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Os ferimentos causados ​​por choques elétricos

O efeito de eletricidade no corpo depende da quantidade de corrente e do tempo em que o corpo é exposto a ela. Quanto maior for a corrente, menor é o tempo de exposição para que um ser humano sobreviva.

O caminho da corrente elétrica através do corpo também é crítica.

Por exemplo, passagem de corrente através do coração ou do cérebro é mais fatal do que a corrente que passa através dos dedos. É preciso cerca de 1.000 miliamperes (1 ampère) de corrente para acender uma lâmpada de 100 watts. Abaixo estão os efeitos que você pode esperar de apenas uma fração do que a corrente pode fazer por alguns segundos.

A tabela abaixo ilustra que uma pequena quantidade de corrente durante alguns segundos ou mais podem ser fatais.

É a corrente que mata ou fere. Mas a tensão, o que "empurra" a corrente através do corpo, é também importante.

Quando uma vítima é exposta a tensões domésticas, ela pode sofrer um espasmo muscular que não a deixa largar até que o circuito está desligado, ou até que a vítima seja arrastada, muitas vezes pelo peso de seu corpo.

Períodos relativamente longos de contato com a baixa tensão são a causa de muitas mortes de origem elétrica, em casa ou no trabalho.

Em tensões muito elevadas (em linhas de média tensão, por exemplo), a vítima é pode ser arremessada para longe, após o contato. Isso resulta em danos internos menores, tal como insuficiência cardíaca, mas sofre uma terrível queimadura nos locais de entrada e saída da corrente.

Nota:
Todas as vítimas de choque elétrico e queimaduras devem receber tratamento padrão de primeiros socorros, seguido por um profissional de saúde, independentemente da gravidade.

Efeitos no organismo

Qualquer vítima de choque elétrico pode sofrer os seguintes efeitos sobre o corpo:

• Contração dos músculos do tórax, causando dificuldade respiratória e perda de consciência.
• Paralisia temporária dos órgãos respiratórios, resultando em incapacidade de respirar.
• Fibrilhação ventricular do coração (principalmente em tensões mais baixas).
• Queima de tecido na entrada e pontos de saída (principalmente de tensões mais elevadas). 
• Fraturas causadas por espasmos musculares.

6 Inspeções em Buchas de Transformadores de Potência

Existem seis inspeções diferentes que podem ser realizadas nas buchas de um transformador de potência:

1. Inspeção de rotina
2. Inspeção regular (uma vez a cada dois anos)
3. Inspeção devido a aquecimentos parciais excessivos
4. Inspeção de danos locais (fissuras) nas buchas
5. Inspeção para vazamentos de óleo
6. Armazenamento

Explosão de Transformador por falha em bucha

1. Inspeção de rotina

Aquecimento local excessivo

Preste atenção para as conexões terminais. É conveniente para pintar estas parte com tintas indicadoras de temperatura. É aconselhável a realização de inspeção termográfica.

Poluição

Quando há muita poeira e sal, uma limpeza deve ser realizada e para isso, o transformador deve ser colocado fora de serviço. Usar da água, amônia ou tetracloreto de carbono. Se eles estiverem muito sujas, o uso de ácido clorídrico concentrado, diluído 40 vezes ou mais, em água.

A solução não deve estar em contato com qualquer parte metálica; após a limpeza das peças de porcelana, estas devem ser neutralizadas com água contendo bicarbonato de sódio, numa proporção de 30 gramas por litro.

Se fizer uso de solução química, certifique-se de lavar depois com água doce, de modo a não deixar nenhum elemento estranho nas superfícies.

Em sistemas nos quais a parada do transformador para a limpeza é muito difícil, ou em zonas onde existem muitos danos pela poeira ou o sal, está sendo usado recentemente um método de lavagem designado "of hot line". É um método para lavar o equipamento sem parar o seu funcionamento, e existem duas ou três formas de fazê-lo.

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Danos mecânicos

Verifique se existem danos ou vazamentos de óleo nas buchas.

