com leo H por m diferen as no que concerne s caracter sticas admiss veis para o leo de enchimento de disjuntores como se indicar Tamb m a degrada o do leo num disjuntor ap s um certo n mero de atua es muito r pida devido s decomposi es e carboniza es produzidas pelo arco el trico Os ensaios de verifica o e os tratamentos de leo ser o muito mais frequentes A parte mec nica requer cuidados especiais pois dela depende o bom desempenho do disjuntor Deve ser verificada no teste de recep o e ap s manuten es ou mesmo preventivamente a simultaneidade dos p los Tamb m deve se proceder quando necess rio testes de medi o dos tempos de abertura e fechamento Outras verifica es muito importantes para a manuten o s o e Verifica o da resist ncia hmica dos contatos principais e Verifica o dos contatos auxiliares e Verifica o dos resistores de fechamento se existirem Nos disjuntores de corrente alternada de alta e extra tens o necess rio proceder a ensaios mais elaborados que a manuten o deve dominar Estes ensaios s o executados n o s na recep o como tamb m ap s trabalhos de revis o mec nica e el trica ou
4. de acordo com o fabricante Desligamentos programados Outras anomalias verificadas apesar de n o oferecerem riscos a curto prazo devem exigir um desligamento do transformador no prazo mais curto poss vel sem grande preju zo das condi es de explora o do sistema Algumas dessas condi es anormais s o as seguintes 1 Vazamentos de leo pequenos ou moderados n o oferecendo o risco de abaixamento perigoso do n vel Aquecimento pequeno nos conectores indicado pelos crit rios de termovisor Anormalidades no ensaio de leo isto valores nas tabelas pg 26 NBR 7037 1981 ou valores considerados anormais por compara o com medi es anteriores 4 Anomalias na atua o do comutador de deriva o em carga Bloquear a atua o do comutador de acordo com a opera o e aguardar para desligamento em ocasi o mais prop cia Secagem da parte ativa dos transformadores Sempre que no ensaio de rigidez diel trica e determina o do teor de gua se verificam ndices excessivos de umidade no leo necess rio e Desidratar o leo e Secar a parte ativa do transformador De fato a capacidade de absor o de gua nos isolantes s lidos muito alta maior do que no leo No equil brio que se estabelece entre o leo e os diel tricos s lidos a quantidade de gua retirada por absor o nos isolantes de papel e papel o atinge uma propor o ponderal superior Ser til proceder ao tratamento e sec
5. for de 99 95 para um per odo de 1 ano isto significa que a probabilidade de o computador funcionar sem defeito durante um ano de 99 95 Tempo m dio entre falhas TMF ou MTBF o tempo m dio de trabalho de um certo tipo de equipamento repar vel entre 2 falhas seguidas Dura o de vida Tempo durante o qual um componente ou um sistema mant m a sua capacidade de trabalho fora do intervalo dos reparos acima de um limite especificado de rendimento de press o etc Tempo m dio para a falha MTFF o valor m dio dos tempos de funcionamento sem contar o tempo de manuten o MTBF MTFF Tempo de Reparo Confiabilidade medida ou estimada a confiabilidade de um certo equipamento medida atrav s de ensaios emp ricos normalmente no fabricante Confiabilidade prevista ou calculada a confiabilidade observada durante a opera o real dos componentes e dos sistemas este valor da confiabilidade m dia de grande n mero de casos que permite a aferi o das confiabilidades medida e prevista Efic cia de um componente ou sistema a capacidade de desempenho da fun o pretendida incluindo a frequ ncia de falhas o grau de dificuldades da manuten o e repara o e a adequa o ao trabalho projetado interessante notar que o projetista e o utilizador tem conceitos diferentes sobre o melhor modo de desempenhar a fun o pretendida Assimilando o sistema a um ser vivo poder amos dize
6. um no qual todos os envolvidos no processo passando inclusive pelo fornecedor s o respons veis por atingir os padr es de qualidade na manuten o pr determinados E o que isso significa para o funcion rio Em n vel operacional isso quer dizer que boa parte da responsabilidade pelo sucesso da implanta o de qualquer programa de manuten o em uma empresa passa pelo pessoal que p e a m o na massa E nesse esquema os oper rios s o convidados a participar de grupos que estudam e discutem temas e problemas relacionados ao ambiente de trabalho no que tange a manuten o Para poder perceber os problemas suas causas e propor solu es a gente precisa saber como agir preciso ter ferramentas que ajudem nessa tarefa porque na maioria das vezes as pessoas sentem que h algo errado v em que as coisas n o est o funcionando bem mas n o se sentem seguras para propor solu es por n o saber o que est errado Assim uma maneira de ajudar as pessoas a perceberem e analisarem problemas operacionais na manuten o mostrando as v rias ferramentas que existem e podem ser usadas em cada caso ou seja dar uma no o do que se pode fazer para obter dados que ajudem a analisar qualquer problema que surja I MANUTEN O DE EQUIPAMENTOS EL TRICOS 1 1 Introdu o Sabemos que para um profissional sobreviver tem de fornecer servi os com qualidade Devemos ter tamb m a no o que uma das formas de atingir a
