No primeiro capítulo da série “Defeitos em Transformadores”, falamos sobre falhas em materiais isolantes e enrolamentos. No Segundo abordamos os tipos de Sobretensões. Hoje em nosso terceiro capítulo falaremos a respeito de Falhas em acessórios e componentes.
A ocorrência de falhas em acessórios e componentes de transformadores pode ser classificada em duas categorias.
A primeira é aquela onde ocorrem problemas funcionais restritos, como a atuação indevida de proteções, marcação incorreta de temperatura e pequenos vazamentos de óleo isolante, que causam impacto restrito em relação aos prazos e custos envolvidos na recuperação do transformador.
Geralmente esses tipos de falhas envolvem dispositivos cuja intervenção é considerada relativamente simples, embora deva ser efetuada com o transformador desenergizado.
Trata-se de serviços que podem ser feitos em campo, sem necessidade de remoção do transformador para fábrica, mediante substituição ou reparo de componentes, tais como relé de gases, indicadores de temperatura, válvulas de alívio de pressão, dentre outros dispositivos.
Vale destacar que há componentes, como transformadores de corrente e gaxetas, que embora representem custos relativamente baixos como peças, requerem o emprego de aparato específico para remoção, armazenagem e tratamento da carga de óleo isolante, bem como a utilização de guindaste, o que implica em custos relativamente altos para montagem de estrutura e mobilização de mão de obra para execução dos serviços.
A segunda categoria é aquela que resulta em danos ao transformador, implicando em longos prazos até a sua recuperação. Trata-se de eventos como a explosão de uma bucha ou do comutador sob carga, onde podem ocorrer danos de grande monta ao transformador. Nesses casos, quando a recuperação do equipamento é viável, os trabalhos podem ser realizados em campo ou em fábrica, envolvendo longos prazos até a conclusão dos trabalhos.
Falha de comutadores
Existem comutadores a vazio e comutadores sob carga, cujas características construtuivas e operacionais são diferentes.
Os tipos de falhas associadas a comutadores sem carga geralmente decorrem de:
• perda de pressão das molas que fazem o aperto do conjunto de contatos móveis, fazendo com que haja redução da superfície de contato e conseqüente aumento localizado de temperatura. O diagnóstico desse tipo de problema se dá através da monitoração de gases combustíveis presentes no óleo isolante, sendo que a continuidade de operação do transformador nessas condições implica na erosão dos contatos e formação de material carbonizado em caráter gradativo e cumulativo.
Caso não sejam tomadas medidas no sentido de se corrigir esse problema, o estágio final desse processo de degradação de contato é a abertura do circuito e a possibilidade de formação de arco-elétrico entre partes com diferentes potenciais elétricos;
•manobra incorreta do comutador, fazendo com que os contatos permaneçam em uma posição intermediária àquela que faz o fechamento do circuito. Nesse caso a manifestação do problema tende a ocorrer imediatamente após a energização, fazendo com que haja formação de arco elétrico e consequente atuação das proteções automáticas do
transformador;
• manobra do comutador com o transformador energizado, com formação de arco elétrico e atuação das proteções.
As falhas em comutadores sob carga geralmente decorrem de problemas de natureza mecânica, desgaste de contatos, procedimentos de manutenção inadequados e deterioração do óleo isolante da chave de carga. Os efeitos desse tipo de falha podem ser catastróficos.
Falha de buchas
A deflagração de falhas em buchas costuma resultar em eventos catastróficos, como explosões e incêndios, que podem resultar em danos expressivos por contaminação dos enrolamentos e até mesmo danos generalizados que inviabilizam a recuperação do transformador. Além disso, em caso de explosão do corpo de porcelana, há o lançamento de estilhaços cortantes em várias direções e em altíssimas velocidades, com risco de acidentes pessoais e danos a equipamentos adjacentes.
A ocorrência de falhas em buchas está diretamente associada à perda de suas propriedades dielétricas, podendo ser resultado de problemas com elementos de vedação ou mesmo pelo envelhecimento da isolação celulósica do corpo condensivo e do óleo isolante.
Em ambos, seja pela penetração de contaminantes como umidade ou pela formação de compostos particulados, ocorre a redução a rigidez dielétrica entre partes com diferentes potenciais elétricos, principalmente entre camadas do corpo condensivo, que resultam no surgimento de descargas parciais, cujo estágio final é a formação de arco elétrico no interior da bucha. Em função da grande quantidade de energia dissipada no evento há a formação e expansão de gases que provocam a explosão do corpo de porcelana, com possibilidade de evolução para um incêndio.
Além disso, há que se considerar a ocorrência de falhas por defeitos de fabricação, normalmente associados a elementos de vedação defeituosos, irregularidades na confecção do corpo condensivo, utilização de materiais isolantes defeituosos e presença de umidade residual por conta de deficiência de processos de secagem.
Cumpre observar que buchas não falham apenas de dentro para fora, devendo ser levado em conta a possibilidade de danos por agentes de natureza externa, tais como vandalismo, contaminação da porcelana superior, principalmente em locais onde há elevados níveis de contaminação ambiente, e finalmente a contaminação da porcelana inferior por conta da deposição de compostos resultantes da deterioração de materiais isolantes e outras impurezas presentes no interior do transformador.
Fonte do artigo: “Falha em trafo” – Ricardo Bechara