2. Inspecção regular (uma vez a cada dois anos)

Avaliação da deterioração do isolamento

Os métodos para detectar a degradação do isolamento são a medição da resistência de isolamento e tan Δ (Fator de potência do isolamento).

A medição da resistência de isolamento nas buchas não é simples, uma vez que a bucha e o enrolamento do transformador devem ser independentes; no entanto, a medição deve ser feita da melhor maneira possível.

A medição da tan Δ também é difícil, uma vez que as buchas devem ser separadas do transformador, na maioria dos casos. A avaliação dos resultados da medição não deve depender apenas os valores absolutos obtidos, mas sim com a comparação dos valores obtidos em cada ano e da variação entre eles. Se existem grandes discrepâncias nos valores, atenção especial é necessária.

Terminal para medição do fator de potência do isolamento de buchas

Quando a resistência de isolamento é superior a 1000 mohms a temperaturas normais, pode-se considerar como bom estado, mas o valor do fator de potência também devem ser levadas em consideração para a avaliação.

Em breve teremos um artigo especial sobre buchas e sobre as medições do fator de potência de isolamento.

Medidor de fator de potência de isolamento - Doble

3. Inspeção devido a aquecimentos parciais excessivos

O excessivo aquecimento dos terminais, na maioria dos casos, é devido ao afrouxamento. Se esta condição é observada, eliminar a poeira ou sujeira das peças de contato e reapertar firmemente.

O Sistema de Isolamento de um Transformador de Potência [Parte 3]

O óleo mineral isolante usado nos equipamentos elétricos em serviço está continuamente deteriorando-se, sofrendo um processo de envelhecimento devido às reações de oxidação que podem ser aceleradas pela presença de compostos metálicos (materiais presentes na construção, como cobre e outros, sendo que estes agem como catalisadores), oxigênio, alto teor de água e calor excessivo, os quais conduzem à formação de produtos de oxidação [Lipstein, 1970; Martins de Souza, 2003; Ribeiro Jr., 2003].

O Efeito da Umidade

A umidade é um dos principais catalisadores da degradação da isolação de papel. A isolação úmida tem sua resistência mecânica diminuída e suas propriedades dielétricas prejudicadas [Milash, 1984].

O papel em presença de umidade tende a abaixar sua rigidez dielétrica e aumentar seu fator de potência. O fator de potência do óleo isolante aumenta com a temperatura e com a quantidade de substâncias polares provenientes da sua deterioração. Na figura abaixo podemos verificar a variação do Fator de Potência do papel isolante em função de seu teor de umidade.

Fator de Potência ou Fator de Perdas é um ensaio para se determinar o cosseno do ângulo de fase ou o seno do ângulo de perdas de um material isolante. Ele nos dá uma ideia da intensidade da corrente que flui pelo isolante e que é uma medida de sua contaminação e de sua deterioração.

 Variação do fator de potência do papel isolante em função do teor de umidade

Fonte: Milash, Milan. Manutenção de Transformadores em Líquido Isolante

Internamente ao transformador, os meios isolantes tendem a buscar um equilíbrio químico nos teores de umidade. Por exemplo, se a isolação sólida estiver mergulhada em uma atmosfera gasosa, haverá passagem da umidade do gás para o papel, ou vice-versa, até ser atingido um estado de equilíbrio.

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O gráfico de Piper abaixo mostra que, para uma pressão constante no vapor de água, quanto mais alta a temperatura, menor é a percentagem de umidade do material fibroso e que seu teor de umidade crescerá com o aumento da pressão do vapor.

A eliminação de água da isolação é essencial para manter suas propriedades dielétricas em condições adequadas de isolamento e sua resistência mecânica. A percentagem de umidade necessária para afetar o fator de potência do papel é maior que a necessária para afetar o do óleo.

O papel isolante, por ser muito higroscópico, é um secador muito eficiente de ar e óleo. A celulose seca, quando mergulhada em óleo com umidade, tende a absorver esta água. Esta absorção se dá até o ponto em que é atingido o estado de equilíbrio. Na situação inversa, a água passa do papel para o óleo, quando este possui um teor de umidade inferior a do estado de equilíbrio.