7. Envia se sinal de fechamento do disjuntor e Mede se os tempos de fechamento a partir dos resultados mostrados no oscilosc pio verificando se a simultaneidade ou n o dos p los e Os ajustes mec nicos permitir o a melhor simultaneidade poss vel 1 2 4 No es sobre confiabilidade 1 2 4 1 Introdu o A opera o prolongada e eficaz dos sistemas produtivos de bens e servi os uma exig ncia vital em muitos dom nios Nos servi os como a Produ o Transporte e Distribui o de Energia ou no servi o de transportes as falhas s bitas causadas por fatores aleat rios devem ser entendidas e contrabalan adas se se pretende evitar os danos n o s econ micos mas especialmente sociais Tamb m nas Ind strias hoje caracterizadas por unidade de grande volume de produ o e de alta complexidade dotadas de sistemas sofisticados de automa o imp e se com grande acuidade a necessidade de conhecer e controlar as possibilidades de falhas parciais ou globais que possam comprometer para l de certos limites a miss o produtiva As perdas operativas traduzem se aqui por elevados preju zos econ micos para a empresa e para o pa s Estas exig ncias impulsionaram a cria o e desenvolvimento de uma nova ci ncia A TEORIA DA CONFIABILIDADE Esta disciplina tem por escopo os m todos os crit rios e as estrat gias que devem ser usados nas fases de concep o projeto desenvolvimento opera o manuten o e distribu
8. arcos el tricos de partes em tens o para as partes met licas ligadas terra ou entre partes de tens o Como exemplos pode ocorrer um arco entre camadas numa bobina de A T ou uma disrup o entre uma conex o e o tanque etc Numa fase inicial um arco deste tipo sendo um evento grave pode manter se localizado e correspondendo a danos limitados A repara o pode ser parcial refazer ou substituir uma bobina refazer um isolamento alterar uma dist ncia tratar o leo e demorar relativamente pouco tempo Por m qualquer demora no desligamento do transformador pode significar uma extens o do defeito e conduzir a danos grav ssimos com desligamento evidentemente das prote es de m xima e diferenciais Nestes casos o defeito pode ir at o n vel de destrui o do transformador b Vazamento forte de leo Tamb m neste caso n o poss vel aguardar pois corre se o risco de o n vel baixar a valores inferiores ao m nimo admiss vel e de se estabelecerem disrup es do ar das partes superiores em tens o c Dispositivo de press o atuado Neste caso o disparo pode ser autom tico N o se deve tentar o religamento antes de se ter verificado e corrigido a causa da sobre press o A causa normalmente um arco interno que pode n o ser aud vel d Rel de g s atuado O rel de g s tem habitualmente dois n veis de atua o alarme e disparo A atua o do alarme corresponde a pequenas libera es de g s
9. bobinas baixa durante tabela 1 6 por Cheiro de queimado uniformemente um tempo sobrecarga Atua o das prote es carbonizadas longo ou Baixa Resist ncia de nas 3 fases sobrecarga Isolamento nas 3 fases forte por tempo curto 02 Fase Costuma acontecer em Bobinas de Falta de uma Fus vel Verificar queimada motores delta fase fase da queimado cabos e Baixa resist ncia de carbonizada alimenta o numa fase pain is isolamento massa de 1 As duas O motor ficou Condutor de Verificar fase outras fases rodando como fase com o n vel de Baixa resist ncia hmica intactas monof sico interrup o rorina das da fase Sinais de com toda a prote es curto na fase carga 03 Duas Costuma acontecer em Duas fases Falta de uma Cabo de fase Idem item Fases motores Y carbonizadas Fase motor interrompido II queimadas Duas fases com baixa Uma fase rodando em Fus vel resist ncia de isolamento intacta monof sico queimado massa s vezes Falha no Resist ncia hmica sinais de disjuntor alterada em uma ou nas descarga entre t rmico duas fases queimadas espiras nas fases queimadas 04 Curto entre As tr s fases com Sinal de Colapso do Umidade Idem item duas fases resist ncia de isolamento descarga entre isolante excessiva II boa para a massa duas fases Sobretens o Baixa Resist ncia de quase sempre moment nea resist ncia de isolamento nula entre 2 na
10. cabe a das manobra isolamento fases bobinas entre fases Motor parado muito tempo 05 Curto entre 2 fases com boa Muitas vezes 1 fase e resist ncia de isolamento n o s o massa entre si vis veis 1 fase furada para a massa NOTA Resist ncia hmicas Algumas certas em duas fases prote es n o Resist ncia boa ou nula atuam com o na fase furada defeito se n o houver interrup es por arco 06 Fase Nos motores Y Interrompid interrup o hmica entre a um borne e os outros dois Nos motores estrela Nas 3 medi es hmicas uma dupla das outras duas Tabela 1 6 Raz es de sobrecarga mais frequentes Raz es Fazer Determinar Comparar Solu es Futuras 01 Motores acoplados a An lise da partida Curva de Rotor Gaiola ventiladores e a telas de motores a partir acelera o bobinado dupla alta transportadoras com alto da curva de bin rio Tempo de versus resist ncia tempo de partida motor e bin rio partida dupla Acoplador resistente gaiola hidr ulico 02 Ro amento do motor no Verificar as estator devido a falha do causas de rolamento falha do rolamento 03 Sobrecarga pequena Proibir deliberada regulagem sobrecarga alterada da prote o Colocar t rmica motor de maior pot ncia 04 Tens o excessivamente Ver causa da pequena sobre queda de itnhensidade resultante e tens o m regulagem do rel ou t
11. cadalapas alelo onde ae sas alado al a 35 LISTA DE FIGURAS Figura 1 1 Motor Ass ncrono Trif sico com Rotor em Gaiola 8 Figura 1 2 Aquecimento do motor durante partidas frequentes eesi resiresrrnssrnssrssrnssrns 11 Figura 1 3 Principais defeitos natania danean anaa aaia adasa 16 Figura 1 4 Principais defeitos continua o rear araaaane arara aeee nana 17 Figura 1 5 Principais defeitos continua o rear areeane arara aaaraa nana 18 Figura 1 6 Curva representativa da diminui o da popula o til 32 Figura 1 7 Curva t pica de falhas erre ereacareaaaaraanaaaaaaneaaaar aa aaarna nana 33 LISTA DE TABELAS Tabela 1 1 Varia o do rendimento de motores de 75 CV riiseeeresaaaarasaaaaaaaanaarana 9 Tabela 1 2 Manuten o dos Isolantes El tricos irc rarreee arara a aaareeaneareannaos 11 Tabela 1 3 Medidas para prevenir vibra es errar caneacare near aaaraaanea 12 Tabela 1 4 Recomenda es para prolongar a vida til dos rolamentos 13 Tabela 1 5 Defeitos mais frequentes cree aerea aaa naaaanaraa aaa raaaanananaa 14 Tabela 1 6 Raz es de sobrecarga mais frequentes erre rarra near 15 APRESENTA O O conceito moderno de manuten o significa que a empresa s conseguir execut la se procurar em termos de sistema
