Eltec Engenharia Ltda - 2019

TERMOGRAFIA 

Termografia Elétrica Industrial

  O aquecimento anormal associado à resistência elevada ou ao fluxo de corrente excessivo é a causa principal de muitos problemas em sistemas elétricos. A termografia por infravermelhos permite-nos ver estas assinaturas térmicas invisíveis de dano iminente antes de o dano ocorrer. Quando a corrente passa através de um circuito elétrico, parte da energia eléctrica é convertida em energia térmica. Isto é normal. Mas se existir uma resistência anormalmente elevada no circuito ou um fluxo de corrente anormalmente elevado, é gerado calor anormalmente elevado, o qual é destrutivo, potencialmente prejudicial e não normal.

 

  A lei de Ohm (P=I2R) descreve a relação entre corrente, resistência elétrica e a energia ou energia térmica gerada. Utilizamos resistência elétrica elevada para resultados positivos como calor numa torradeira ou luz numa lâmpada eléctrica. No entanto, por vezes é gerado calor indesejado que resulta em danos dispendiosos. Os condutores de tamanho reduzido, as ligações soltas ou o fluxo de corrente excessivo poderão causar um aquecimento indesejado anormalmente elevado que resulta em circuitos elétricos com temperaturas muito elevadas. Os componentes podem literalmente ficar quentes o suficiente para derreter.

Componentes normalmente inspecionados

  • Distribuição de energia (trifásica);

  • Caixas de fusíveis;

  • Cabos e ligações;

  • Relés/Interruptores;

  • Isoladores;

  • Condensadores;

  • Subestações;

  • Disjuntores;

  • Controladores;

  • Transformadores;

  • Motores;

  • Bancos de baterias.

  • Banco de Capacitores.

Razões comuns para pontos quentes ou desvios de têmperatura

  • Cargas desequilibradas;

  • Harmónicos (3ª corrente harmónica no neutro);

  • Sistemas sobrecarregados/corrente excessiva;

  • Ligações soltas ou oxidadas (por norma um lado do componente sobreaquece);

  • Falha de isolamento;

  • Falha de componente;

  • Erros de cablagem;

  • Componentes não-especificados (como fusíveis) aqueceriam em ambos os lados do fusível. 

 

  As câmaras termográficas permitem-nos ver as assinaturas térmicas associadas à elevada resistência eléctrica muito antes de o circuito ficar quente o suficiente para causar um corte de energia ou uma explosão. Tenha em atenção dois padrões térmicos básicos associados a falha eléctrica: 1) uma elevada resistência causada por superfícies com contacto deficiente e 2) um circuito sobrecarregado ou problema de desequilíbrio multifásico.

Problemas de contacto

  O calor é produzido pelo fluxo de corrente através de um contacto com elevada resistência elétrica. Este tipo de problema é normalmente associado a contactos de interruptores e conectores. O ponto de aquecimento real poderá muitas vezes ser muito pequeno, inferior a 1/16 polegadas quando começa. Abaixo encontram-se alguns exemplos encontrados com uma câmara termográfica  durante demonstrações a clientes.

 

  O termograma A) é um controlador do motor para um elevador num grande hotel. Uma das ligações trifásicas estava solta, causando uma maior resistência no conector. O calor excessivo produziu uma subida da temperatura em 50 graus C. O termograma B) é uma instalação de fusíveis trifásica em que uma extremidade de um fusível tem contacto eléctrico deficiente com o circuito. A maior resistência de contacto causou uma temperatura 45C (81F) mais elevada nessa ligação mais quente do que nas outras ligações de fusíveis. O termograma C) é uma pinça de fusíveis em que um contacto é 55ºC mais quente do que os outros. E o termograma D) é uma ligação a tomada de parede bifásica em que as ligações de fios estavam soltas, causando o aquecimento dos terminais para 55ºC mais quentes do que o ambiente.