O papel isolante imerso em óleo e aquecido por tempo prolongado fica com sua resistência mecânica muito reduzida.

A resistência mecânica da isolação diminui mais rapidamente que a sua resistência de isolamento, podendo enfraquecer-se a ponto de não poder mais resistir aos esforços de curtos-circuitos e surtos de tensão. 

Pesquisas indicam que pequenas quantidades de água na isolação provocam considerável redução na sua resistência mecânica. 

Variação da resistência mecânica do papel isolante em função da umidade e do tempo de envelhecimento

Fonte: Milash, Milan. Manutenção de Transformadores em Líquido Isolante

No próximo artigo vamos continuar discutindo sobre os processo de envelhecimento do óleo isolante.

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Manutenção Preventiva em Disjuntores de BT

Este artigo trata sobre a prática mínima recomendada para manutenção preventiva de disjuntor de baixa tensão.

Isolamento

Retire e barreiras que ficam entre os barramentos de fase e limpe-as. Limpe todos os materiais isolantes com aspirador e/ou panos limpos e sem fiapos. Se for necessaria a utilização de solventes de limpeza, utilizar apenas solventes recomendados pelo fabricante.

Verifique se há sinais de corona, trilhamento, arcos, ou danos térmicos ou físicos.

Certifique-se de que o isolamento é deixado limpo e seco.

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Contatos

Certifique-se que todos os contatos estão limpos, com operação suave e em alinhamento adequado. Assegurar que as pressões dos contatos são mantidos de acordo com as especificações do fabricante. Em contatos de prata, a descoloração geralmente não é prejudicial, a não ser se causada por depósitos de materiais isolantes. Contatos de prata podem ser limpos com álcool ou limpador de prata, usando panos não abrasivos.

Opere manualmente o disjuntor para verificar se estão adequadas a limpeza, a pressão de contato, o alinhamento dos contatos e para garantir que todos os contatos estão sincronizados. Caso o disjuntor possua bobinas de abertura e fechamento, poderá ser utilizada uma maleta de tempos com 3 canais para se verificar este sincronismo.

Se possível, um teste de resistência de contato devem ser realizado para determinar a qualidade e vida útil dos contatos. Micro-ohmímetros são utilizados para realizar testes de resistência de contato. Para isto aplicar uma corrente contínua através de todo o caminho do disjuntor fechado, incluindo os contatos, ponto de pivô e conexões do disjuntor. A leitura mostra a resistência de contato diretamente em micro-ohms.

Em disjuntores extraíveis inspecione os contatos fixos do painel quanto a sobreaquecimentos, alinhamento e molas quebradas ou fracas. Nos casos onde existe a necessidade de lubrificação, utilizar o lubrificante especificado pelo fabricante.

Câmaras de Arco

Limpe todos os materiais cerâmicos retirando toda a poeira solta e examine se há sinais de umidade; certifique-se que as montagens estão limpas e secas. Examine peças rachadas ou quebradas. Depósitos de sujeira e de arco podem ser removidos por lixamento leve - não usar lixa ou escovas de arame, que podem deixar resíduo condutor. Repare ou substitua conforme necessário.

Examine os extintores de arco para a sujeira e / ou acúmulo de poeira .Limpar se necessário. Um teste dielétrico das barreiras de arco pode ser recomendada pelo fabricante. 

Mecanismo de Operação

Verifique se há peças soltas, quebradas, desgastadas ou faltantes (consultar esquemas do fabricante para as peças necessárias). Examine para o desgaste excessivo de peças móveis. Observe se os mecanismos de operação estão funcionando corretamente, sem ação retardada.

Certifique-se que a lubrificação é feita de acordo com as especificações do fabricante.

Assegurar  que os mecanismos estão limpos, devidamente lubrificados e sem peças faltantes. Repare ou substitua conforme necessário.

Dispositivos Auxiliares

Inspecione os dispositivos auxiliares para o funcionamento adequado e estado geral. Garantir que todos os dispositivos indicadores etsão totalmente funcionais e configurados corretamente.

