Falhas Comuns e Métodos de Manutenção para Disjuntores de Poste de Baixa Tensão

Falhas Comuns e Métodos de Manutenção para Disjuntores de Poste de Baixa Tensão

Os disjuntores de poste de baixa tensão, como dispositivos de proteção-chave em redes de distribuição, são amplamente utilizados em conexões, segmentações e locais de ramificação de linhas aéreas de 10kV. Operando por longos períodos em ambientes externos rigorosos, enfrentam múltiplos desafios, incluindo degradação do desempenho elétrico, desgaste de componentes mecânicos e o impacto de fatores ambientais.

Características Estruturais e Princípio de Funcionamento dos Disjuntores de Poste de Baixa Tensão

Os disjuntores de poste de baixa tensão adotam uma estrutura de três postes, caracterizando-se por tamanho compacto, peso leve, excelente desempenho de interrupção e estabilidade. Sua estrutura principal consiste em três partes principais: o corpo do disjuntor, o mecanismo de operação e o controlador inteligente. O corpo do disjuntor é composto por interrompedores a vácuo, componentes condutores e postes isolantes; o mecanismo de operação, geralmente do tipo mola ou ímã permanente, é responsável pela execução das operações de abertura e fechamento; o controlador inteligente integra funções de proteção e interfaces de comunicação, permitindo controle remoto e isolamento de falhas.

O princípio de funcionamento dos disjuntores de poste segue um processo de "detecção, julgamento, execução". Quando ocorrem sobrecargas, curtos-circuitos ou falhas de aterramento na linha, transformadores de corrente e tensão embutidos coletam sinais de falha. O controlador determina o tipo de falha com base em parâmetros pré-definidos e, então, aciona o mecanismo de operação para executar a operação de abertura, cortando a corrente de falha. Os modernos disjuntores de poste inteligentes também apresentam funções de recolocação múltipla, capazes de eliminar rapidamente as falhas em 25ms, alcançando capacidades de autoreparo nas redes de distribuição.

Falhas Elétricas Comuns e Métodos de Manutenção

• Falha no Fechamento: A falha no fechamento é um dos problemas elétricos mais comuns para disjuntores de poste, manifestando-se como a incapacidade de realizar operações de fechamento. As causas principais incluem desconexão do circuito de controle, perda de energia, bobinas de fechamento danificadas e unidades de disparo desengatadas.

• Falha no Abertura: A falha no abertura ocorre quando o disjuntor não consegue abrir normalmente durante uma falha na linha, levando facilmente ao disparo upstream e a ampliação de quedas de energia. Causas comuns incluem falhas na bobina de abertura, contato ruim dos fusíveis do circuito de controle, configurações incorretas de parâmetros de proteção e falha do travamento mecânico.

• Malfuncionamento: Malfuncionamento refere-se ao disjuntor disparar automaticamente sem falha, principalmente causado por configurações de proteção incorretas, isolamento inadequado em circuitos secundários (terra dupla), falhas de sensores e interferência eletromagnética.

• Degradação do Desempenho de Isolamento (Vazamento): Esta falha se manifesta como diminuição do desempenho de isolamento, comum em ambientes úmidos e sujos. As causas incluem envelhecimento do material de isolamento, danos no selo e ingresso de umidade interna.

Falhas Mecânicas Comuns e Métodos de Manutenção

• Enguiçamento do Mecanismo de Operação: O enguiçamento do mecanismo de operação é a principal manifestação de falhas mecânicas em disjuntores de poste, comumente ocorrendo em ambientes úmidos e poeirentos. As causas incluem ferrugem de componentes, ligações de transmissão soltas ou deformadas, armazenamento insuficiente de energia da mola e falha nos travamentos de abertura/fechamento.

• Queima e Contato Ruim: Isto se manifesta como superfícies de contato oxidadas ou desgastadas, levando a aumento da resistência de contato e elevação excessiva de temperatura. As causas incluem operação sobrecarregada, pressão de contato insuficiente, qualidade ruim do material de contato e vibração mecânica causando contato instável.

• Diminuição do Vácuo nos Interrompedores a Vácuo: Isto se manifesta como capacidade de extinção de arco enfraquecida e propensão à reacendimento de arco. As causas incluem envelhecimento do selo, dano aos sinos devido a impacto mecânico e vaporização de material devido à interrupção de correntes grandes por longos períodos.

• Degradção dos Postes Isoladores: Isto se manifesta como diminuição do desempenho de isolamento, comum em ambientes sujos e úmidos. As causas incluem envelhecimento das camadas de silicone, acúmulo de sujeira na superfície dos postes de porcelana e vazios ou rachaduras internas.

Falhas de Adaptabilidade Ambiental e Métodos de Manutenção

• Envelhecimento do Selo: O envelhecimento do selo é um problema comum para disjuntores de poste que operam por longos períodos ao ar livre, manifestando-se como vazamento de gás SF₆ ou ingresso de umidade. As causas incluem exposição prolongada a UV, mudanças de temperatura e estresse mecânico.

• Falha de Flashover por Poluição: Isto se manifesta como descarga de flashover na superfície dos postes, comum em ambientes sujos e úmidos. As causas incluem diminuição da hidrofobicidade das camadas de silicone, acúmulo de sujeira na superfície e distância de rampante insuficiente.

• Corrosão e Deformação da Caixa: Isto se manifesta como ferrugem na superfície ou deformação estrutural interna da caixa, afetando o selo e a estabilidade mecânica do equipamento. As causas incluem exposição prolongada a ambientes úmidos e corrosivos, estresse mecânico ou instalação inadequada.

Monitoramento Inteligente e Manutenção Preventiva

Os modernos disjuntores de poste de baixa tensão alcançaram a integração de sistemas primário e secundário, incorporando FTUs (Unidades Terminais de Alimentação) digitais. Através de interfaces digitais, parâmetros como corrente de fase, corrente zero-sequência e status de isolamento podem ser monitorados em tempo real, permitindo alertas precoces de falhas e isolamento rápido. Os sistemas de monitoramento inteligente podem gravar automaticamente dados de falha e transmitir informações para centros de despacho via interfaces de comunicação, permitindo que o pessoal de operação e manutenção compreenda prontamente o estado do equipamento.