 A) Controlador                                       B) Fusível trifásico                                 C) Pinça de fusíveis                        D) Ficha de parede

  Todos estes quatro exemplos eram graves e necessitavam de atenção imediata. O termograma B) mostra um princípio interessante utilizado na interpretação de padrões térmicos de circuito eléctrico. O fusível está quente em apenas uma extremidade. Se o fusível estivesse quente em ambas as extremidades, o problema seria interpretado de forma diferente. Um circuito sobrecarregado, uma fase não balanceada ou um fusível subdimensionado causaria o sobreaquecimento de ambas as extremidades do fusível. Estar quente apenas numa extremidade sugere que o problema é resistência de contacto elevada na extremidade aquecida.

A ficha de parede no termograma D) estava gravemente danificada como visto na imagem visual abaixo, no entanto, continuou a funcionar até ser substituída.

Problemas de Circuitos Sobrecarregados

   Os termogramas seguintes mostram circuitos sobrecarregados. O termograma E) mostra um painel de circuito no qual o disjuntor principal no topo está sobreaquecido 75ºC acima da temperatura ambiente. Este painel total está sobrecarregado e necessita de atenção imediata. Os termogramas E) e F) mostram todos os disjuntores padrão sobrecarregados. As suas temperaturas eram 60ºC superiores à temperatura ambiente. Embora no termograma os fios sejam de cor azul, também estão quentes, 45 a 50ºC . Todo este sistema elétrico necessita de ser refeito.

E) Painel de circuito                           F) Painel de circuito                                    G) Controlador                       H) Corrente Xformer. 

  O termograma G) mostra uma linha de um controlador cerca de 20ºCmais quente do que os outros. Isto necessita de mais investigação para determinar o motivo pelo qual um fio está muito mais quente do que os outros e para determinar a reparação necessária. O termograma H) mostra um transformador de corrente 14ºCmais quente do que os outros dois transformadores numa instalação de serviços trifásica. Isto indica um grave desequilíbrio do serviço ou um transformador de corrente avariado que poderá ter um grave impacto na factura eléctrica do cliente.

Requisitos de carga

  Ao efetuar uma inspeção é importante que o sistema esteja sob carga. Espere com a inspeção de "pior cenário" ou picos de carga ou quando a carga for pelo menos de 40% (de acordo com a NFPA 70B). O calor gerado por uma ligação solta aumenta com o quadrado da carga; quanto mais elevada for a carga, mais fácil será encontrar problemas.

Não se esqueça de considerar o efeito refrescante do vento ou outro movimento do ar.

Distribuição Elétrica

  Literalmente, poderão ser encontradas num sistema eléctrico centenas de peças de equipamento diferentes. Começam com a produção de eletricidade de serviço público, distribuição de alta tensão, postos de transformação e subestações e terminam com transformadores de serviços, comutadores, disjuntores, medidores, distribuição local e painéis de acessórios. Para isso e necessário os Laudos Termograficos com câmaras de soluções por infravermelhos para ajudar na manutenção da sua parte do sistema de distribuição elétrica.

  O termograma M) é um transformador de serviço que pingou algum óleo de refrigeração, resultando em bobinas perigosamente sobreaquecidas junto ao topo. Uma ligação era 160ºC  mais quente do que a temperatura ambiente. Este transformador precisou de substituição imediata, mas a empresa queria atrasar a reparação um mês para que pudesse ser feita durante um encerramento total da unidade fabril programado. Foi feito um laudo termográfico e a manutenção foi realizada com sucesso. O termograma N) é para um transformador de serviço com pólos montados que tenha uma ligação 30ºC mais quente do que a temperatura ambiente. Tal condição requer manutenção na próxima oportunidade conveniente. O termograma O) mostra uma ligação principal quente num interruptor numa subestação. A ligação estava 14ºC mais quente do que as outras. Acreditou-se ser um problema que necessitava de atenção. O termograma P) mostra uma ligação de sobrecarga em uma estação. Era menos de 10ºC ou mais quente do que a temperatura ambiente e não de preocupação imediata.

M) Transformador                              N) Transformador                                        O) Interruptor                                       P) Ligação

Fonte: <http://www.fluke.com/fluke/ptpt/solucao/termografia/termografia-industrial-electrica> Acesso em 12/09/2016