Os relés de proteção e dispositivos de trip do disjuntor devem ser inspecionados e testados de acordo com as especificações dos fabricantes e as normas aplicáveis ​​do setor, tais como as emitidas pelo Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE) e da National Fire Protection Association (NFPA) .

Normalmente cada fabricante possui seus equipamentos de testes e diagnósticos próprios.

Diagnósticos de  relés de disjuntor BT Schneider

Relé de proteção em falha, detectado durante teste.

Não deixe de fora de seus escopos de manutenção preventiva os disjuntores de baixa tensão. Eles são os principais responsáveis pela segurança elétrica dos trabalhadores. Seus tempos de atuação estão diretamente ligados aos níveis de emissão de energia em caso de arco (Energia incidente).

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10 Precauções quando Trabalhar em Equipamentos BT Energizados

Para a maioria dos trabalhos, os equipamentos elétricos devem ser desenergizados, porque sempre há um alto risco de lesão aos trabalhadores se eles trabalham em equipamentos energizado. Pode ser possível programar esse tipo de trabalho fora do horário normal de trabalho para limitar a exposição ao risco.

"As vezes não é possível desligar completamente o equipamento de baixa tensão antes de trabalhar nele."

Trabalhe com o sistema desenergizado e aterrado sempre que possível

Por exemplo, pode ser necessário ter um equipamento em funcionamento, a fim de testá-lo ou ajustá-lo. Nesses casos, o trabalho deve ser realizado por trabalhadores que são qualificados e autorizados para fazer o trabalho. Eles devem seguir os procedimentos de segurança para trabalhos em equipamentos energizados.

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Você deve observar as seguintes precauções quando for trabalhar em equipamentos energizados, mas note que estes não são um substituto para o treinamento adequado e os procedimentos de segurança.

1. Pense à frente

Avaliar todos os riscos associados com a tarefa. Planejar todo o trabalho com antecedência para que você possa tomar todas as precauções, incluindo a organização para obter ajuda em caso de choque paralisante. Considere realizar uma reunião de segurança pré-trabalho para discutir o trabalho com todos os profissionais antes de iniciar o trabalho. Faça uso da APR (Análise Preliminar de Risco).

2. Conheça o Sistema

Os diagramas As-Built (Conforme Construído), devem estar disponíveis para aqueles que trabalham no sistema. Isso significa que você deve saber sobre todos os equipamentos instalados de acordo com a documentação (especificações técnicas, diagramas unifilares, diagramas de fiação, esquemas de blocos, etc.)

Tenha cuidado, nem sempre essa documentação está atualizada. Sempre desconfie.

3. Limite a Exposição

Tenha as partes energizadas expostas pelo menor tempo possível. Isso não quer dizer que você deve trabalhar rapidamente. Seja organizado de forma que o trabalho pode ser feito de forma eficiente.

4. Cubra as Partes Energizadas se Possível

Use barreiras isolantes e lençóis para cobrir partes energizadas que não forem alvo do trabalho.

5. Atenção às Partes Metálicas Aterradas

As peças de metal que estão aterradas devem ser cobertas com material isolante sempre que possível, para evitar contato acidental com partes energizadas.

6. Limitar a Energia Incidente de Arco Elétrico para Reduzir o Risco

Devem ser tomadas todas as medidas práticas para garantir que a corrente de falha no ponto de trabalho é mantida a mais baixo possível enquanto o trabalho está em andamento. Por exemplo, quando se mede a tensão, faça-o no lado da carga dos dispositivos de circuitos de proteção com a menor corrente nominal.

O Sistema de Isolamento de um Transformador de Potência [Parte 2]

O ISOLAMENTO SÓLIDO

O papel Kraft é utilizado na forma de finas camadas envolvendo os enrolamentos ou na forma de espaçadores e tubos de alta densidade para promover o isolamento elétrico entre níveis de tensão e entre fases. Dependendo da tensão, da solicitação térmica ou mecânica, da característica de cada tipo de equipamento ou de suas partes, pode-se também utilizar papel impregnado com óleo ou com resina; materiais cerâmicos ou poliméricos; madeira laminada e vernizes compatíveis com o óleo.