12. de manuten o corretiva Estes ensaios s o normalmente designados como ensaios sint ticos com m todos de inje o Pela sua complexidade s podem ser normalmente feitos no fabricante Ensaios sint ticos com m todos de inje o Estes ensaios est o descritos em grande detalhe te rico na NBR 7102 1981 Os circuitos de ensaio direto est o por sua vez normalizados pela NBR 7118 Designa se como ensaio sint tico um ensaio de curto circuito no qual a corrente total de curto ou uma grande porcentagem desta corrente fornecida por uma fonte circuito de corrente frequ ncia industrial ao passo que a tens o de restabelecimento transit ria prov m na sua totalidade ou parcialmente de outras fontes separadas circuitos de tens o A tens o nos bornes da fonte de corrente frequ ncia industrial normalmente uma fra o da tens o da fonte de tens o a pot ncia necess ria para o ensaio assim muito menor H duas variantes do ensaio sint tico e M todo de inje o de corrente A fonte de tens o ligada ao circuito de ensaio antes do zero de corrente antes do apagamento do arco a fonte de tens o fornece deste modo a corrente atrav s do disjuntor sob ensaio durante o per odo de zero de corrente e M todo de inje o de tens o A fonte de tens o ligada ao circuito em ensaio ap s o zero de corrente Ent o o circuito de corrente frequ ncia industrial fornece a corrente atrav s do d
13. motores maiores h necessidade de lubrifica o externa A frequ ncia de lubrifica o depende do projeto dos mancais e das caracter sticas dos lubrificantes utilizados No quadro abaixo s o apresentadas algumas recomenda es que podem garantir maior vida til para os rolamentos e um menor consumo de energia Tabela 1 4 Recomenda es para prolongar a vida til dos rolamentos Recomenda es para prolongar a vida til dos rolamentos Respeitar os intervalos de lubrifica o N o engraxar excessivamente os rolamentos e limp los com gasolina antes de colar a graxa nova salvo se houver evacuador autom tico de graxa Utilizar as graxas recomendadas pelo fabricante em fun o do servi o e da temperatura Para os mancais lubrificados a leo verificar os an is de reten o e utilizar o leo recomendado Observar a temperatura dos mancais em opera o Cuidar para que a temperatura ambiente permane a dentro dos limites normais Se o motor precisa funcionar num ambiente anormal assinalar este fato ao fabricante no momento do pedido Durante a limpeza evitar dos ep sitos de poeira nas caixas de rolamentos 1 2 1 11 Defeitos mais frequentes Tabela 1 5 Defeitos mais frequentes N Defeito Sistemas Externos Sintomas Causas Raz es mais Cuidados Internos frequentes Futuros 01 Estator Temperatura alta da Cabe as das Sobrecarga Ver queimado carca a
14. 2 2 Considera es importantes quanto instala o de transformadores Altitude de instala o Os transformadores s o projetados conforme as normas da ABNT para altitudes de at 1 000 m acima do n vel do mar Em altitudes superiores o transformador ter sua capacidade reduzida ou necessitar de um sistema de arrefecimento mais eficaz Liga es As liga es de transformador devem ser realizadas de acordo com o diagrama de liga es de sua placa de identifica o As liga es das buchas dever o ser apertadas adequadamente cuidando para que nenhum esfor o seja transmitido aos terminais o que viria a ocasionar afrouxamento das liga es mau contato e posteriormente vazamentos por sobreaquecimento no sistema de veda o As termina es devem ser suficientemente flex veis a fim de evitar esfor os mec nicos causados pela expans o e contra o que poder o quebrar a porcelana dos isoladores Aterramento do tanque O tanque dever ser efetiva e permanentemente aterrado atrav s do seu conector de aterramento Uma malha de terra permanente de baixa resist ncia essencial para uma prote o adequada Componentes de prote o e manobra Os transformadores devem ser protegidos contra sobrecarga curto circuito e surtos de tens o Normalmente usam se chaves flex veis disjuntores seccionadores p ra raios etc Devem ser instalados o mais pr ximo poss vel do transformador 1 2 2 3 Manuten o co
15. a da Redund ncia nasceram deste problema Um dos primeiros dom nios onde por for a da necessidade foram usados computos estat sticos para a determina o da confiabilidade foi o da Produ o e Distribui o de Energia El trica Mas foram especialmente o advento dos computadores de alt ssima complexidade de circuito e com enorme n mero de componentes as miss es espaciais e as necessidade militares que for aram matura o em termos mais elaborados da Teoria da Confiabilidade Para citar alguns dom nios onde a Teoria da Confiabilidade de aplica o necess ria nomeamos os seguintes e Sistemas el tricos de pot ncia de gera o transmiss o e distribui o e Concep o de sistemas eletr nicos anal gicos e digitais e Redes de transporte a reas mar timas e terrestres e Organiza o da Manuten o Corretiva e Preventiva dos processos e servi os e Cadeias de produ o de pe as e Estocagem de pe as e Usinas nucleares e Miss es Espaciais e Concep o de sistemas de controle e prote o e Planejamento da expans o dos Sistemas de Produ o e Transporte de Energia El trica etc 1 2 4 2 Conceitos b sicos de confiabilidade Confiabilidade a probabilidade de um sistema componente aparelho circuito cadeia de m quinas etc cumprir sem falhas uma miss o com uma dura o determinada Por exemplo se a confiabilidade de um computador de um Centro de Opera es do Sistema COS
