TERMOGRAFIA EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

Excelente texto sobre Termografia extraído e adaptado do site da engelétrica - http://www.engeletrica.com.br/

A TERMOGRAFIA é o mais importante, eficiente, preciso e seguro método de avaliação de instalações e componentes elétricos, sendo a técnica que estende a visão humana através do espectro infravermelho, a aquisição e análise das informações térmicas feitas a partir de dispositivos de obtenção de imagens são realizadas sem contato físico.

A vibração de campos elétricos e magnéticos que se propagam no espaço à velocidade da luz gera uma onda eletromagnética, e o conjunto de ondas eletromagnéticas forma o espectro eletromagnético.

O Infravermelho é uma freqüência eletromagnética naturalmente emitida por qualquer corpo, com intensidade proporcional a sua temperatura. APLICAÇÕES

A importância da temperatura é enorme, sendo uma das medições mais realizadas diariamente; a todo instante e para inúmeros fins nos preocupamos com a temperatura e com a evolução dos equipamentos de aquisição de imagens termográficas, a termografia vem sendo colocada como elemento de manutenção preditiva em destaque na área industrial, e também já está sendo incorporada a uma vasta area de aplicações : – Pesquisa e desenvolvimento; – Medicina e veterinária; – Controle de qualidade e monitoramento de processo; – Testes não destrutivos; – Construção civil, e outras. RADIAÇÃO INFRAVERMELHA

Uma câmara infravermelha não mede a temperatura, mas sim a calcula. Isto é feito com base na radiação emitida por corpos e informações fornecidas ao equipamento visando compensar certos pontos que podem afetar os valores, em especial a emissividade. Assim é muito importante uma consideração correta do objetivo que nos leva a efetuar uma termografia, a análise não adequada de termogramas pode causar erros que colocam em risco a integridade das instalações.

Todo o corpo no zero absoluto zero (- 273°C), irradia uma energia com um comprimento de onda que encontra-se na faixa de infravermelho (0.76 - µ 1.000), do espectro eletromagnético. O espectro visível estende dos comprimento de onda de 0.4 µ para a luz ultravioleta a ao redor 0.75 µ, para a luz vermelha. Para as intenções práticas da medida da temperatura o espectro infravermelho estende de 0.75 µ até o µ ao redor 20. O cérebro não é sensível à radiação infravermelha emitida por um objeto, mas uma câmera térmica pode registar a energia com sensores infravermelhos que podem ver estes comprimento de onda invisíveis. Isto permite que nós meçamos a auto energia emitida por objetos e consequentemente para determinar remotamente a temperatura da superfície e sem contato. A radiação infravermelha é o sinal da entrada que a câmera térmica necessita gerar uma imagem de um espectros das cores que correspondem à temperatura. O detector converte essa energia em um sinal elétrico proporcional ao qual ele é então amplificado. Esse sinal amplificado é enviado para um processador de vídeo e então para um display visual, similar a um tubo de raios catódicos ou um visor de cristal líquido chamado viewfinder. Aqui isso pode ser manipulado numa variedade de maneiras para propósitos de interpretação. A imagem mostrada no viewfinder é um mapa de temperatura no qual as suas variações num nível de cinzas até imagens coloridas correspondem às diferenças de energias radiantes.

LEIS BÁSICAS DA RADIAÇÃO INFRAVERMELHO

As leis da física permitem converter a medição da radiação infravermelho em medição de temperatura, isto é obtido que mede o auto da radiação emitida na parcela do infravermelho do espectro eletromagnético da superfície do objeto e converte esat medição em sinais elétricos. Leis da física definen o comportamento da radiação: 1.- Ley de Stephan Boltzman: W = e s T4 2.- Ley de desplazamiento de Wien: Lambdam = b/T Donde: W.- Fluxo radiante emitido por unidade de área (Watts/cm2) e .- Emisividade s .- Constante de Stephan Boltzman = 5,673x10-12 Watts º K cm-2 T.- Temperatura absoluta del objeto (°K) Lambdam. - Longitud de onda de radiación máxima (µ) B.- Constante de desplazamiento de Wien = 2.897 µ °K

METODOS DE ANÁLISE

A importância da temperatura é enorme, sendo uma das medições mais realizadas diariamente. A todo instante e para inúmeros fins nos preocupamos com a temperatura. A evolução dos equipamentos de aquisição de imagens termográficas vem colocando a termografia como elemento de manutenção preditiva em destaque na área industrial.

Análise Quantitativa

Classifica e quantifica as anomalia quanto a sua gravidade e peridiocidade; A análise quantitativa pode ou não ser feita.

Análise Qualitativa

É a primeira a ser feita e é a que apresenta os resultados mais eficazes na detecção de falhas,uma vez basear-se em padrões, normalmente comparativos. Através da análise qualitativa verificamos se há alguma anomalia térmica e onde ela se encontra, a temperatura apresentada é aparente, não compensada, portanto não real. Visa, com base em padrões térmicos,localizar eventuais anomalias. Baseia-se em aspectos comparativos definindo a necessidade de uma atenção especial. Quando a análise qualitativa não apresenta qualquer possível anomalia o registro (termograma) pode ou não ser feito. Caso a analise qualitativa indique uma possível anomalia o registro (termograma) deverá, necessariamente, ser feito.