Papel Kraft

Mesmo sendo, o papel Kraft, o mais utilizado no isolamento elétrico de transformadores de potência; quando se deseja resistência a altas temperaturas, emprega-se papel termo-estabilizado, que é um papel cuja celulose sofre um tratamento térmico especial. O Papel Nomex (poliamida) também pode ser utilizado como espaçador de bobinas, isolante de terminais, dentre outras aplicações, suportando temperaturas na ordem de 180 ºC a 200 ºC [Du Pont, 2002].

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O isolamento sólido mais utilizado é, portanto, um papel formado por longas fibras, cujos principais constituintes são as moléculas da celulose e a hemicelulose, embora ainda se encontre, em pequenas quantidades, a lignina. As ligninas são polímeros aromáticos complexos e as hemiceluloses são polissacarídeos ligados à celulose através de ligações de hidrogênio.

Isolamento sólido em transformadores

A madeira é constituída principalmente de fibras celulósicas aderidas umas às outras através da lignina. Para separar estas fibras, durante a fabricação do papel, a celulose é quimicamente tratada para reduzir ou remover a lignina e as pentoses (hemiceluloses) a ela associadas, convertendo a madeira em polpa.

Para a obtenção da polpa, há três processos: 

• Processo Mecânico – gera a polpa termo-mecânica (por prensagem da madeira presença de água e vapor d’água) e polpa termoquimimecânica (quando envolve o tratamento com reagentes químicos para a separação entre as fibras celulósicas e a lignina). Polpas mecânicas podem ser usadas, por exemplo, para a fabricação de papel jornal.
• Processo Químico – gera a polpa química (normalmente chamado de processo Kraft, do alemão: "forte"). Neste processo, os cavacos de madeira são processados em digestores por aquecimento na presença de substâncias químicas a alta pressão. A polpa química gera um papel muito resistente que pode ser usado, por exemplo, na fabricação de bolsas de supermercado.
• Processo por Reciclagem – gera a polpa reciclada por trituração da mistura e aparas de papel e água, em “pulpers” (grandes liquidificadores). A polpa reciclada é usada freqüentemente na fabricação de papel cartão, papel jornal como também outros tipos de papel para uso industrial e residencial como: papel higiênico, toalhas, lenços e guardanapos [celuloseonline 228, 2004].

Na fabricação de papel isolante é utilizado o processo Kraft, no qual a madeira é tratada com uma mistura de hidróxido de sódio e sulfato de sódio. Depois do tratamento, a composição química do papel é cerca de 89% celulose, 7 a 8% de pentoses e 3 a 4% de lignina.

O papel Kraft impregnado com óleo isolante, limpo e seco, é um dos melhores sistemas de isolamento conhecidos pelos fabricantes de transformadores, sendo empregado para dar rigidez mecânica e elétrica.

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Esses materiais têm elevada resistência de isolamento quando secos (0,5% a 1% de umidade) e são altamente higroscópicos.

O papel Kraft é muito poroso, estimando-se que contenha de 80% a 95% de ar. Ele absorve cerca de 10% do volume de óleo colocado no tanque do transformador.

No próximo artigo vamos discutir sobre os processos de envelhecimento do isolamento líquido e sólido em um transformador. Fique ligado! 

O Sistema de Isolamento de um Transformador de Potência [Parte 1]

Esta será uma série de 5 artigos, aonde iremos apresentar as características do isolamento óleo/papel em transformadores de potência. Os artigos serão divididos da seguinte forma:

1- Introdução / O Óleo Isolante

2- O Isolamento Sólido

3- Os processos de envelhecimento do isolamento – Parte 1

4- Os processos de envelhecimento do isolamento – Parte 2

5- Equipamentos para Secagem de Transformadores e Óleo Isolante

INTRODUÇÃO

Os transformadores de potência são um dos elementos mais importantes dentro de um sistema elétrico de potência. A saída de operação de um transformador pode provocar a paralisação de uma boa parte do sistema, acarretando prejuízos de grande monta à sociedade.

Os transformadores de potência são constituídos basicamente de um núcleo com bobinas de cobre isoladas por papéis especiais e preenchidos com óleo isolante.