16. agens do leo se a parte ativa contiver retida gua nos isolantes Ao fim de pouco tempo o leo voltar quase ao mesmo estado de umidade anterior Os m todos a adotar para as secagens da parte ativa n cleo enrolamentos e conex es dependem da dimens o do transformador e das facilidades dispon veis Enchimento com leo Antes de se iniciar o enchimento de um transformador com leo provindo do tanque de armazenamento necess rio circular o leo pelo equipamento de tratamento e pelo tanque at se obterem para o leo caracter sticas iguais ou superiores s estabelecidas para o leo novo Nos casos em que o tanque suporta v cuo o enchimento deve ser feito com a press o no interior do tanque reduzida at o valor de cerca de 2mmHg durante a fase inicial O tempo durante o qual aplicado o v cuo deve ser suficiente para a secagem do transformador Uma regra aplicar o v cuo durante um tempo igual ao per odo durante o qual esteve aberto acrescida de mais 4 horas Antes de iniciar o enchimento deve se aterrar o tanque e os terminais e tamb m as mangueiras tubula es e todo o equipamento de tratamento e enchimento Esta precau o destina se a evitar cargas est ticas que possam produzir descargas e incendiar o leo A temperatura do leo deve estar entre 400 C e 600 C O enchimento deve ser efetuado pela parte inferior do transformador e deve ser realizado at que toda a parte ativa esteja coberta de leo Dura
17. amento das instala es devem ser tomadas as seguintes precau es e Limpar cuidadosamente os orif cios de ventila o e Limpar as aletas retirando a poeira e materiais fibrosos e Cuidar para que o local de instala o do motor permita livre circula o de ar e Verificar o funcionamento do sistema de ventila o auxiliar e a livre circula o do ar nos dutos de ventila o 1 2 1 4 Controle da temperatura ambiente De forma geral a temperatura limite suportada pelos isolantes do motor calculada para o funcionamento num ambiente com temperatura de 40 C Portanto importante verificar e controlar a temperatura ambiente para n o ultrapassar os valores para os quais o motor foi projetado 1 2 1 5 Cuidado com as varia es de tens o O equil brio t rmico de um motor modificado quando a tens o de alimenta o varia Uma queda de tens o limita o fluxo do circuito magn tico reduzindo as perdas no ferro e a corrente em vazio Por m o conjugado motor deve superar o conjugado resistente para impedir o aumento excessivo do escorregamento Como o conjugado motor fun o do produto entre o fluxo e a intensidade da corrente absorvida se o fluxo diminui a intensidade da corrente aumenta Com a corrente em carga aumentada pela queda de tens o o motor se aquecer aumentando as perdas Um aumento de tens o de alimenta o ter efeitos mais limitados uma vez que a corrente em vazio aumenta enquanto a corre
18. atamentos pr vios designados por Envelhecimento com a finalidade de estabilizar as caracter sticas de equipamentos ou componentes e identificar falhas iniciais Esta exig ncia corrente em instrumentos circuitos eletr nicos de comando etc Regi o V designada como Per odo de Falhas devidas Deteriora o ou per odo Senil um per odo que se segue ao de taxa de falhas constante e durante o qual a taxa de falhas sobe rapidamente devido a processos de deteriora o mec nica el trica qu mica etc As avarias se n o forem tomadas precau es pr vias manuten o preventiva acabam por se suceder catastr ficamente em toda a popula o BIBLIOGRAFIA SANTOS J J Horta Manual de Manuten o El trica Industrial NTT N cleo de Treinamento Tecnol gico 2005 SEBASTI O Arlindo Ferreira e NOVO Luiz Antonio Quintanilha Manuten o El trica Industrial Manuais CNI 2004 KARDEC Alan e NASCIF J lio Manuten o Fun o Estrat gica Ed Qualitymark Rio de Janeiro 1998 PROCEDIMENTOS DE MANUTEN O PARA ECONOMIA DE ENERGIA Ag ncia para aplica o de energia CESP CPFL ELETROPAULO COMGAS S o Paulo 1993
19. de n mero de componentes e sistemas caracterizada por uma curva designada por Curva em Banheira na qual se distinguem 3 regi es Curi opea ck Falhas Tava de rafa benp Figura 1 7 Curva t pica de falhas e Regi o J designada como Per odo de Taxa de Falhas Inicial ou per odo Juvenil Corresponde ao per odo de partida da componente ou sistema e caracterizado por uma taxa de falhas relativamente alta a qual decresce com o tempo tendendo para um valor mais baixo e constante Na popula o humana verifica se uma curva deste tipo para a mortalidade dos indiv duos A taxa de mortalidade mais alta nos primeiros meses de vida mortalidade infantil essa taxa cai rapidamente e por exemplo muito menor para crian as de 2 anos do que para rec m nascidos O mesmo acontece com circuitos eletr nicos rolamentos l mpadas el tricas etc e Regi o A designada como Per odo de Taxa de Falhas Constante ou per odo adulto Durante este per odo que normalmente abrange a maior parte da vida til do componente ou sistema a taxa de falhas aproximadamente constante Corresponde idade adulta nas popula es humanas Durante este per odo a mortalidade devida as causas aleat rias verifica se a uma taxa constante Pretende se que os equipamentos de responsabilidade funcionem dentro deste per odo depois de ultrapassado o per odo inicial de taxa alta Com esta finalidade exigem se em certos casos tr