Análise Qualitativa x Quantitativa Basicamente podemos comparar os dois tipos de análise da seguinte forma: Qualitativa · Baseia-se em padrões comparativos; · Nos diz se há uma possível anomalia térmica; · Localiza a possível anomalia térmica; Quantitativa · Classifica a anomalia quanto a sua gravidade; TERMOGRAMAS OU IMÁGENS TÉRMICAS O registro obtido através da câmara infravermelha é chamada de termograma ou imagem térmica. Os termogramas normalmente estão acompanhados de imagens convencionais obtidas por meio de máquinas digitais que visam facilitar o entendimento e localização dos pontos analisados. ANÁLISE E RELATÓRIOS Embora a termografia seja aplicada a diversos campos de atividade, é no setor elétrico, mais especificamente as instalações elétricas de industriais e comerciais e em componentes do sistema elétrico que podem acarretar interrupções no fornecimento de energia, muitas vezes causando danos irreparáveis. Dentre estes componentes citamos: · Disjuntores; · Chaves seccionadoras; · Bases e fusíveis; · Barramentos e condutores em geral; · Conexões; · Transformadores de distribuição O resultado é apresentado através de relatórios técnicos que permanecerão disponíveis em nosso site para posterior consulta. Para definir a necessidade de uma intervenção e a sua urgência é precisamos estabelecer critérios mínimos que sirvam de fundamento para tal conclusão, o risco é então classificado considerando se a gravidade e a abrangência da possível falha. CONSIDERAÇÕES GERAIS Um aspecto importante a ser observado está relacionado à dimensão do dano causado por uma eventual falha.

Assim procedemos a analise considerando: ABRANGÊNCIA Local: restrita ao próprio ponto, não afetando de forma significativa outros setores; ex. Chave ou disjuntor de uma máquina Setorial: implica na interferência de um setor ou departamento; ex. Chave ou disjuntor geral de uma célula de produção (conjunto de máquina) Geral: implica na paralisação de todo o sistema.ex. entrada de energia, transformador, disjuntor Classificação dos riscos Criticidade Intervenção da Manutenção Nível/ Classificação Baixo/ I -Rotina de Manutenção Médio/II- Intermediária (Avaliar Componente) Alto /III - Urgência (reparar o mais rápido possivel) Crítico/IV- Emergencial (reparar de imediato) Prazos de Intervenção – Classificação Geral Risco/Prazo/ Interpretação

I

0 /Baixo risco podendo aguardar a manutenção programada

II

0 /Médio risco podendo aguardar a próxima manutenção

1 /Médio risco podendo reparar em até 15 dias 2/ Médio risco podendo reparar em até 05 dias

III

0 /Alto risco podendo aguardar a próxima manutenção

2 /Alto risco podendo reparar em até 05 dias 3 /Alto risco podendo reparar em até 48hs

IV

0 Risco crítico podendo aguardar a próxima manutenção

3 Risco crítico podendo reparar em até 48hs

4 Risco crítico podendo reparar em até 12hs MÁXIMA TEMPERATURA ADMISSIVEL Saber qual a máxima temperatura admissível (MTA) para um determinado componente é condição essencial, porém nem sempre os fabricantes disponibilizam tal informação. Caso não tenhamos a MTA fornecida pelo fabricante iremos considerar: Fios encapados (dependendo da classe de isolação) - 70 a 110v Régua de bornes - 70 Conectores de alta tensão (>500V) - 90 Cabos isolados 15KV -70 Conexões mediante parafuso - 90 Conexões e barramentos de baixa tensão - 90 Conexões de linhas de transmissão aérea - 70 Conexões recobertas de prata ou níquel - 90 Fusíveis (corpo) - 100 Transformadores a óleo, ponto mais quente (núcleo) - 80 Transformadores a óleo (óleo) - 65 Transformadores Secos classe de isolação 105 -65 Transformadores Secos classe de isolação 130 -90 Transformadores Secos classe de isolação 155 -115 Transformadores Secos classe de isolação 180 -140

CABOS ELÉTRICOS A vida de um cabo é prevista para 20 anos considerando sua utilização em temperaturas não superiores a máxima para serviço contínuo. Para cada 5 graus além se admite que cai pela metade a vida útil prevista:

ISOLAÇÂO PVC EPR XLPE

Temperatura Serv. Cont. ºC 70 100 160 Temperatura sobrecarga ºC 90 130 250 Temp. curto circuito ºC 90 130 250 CONSIDERAÇÕES COMPLEMENTARES · Dizemos que um componente esta aquecido quando sua temperatura é maior que a temperatura do ambiente; · O aquecimento é igual a diferença entre a temperatura do componente e a temperatura do ambiente; · Além da temperatura devemos considerar outros fatores tidos como de correção - carga e evento. Nas inspeções internas os cuidados devem estar voltados para a carga, nível de utilização da instalação circuito ou equipamento. · O máximo aquecimento admissível para um componente ou equipamento é igual a diferença entre a máxima temperatura admissível e a temperatura ambiente ou médio local. ANOMALIAS TÉRMICAS Consideramos anomalias térmicas as ocorrências, simultâneas ou não, das seguintes condições: · Temperatura medida superior á máxima temperatura admissível para um determinado componente ou equipamento; · Qualquer componente com aquecimento superior à 25°C em relação ao ambiente, exceto resistência de aquecimento, alguns núcleos de bobina, lâmpadas acesas e alguns resistores; · Qualquer equipamento elétrico que embora não atinja o aquecimento de 25°C em relação ao ambiente, está com temperatura superior à outro equipamento idêntico, nas mesmas condições de carga e trabalho; · Equipamentos que, embora não possam ser visualizados diretamente pelo termovisor, despertem suspeitas devido ao aquecimento periférico, seja nos condutores a eles conectados, ou através de altas emissões de infravermelho em obstáculos, proteções mecânicas ou anteparos, como por exemplo a tampa de um painel elétrico. · Aquecimento corrigido igual ou superior a 10ºC cria suspeita de falha possível, sendo feita a indicação de acompanhamentos, verificações e ou medições complementares.

Texto extraído e adaptado do site da engelétrica - http://www.engeletrica.com.br/

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