O sistema de isolamento elétrico de um transformador consiste em um isolante líquido e um isolante sólido. O líquido geralmente é o óleo mineral isolante e o sólido é o papel isolante do tipo Kraft (papel Kraft, papelão Kraft, papel manilha e papelão com fibra de algodão).

Esse sistema de isolamento de transformadores que associa o óleo mineral isolante e o papel isolante é o conjunto utilizado em 95% da quantidade total de equipamentos. Apesar dos recentes avanços na área de materiais sintéticos que, à primeira vista, deveriam (ou poderiam) substituir o conjunto papel-óleo, que vem sendo utilizados desde 1890, a permanência de sua utilização deve-se às excelentes características deste conjunto, face às solicitações elétricas, mecânicas e térmicas no transformador de potência.

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No sistema de isolamento elétrico de um transformador de potência, o óleo flui através do transformador, podendo ser facilmente acessado, substituído ou recondicionado, de forma a manter valores de umidade o mais baixo possível. 

O ÓLEO ISOLANTE

O óleo isolante mineral é um hidrocarboneto obtido do refino do petróleo a uma fração de 300 °C a 400 °C, composto por cadeias com 19 a 23 átomos de carbono, podendo ser predominantemente naftênico, tipo A (estrutura em anéis), ou parafínico, tipo B (estrutura linear). Este óleo é utilizado como isolante elétrico e refrigerante térmico (troca de calor por convecção) dentro de equipamentos elétricos de potência. Os transformadores existentes nas redes elétricas aéreas de todo o Brasil, bem como outros equipamentos existentes dentro das subestações de energia utilizam este tipo de substância. Calcula-se que 95% dos equipamentos presentes na planta das empresas distribuidoras de energia elétrica no Brasil utilizam óleo isolante mineral. 

Os hidrocarbonetos, que constituem a maior parte do óleo, podem ser divididos em três grupos:

1. hidrocarbonetos parafínicos: compostos por hidrocarbonetos saturados de cadeia aberta, linear ou ramificada;
2. hidrocarbonetos naftênicos: compostos por hidrocarbonetos saturados de cadeia fechada, contendo de um a seis anéis, sendo que estes podem possuir uma ou mais cadeias laterais lineares ou ramificadas;
3. hidrocarbonetos aromáticos: compostos por hidrocarbonetos contendo um ou mais anéis aromáticos, podendo ou não apresentar cadeias laterais [Lipstein, 1970].

Estes óleos devem ser altamente estáveis, ter baixa viscosidade, pois, além de sua função dielétrica de impregnação, devem também transmitir o calor. Este é um dos problemas típicos do transformador, onde o óleo transfere para as paredes do tanque o calor gerado nos enrolamentos. O ponto de chama varia de 130 ºC a 145 ºC. Ao lado do fator de perdas, também a rigidez dielétrica ou a tensão de ruptura são fatores importantes.

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Os hidrocarbonetos que constituem o óleo isolante são pouco ativos quimicamente. Isto se faz necessário para que o óleo não ataque os demais materiais dos equipamentos eletro-mecânicos que entram em contato com o mesmo. Como, entretanto, os hidrocarbonetos saturados apresentam pouca resistência à degradação em presença de oxigênio e calor, uma parcela de hidrocarbonetos não saturados, da família dos aromáticos, é também constituinte do óleo isolante, conferindo-lhe maior estabilidade, ou seja, maior vida útil e melhor desempenho nos equipamentos.

O óleo possui também compostos orgânicos de enxofre termicamente estáveis que são inibidores naturais do processo de oxidação e, conseqüentemente, do envelhecimento.

A função do óleo mineral isolante em um transformador é propiciar isolamento elétrico entre as diversas partes do circuito e permitir a transferência de calor (refrigeração) entre suas partes componentes (bobinas e núcleo). 

Como isolante elétrico, o mesmo substitui o ar entre as partes ativas, preenchendo todos os espaços vazios, oferecendo alta rigidez dielétrica com baixa condutividade.

Próximo artigo: O Isolamento Sólido

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