20. diminui o da capacidade pode se classificar as falhas em e Falhas Totais e Falhas Parciais Por exemplo um rolamento de esferas defeituoso pode ainda operar durante algum tempo apesar de ruidoso e com sobreaquecimento falha parcial ao passo que a capacidade de desempenho de uma l mpada fundida nula sem qualquer meio termo Conforme o modo como a falha evolui no tempo desde o seu in cio podemos considerar duas possibilidades de falhas e Falhas Catastr ficas e Falhas Graduais Como falhas catastr ficas cita se um curto circuito numa linha de transporte de energia el trica ou um bloco motor de explos o quebrado A altera o gradual da emiss o cat dica de um monitor de computador ou o desgaste na camisa de um cilindro de um motor diesel constituem casos de falhas graduais ou param tricas Em alguns dom nios da ind stria e dos servi os podem ocorrer quanto dura o da falha e Falhas Tempor rias curto circuito linha terra ou entre fases devido a uma causa passageira e Falhas Intermitentes mau contato no borne de um rel e Falhas Permanentes l mpada fundida bobina queimada As falhas de v rios componentes podem ou n o estar ligadas causalmente entre si Se uma falha em um elemento induz falhas em outros diz se que a falha do tipo DEPENDENTE Por exemplo um resistor aberto no circuito an dico de uma v lvula pode levar esta destrui o Uma folga excessiva no mancal de um moto
21. em suas instala es proporcionando economia de energia el trica Cabe ainda observar que 90 dos motores el tricos instalados s o ass ncronos com rotor em curto circuito sendo portanto este tipo de equipamento objeto da an lise a seguir apresentada A figura abaixo mostra as principais perdas que ocorrem nos motores el tricos ass ncronos Fig 10 Motor Ass ncrono Trif sico com Rotor em Gaiola Perdas T rmicas Estator Rotor Pot ncia til Pot ncia til Rendi to t nci i endimeni EET Or Pot ncia Consumida Figura 1 1 Motor Ass ncrono Trif sico com Rotor em Gaiola 1 2 1 2 Carregamento conveniente dos motores Um motor el trico dimensionado para fornecer um conjugado nominal Cn a uma velocidade nominal Nn Isto para uma pot ncia nominal Pn temos Pa Cnx Nn As perdas el tricas ou perdas t rmicas variam com o quadrado do conjugado resistente carga Num motor bem dimensionado o conjugado resistente deve ser menor que o conjugado nominal Se for igual ou ligeiramente superior o aquecimento resultante ser consider vel Por outro lado um motor sub carregado apresente uma sens vel redu o no rendimento O carregamento ideal deveria corresponder carga do trabalho a ser efetuado o que nem sempre f cil de determinar Se o trabalho exigido da m quina acionada apresente sobrecargas tempor rias a pot ncia do motor deve ser l
22. i o de modo a se garantir o m ximo de efici ncia seguran a economia e dura o Em especial viza se ao prolongamento da atividade do sistema a plena carga e de modo cont nuo sem que o sistema seja afetado por defeitos nas suas partes integrantes Fundamentalmente a teoria da Confiabilidade tem como objetivos principais e Estabelecer as leis estat sticas da ocorr ncia de falhas nos dispositivos e nos sistemas e Estabelecer os m todos que permitem melhorar os dispositivos e sistemas mediante a introdu o de estrat gias capazes da altera o de ndices quantitativos e qualitativos relativos s falhas A teoria da Confiabilidade ou apenas Confiabilidade usa como ferramentas principais e A Estat stica Matem tica e A Teoria das Probabilidades e O conhecimento experimental das causas das falhas e dos par metros que as caracterizam nos diversos tipos de componentes e sistemas e As regras e estrat gias para melhorar o desempenho dos sistemas de v rias naturezas e as t cnicas para o desenvolvimento dos sistemas Uma das finalidades da Confiabilidade a elabora o de regras que permitam a concep o de sistemas muito complexos computadores redes el tricas usinas qu micas sistemas de gera o el trica avi es naves espaciais sistema de controle e prote o etc capazes de funcionar satisfatoriamente mesmo com a ocorr ncia de falhas em alguns dos seus componentes mais cr ticos Os princ pios da Teori
23. igeiramente superior pot ncia necess ria importante limitar o crescimento das perdas realizando adequada manuten o das m quinas e componentes mec nicos de acionamento como por exemplo regulagem das folgas lubrifica o adequada verifica o dos alinhamentos etc Finalmente devemos lembrar que motores individuais s o geralmente mais econ micos em energia do que as transmiss es m ltiplas A t tulo de ilustra o apresentamos no quadro a seguir a diminui o do rendimento de um motor ass ncrono trif sico de 75 CV 4 p los em fun o do carregamento apresentado em regime normal de opera o Tabela 1 1 Varia o do rendimento de motores de 75 cv Carregamento Diminui o do Rendimento 70 1 50 2 25 7 1 2 1 3 Ventila o adequada Nos motores auto ventilados o ar de resfriamento fornecido por um ventilador interno ou externo acionado pelo eixo do motor O fluxo de ar arrasta consigo poeira e materiais leves que obstruem aos poucos as aberturas ou canais e impedem a passagem do ar e a dispers o normal de calor o que aumenta fortemente o aquecimento do motor Por outro lado comum encontrar nas ind strias motores instalados em espa os ex guos que limitam a circula o do ar provocando aquecimentos excessivos Nos motores que utilizam ventila o for ada externa a parada do grupo moto ventilador pode causar os mesmos problemas Portanto para assegurar o bom funcion
24. isjuntor durante o per odo de zero de corrente Verifica o da simultaneidade dos p los disjuntores trif sicos Ap s a manuten o de disjuntores necess rio proceder a testes para verificar a simultaneidade de fechamento dos p los As t cnicas mais correntes s o descritas a seguir Disjuntores de grande volume de leo O m todo adotado muito simples S o estabelecidos tr s circuitos alimentados por uma baixa tens o alternada ou cont nua e constitu dos cada um pelo contato do disjuntor e por uma l mpada O disjuntor fechado lentamente por meios manuais Antes da regulagem de espa o entre contatos as tr s l mpadas acendem em momentos diferentes O ajuste da simultaneidade dos p los consiste evidentemente em levar as l mpadas a acender no mesmo momento DISJUNTORES DE M T e E M T Nos disjuntores a ar ou a SF6 o ensaio de fechamento simult neo habitualmente realizado nas seguintes condi es e Disjuntor no local de instala o j montado e Alimenta o dos 3 p los com uma tens o auxiliar cont nua de 12 volts dada por exemplo por uma bateria e Limita o da corrente ap s o fechamento com 3 resistores com um valor na ordem das dezenas de ohms e Conex o de um oscilosc pio de 3 canais com entrada ligadas aos terminais dos resistores e Estabelecimento do circuito da bobina de fechamento e Envio de um sinal de corrente da bobina de fechamento para o oscilosc pio e
25. meta adequando os processos de produ o e manuten o a um sistema de normas chamado ISO Assim esperamos mostrar que isso n o trabalho e nem responsabilidade exclusiva dos gerentes e dos supervisores Esse trabalho de responsabilidade de todos os envolvidos no processo Mas como saber se o servi o de manuten o executado mesmo bom Bem o primeiro passo colher alguns dados que possam ajud lo nessa tarefa Depois de colher os dados preciso organiz los e analis los a que entram as ferramentas ou seja os v rios tipos de manuten o em equipamentos el tricos 1 2 Manuten o em motores el tricos transformadores e disjuntores 1 2 1 Manuten o de motores el tricos 1 2 1 1 Introdu o Os motores el tricos s o respons veis por grande parte da energia consumida nos segmentos onde seu uso mais efetivo como nas ind strias onde representam em m dia mais de 50 do consumo de eletricidade dessas instala es S o portanto equipamentos sobre os quais preciso buscar prioritariamente a economia de energia Nos motores el tricos as opera es de controle de materiais e equipamentos t m na sua maioria um efeito direto sobre o estudo mec nico e el trico destes equipamentos agindo direta ou indiretamente sobre seus rendimentos Neste cap tulo s o apresentadas a es que se adotadas pelos t cnicos de manuten o resultar o na melhoria do rendimento dos motores existentes
26. necess rio verificar por testes simples a natureza deste g s Pode ser constitu do por gases dissolvidos vapores de compostos vol teis formados pelo aquecimento pequenas bolhas devidas decomposi o por descargas corona etc O gabinete de m todos deve indicar os testes a efetuar e os crit rios em que a libera o admiss vel Se a natureza dos gases for indicativa de poss vel arco ent o o transformador deve ser desligado o mais rapidamente poss vel mesmo que apenas tenha ocorrido alarme Se houver atua o do flutuador e contatos de disparo do rel de g s ent o o transformador desligado por disparo do disjuntor n o pode ser novamente religado necess rio investigar por exame da parte ativa qual foi a causa da ocorr ncia e proceder aos reparos necess rios e Quebra do diafragma da v lvula de seguran a tubo de explos o A atua o id ntica a do item 3 f Sobreaquecimento excessivo nos conectores verificado por termovis o Este aquecimento pode significar a imin ncia de um mau contato franco e de um arco com destrui o do conector Tamb m nesta ocorr ncia n o poss vel aguardar que a anomalia degenere at o n vel de destrui o O transformador tem que ser retirado de servi o g Anomalias dos acess rios de prote o e medi o Neste grupo de anomalias a listagem das que exigem desligamento deve basear se nas particularidades do transformador e ser estabelecida pelo gabinete de m todos
27. nte a opera o de enchimento deve ser verificado o valor da rigidez diel trica do leo de hora em hora O v cuo deve ser verificado todos os 5 minutos Os valores de rigidez diel trica devem ser concordantes com os obtidos antes do in cio do enchimento e devem respeitar os limites indicados na tabela da NBR 7037 1981 Medi o da resist ncia dos enrolamentos Alguns ensaios d o indica es quanto ao estado interno do transformador Um ensaio que executado durante a recep o mas que necess rio ap s repara o dos enrolamento ou ap s a ocorr ncia de arcos internos com fins de diagn stico o ensaio de medi o da resist ncia dos enrolamentos Ap s manuten o desequil brio na resist ncia das fases pode indicar erros no n mero de espiras diferen as nas se es das barras ou at altera es na qualidade do cobre eletrol tico usado Depois da ocorr ncia de ru dos internos que levam suspeita de arcos a medi o cuidadosa das resist ncias hmicas dos v rios enrolamentos pode indicar se houve corte de condutores ou curto circuito entre espiras de camadas antes mesmo da abertura do tanque 1 2 3 Manuten o de disjuntores 1 2 3 1 Generalidades A manuten o dos disjuntores de pequeno volume de leo requer fundamentalmente cuidados com os seguintes componentes leo isolante contatos buchas atuador mec nico e circuitos auxiliares Os cuidados com o leo s o id nticos em grande parte
28. nte em carga diminui 1 2 1 6 Opera o com partidas e paradas bem equilibradas Devem ser evitadas as partidas muito demoradas que ocorrem quando o conjugado motor apenas ligeiramente superior ao conjugado resistente a sobreintensidade de corrente absorvida enquanto a velocidade nominal n o atingida aquece perigosamente o motor Da mesma forma uma frenagem por contra corrente ou seja atrav s de invers o do motor representa a grosso modo o custo equivalente a tr s partidas Em todos os casos fundamental assegurar se que o conjugado de partida seja suficiente e Atrav s da escolha de um motor adequado e Verificando se a linha de alimenta o possui caracter sticas necess rias para limitar a queda da tens o na partida e Mantendo a carga acoplada ao motor em condi es adequadas de opera o de forma a n o apresentar um conjugado resistente anormal 1 2 1 7 Partidas muito frequentes Quando o processo industrial exige partidas frequentes essa caracter stica deve ser prevista no projeto do equipamento e o motor deve estar adaptado para trabalhar desta forma Por m em consequ ncia de reguladores de algumas m quinas pode ser necess rio proceder a v rias partidas num tempo relativamente curto n o permitindo que o motor esfrie adequadamente A figura abaixo mostra que entre cada partida a curva de aquecimento tem sua origem e pico mais elevados e pode ultrapassar rapidamente o limite cr tico de tem
29. o estabelecido no circuito magn tico e s o praticamente constantes para cada transformador estando ele operando com carga ou em vazio As perdas no cobre correspondem dissipa o de energia por efeito Joule determinada pelas correntes que circular nos enrolamentos do prim rio e do secund rio e dependem da carga el trica alimentada pelo transformador sendo proporcionais ao quadrado dessa carga Com rela o s perdas no cobre para se determinar o carregamento econ mico de cada transformador devem ser considerados os par metros de constru o opera o tempo de utiliza o com carga e em vazio e o pre o da eletricidade Na pr tica deve se evitar o funcionamento dos transformadores com carga superior pot ncia nominal O carregamento m ximo deve situar se em torno de 80 Para as perdas no ferro deve se avaliar o regime de opera o em vazio de cada transformador verificando se a possibilidade de desligamento nos per odos onde eles n o fornecem energia til evitando essas perdas Essa avalia o deve levar em considera o as caracter sticas construtivas de cada transformador e os custos de opera o e manuten o envolvidos Por exemplo pode ser interessante dispor se de um transformador de menor porte exclusivo para a alimenta o da ilumina o de modo que seja permitido mant la ligada para a execu o dos servi os de limpeza e vigil ncia nos hor rios em que a empresa n o estiver funcionando 1 2
30. peratura Temperatura Superaquecimento Aquecimento Limite Permitido D D Partidas As A Paradas E E Aquecimentos Figura 1 2 Aquecimento do motor durante partidas frequentes Aconselha se durante essas regulagens observar a temperatura do motor proporcionando tempos de parada suficientes para que a temperatura volte a um valor conveniente 1 2 1 8 Degrada o dos isolantes t rmicos A vida til de um isolante pode ser drasticamente reduzida se houver um sobreaquecimento representativo do motor As principais causas da degrada o dos isolantes s o sobretens o de linha sobreintensidade de corrente nas partidas dep sito de poeira formando pontes condutoras ataque por vapores cidos ou gases arrastados pela ventila o Para prevenir a degrada o desses isolantes recomendamos no quadro abaixo algumas medidas a serem tomadas Tabela 1 2 Manuten o dos Isolantes El tricos Procedimentos para manuten o dos isolantes el tricos Equipar os quadros de alimenta o com aparelhos de prote o e comandos apropriados e verificar periodicamente o seu funcionamento Aproveitar os per odos de parada dos motores para limpar as bobinas dos enrolamentos Caso necess rio instalar filtros nos sistemas de ventila o dos motores proporcionando lhes manuten o adequada Colocar os motores em lugares salubres Verificar qualquer desprendimento de fuma a Verificar pe
31. r el trico pode levar a um ro amento do rotor na massa estat rica e produzir a destrui o do motor Se n o houver inter rela o entre falhas elas s o do tipo INDEPENDENTE 1 2 4 4 A fun o confiabilidade A confiabilidade constitui a probabilidade de funcionamento sem falhas durante um tempo t cuja fun o designativa interessante deduzir diretamente esta express o da Confiabilidade Considere se o caso de uma popula o inicial de No Componentes id nticos todos em funcionamento ou sob teste Ao fim do tempo t h um n mero Ns t de sobreviventes O n mero N t de elementos falhados ao fim do tempo t N t No T No t Por defini o a confiabilidade ser dada pela probabilidade de sobreviv ncia ou seja Net Elt Admitamos uma popula o homog nea de componentes para os quais a taxa de falha seja constante Taxa de falhas constante significa que em intervalos de tempo elementares de dura o At o n mero de componentes falhados mortalidade dado por AN t N t 1 At Sendo N t a popula o no instante t De modo que Hit Nye gt A curva representativa da diminui o da popula o til em fun o do tempo est ilustrada na figura abaixo Nft No No 5 A 0 25 o 5 1 is t Figura 1 6 Curva representativa da diminui o da popula o til 1 2 4 5 Curva t pica de falhas A curva da taxa de falhas de gran
32. r que o projetista fornece a hereditariedade do sistema e o utilizador contribui com o meio ambiente A efic cia do sistema depende da intera o entre os 2 conjuntos de fatores Dependabilidade Medida da condi o de funcionamento de um item em um ou mais ponto durante a miss o incluindo os efeitos da Confiabilidade Mantenebilidade e Capacidade de sobreviv ncia dadas as condi es da se o no in cio da miss o podendo ser expressa como probabilidade de um item a Entrar ou ocupar qualquer um dos seus modos operacionais solicitados durante uma miss o especificada ou b Desempenhar as fun es associadas com aqueles modos operacionais Disponibilidade Medida do grau em que um item estar em estado oper vel e confi vel no in cio da miss o quando a miss o for exigida aleatoriamente no tempo Envelhecimento acelerado Tratamento pr vio de um conjunto de equipamentos ou componentes com a finalidade de estabilizar suas caracter sticas e identificar falhas iniciais Mantenebilidade Facilidade de um item em ser mantido ou recolocado no estado no qual pode executar suas fun es requeridas sob condi es de uso especificadas quando a manuten o executada sob condi es determinadas e mediante os procedimentos e meios prescritos 1 2 4 3 Tipos de falhas Entende se por falhas a diminui o parcial ou total da efic cia ou capacidade de desempenho de um componente ou sistema De acordo com o n vel de
33. riodicamente as condi es de isolamento Equipar os motores com dispositivos de alarme e prote o contra curtos circuitos Observar ru dos e vibra es intempestivas Observar sinais de superaquecimento e anotar periodicamente as temperaturas durante a opera o Observar o equil brio das correntes nas tr s fases Verificar se a frequ ncia prevista para o motor realmente igual frequ ncia da rede de alimenta o 1 2 1 9 Fixa o correta dos motores e elimina o de vibra es O motor standard constru do para funcionar com eixo horizontal Para funcionamento com eixo vertical ou outras inclina es o motor deve ser constru do para esse fim geralmente equipado com um mancal de encosto Em poucas palavras um motor nunca deve ser fixado numa inclina o qualquer de seu eixo sem que se tenha certeza de suas caracter sticas pr prias Vibra es anormais causam uma consequ ncia no rendimento do motor elas podem ser consequ ncia de uma falha no alinhamento de uma fixa o insuficiente ou defeituosa do motor em sua base de folgas excessivas dos mancais ou ainda de um balanceamento inadequado nas partes girat rias Para controlar este problema podemos tomar algumas medidas preventivas mostradas no quadro abaixo Tabela 1 3 Medidas para prevenir vibra es Medidas para prevenir vibra es Observar o estado dos mancais Observar a vida til m dia dos mancais informa
34. rmico de sobre intensidade Nas figuras abaixo temos as ilustra es dos principais defeitos listados acima Diagn stico Queima na bobina auxiliar ou de partida Causa Causada normalmente pela n o abertura do conjunto centrifugo platinado deixando esta bobina ligada por mais tempo que o especificado Objetos estranhos que penetrem no interior do motor poder o provocar este defeito Diagn stico Curto na conex o Causa Defeito de isolamento causado caracteristicamente por contamina es abras o ou oscila o de tens o Diagn stico Curto contra a massa na sa da da ranhura Causa Defeito de isolamento causado caracteristicamente por contamina es abras o ou oscila o de tens o Figura 1 3 Principais defeitos Diagn stico Curto entre espiras Causa Defeito de isolamento causado caracteristicamente por contamina es abras o ou oscila o de tens o Diagn stico Queima por sobrecarga Causa A queima total do isolamento em todas as fases do enrolamento trif sico origina se na sobrecarga do motor Subtens es e sobretens es provocar o o mesmo tipo de falha Diagn stico Curto entre fases Causa Defeitos de isolamento causados caracteristicamente por contamina es abras o ou oscila o de tens o Figura 1 4 Principais defeitos continua o Diagn stico Fase danificada por desbalanceamento da tens o da rede Cau
35. rretiva de transformadores Generalidades A partir das informa es das rotinas peri dicas a Manuten o prop e opera o e em caso de d vida Superintend ncia Geral o procedimento que deve ser adotado para Manuten o Preventiva ou Corretiva Para alguns tipos de informa es colhidas imp e se uma atua o urgente pois no caso de demora podem ocorrer avarias muito grave no transformador Em outros casos a atua o de manuten o pode aguardar algum tempo Ser poss vel neste caso a programa o detalhada das verifica es e trabalhos de beneficia o a executar A data de paragem pode ser programada de acordo com os interesses do planejamento e da opera o A t tulo de exemplo v o ser indicadas algumas ocorr ncias t picas que levam a atua es urgentes ou programadas Atua es de emerg ncia Certas ocorr ncias verificadas pela manuten o nas visitas de rotina ou pelo pr prio pessoal da opera o exigem desligamento imediato Nos casos a seguir indicados n o podem ser permitidas demoras no desligamento qualquer que seja o estado de carga da rede ou os interesses imediatos da opera o preciso que tenha havida negocia o pr via e acordo entre manuten o e opera o para que a atua o seja imediata sem d vidas e sem necessidade de consultas Eis algumas dessas situa es a Ru do Interno Anormal Numa m quina est tica estes ru dos significam normalmente a ocorr ncia de
36. sa Tens es desiguais normalmente s o motivadas por cargas n o balanceadas na rede de alimenta o por conex es deficientes junto aos terminais do motor ou por mau contato Um desequil brio de corrente de 6 a 10 da nominal Diagn stico Falta de fase motor ligado em estrela Causa Surge em consequ ncia de interrup o numa fase da rede de alimenta o do motor Geralmente um fus vel queimado um contator aberto uma linha de for a interrompida ou conex o deficiente Diagn stico Queima na bobina principal Causa A sobrecarga do motor provoca a queima total do isolamento da bobina principal do enrolamento monof sico Subtens es sobretens es ou ainda a bobina auxiliar n o conectada no momento da partida causam o mesmo tipo de falha Figura 1 5 Principais defeitos continua o 1 2 2 Manuten o de transformadores 1 2 2 1 Otimiza o e monitoramento da opera o dos transformadores Os transformadores s o m quinas est ticas que transferem energia el trica de um circuito para outro mantendo a mesma frequ ncia e normalmente variando valores de corrente e tens o Esta transfer ncia de energia acompanhada de perdas que dependem basicamente da constru o do transformador do seu regime de funcionamento e da manuten o nele efetuada As principais perdas de energia em transformadores s o as perdas no cobre e as perdas no ferro As perdas no ferro s o determinadas pelo flux
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