ESTUDO DE ASPÉCTOS TÉCNICOS E GERENCIAIS DE MANUTENÇÃO EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

Transcrição

1 GMI/ a 26 de Outubro de 2001 Campinas - São Paulo - Brasil GRUPO XII ESTUDO DE ASPÉCTOS TÉCNICOS E GERENCIAIS DE MANUTENÇÃO EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS MANUTENÇÃO DE CABOS PÁRA-RAIOS EM LINHAS DE TRANSMISSÃO UMA TÉCNICA ALTERNATIVA Ismar Esaú dos Santos (*) CTEEP RESUMO O presente informe técnico apresenta uma forma alternativa de trabalho em cabos pára-raios, particularmente na instalação de esferas de sinalização diurna, com técnica de linhas energizadas. PALAVRAS-CHAVE: Cabo pára-raios, linhas energizadas, esferas INTRODUÇÃO Atualmente, a instalação ou substituição de esferas de sinalização diurna em cabos pára-raios, são feitas com a linha de transmissão desligada ou com a linha ligada, através de helicópteros, porém esta segunda alternativa, de custo muito elevado, sendo esse caso, indicado para trabalhos em larga escala, a fim de otimizar o uso da aeronave. Na técnica usual, com a linha desligada, o cabo páraraios é arriado até a proximidade dos cabos condutores ou até o solo, para que o eletricista possa ter acesso ao cabo guarda para a execução dos serviços, através de seu deslocamento sobre os cabos condutores ou pelo chão. Vale lembrar que a saída do eletricista sobre os cabos pára-raios, estes geralmente com cargas de ruptura reduzidas, acarreta um grande risco de sua ruptura, conseqüente do significativo aumento da tração devido ao peso do eletricista e ferramentas. Esse método alternativo de instalação de esferas, foi desenvolvido para atender a demanda da manutenção, face as dificuldades operativas para o desligamento das linhas de transmissão DESCRIÇÃO DO MÉTODO O método de trabalho consiste basicamente em secionar o cabo pára-raios, isolá-lo, e arriá-lo, somente no vão sob trabalho, colocando-o no mesmo potencial dos cabos de fase, possibilitando assim, a saída do Gilberto M. Yamamura CTEEP eletricista sobre os condutores para execução dos serviços. Para tanto, nos vãos entre torres de suspensão, os cabos pára-raios são secionados, e as fixações nas estruturas, modificadas de suspensão para semiancoragem. Nas estruturas de ancoragem, os cabos já se encontram normalmente secionados ESTUDO DE VIABILIDADE Para a aplicação do método, devem ser feitos estudos preliminares para avaliar o carregamento mecânico das estruturas do vão, o abaixamento e o acréscimo de tração dos cabos condutores. 3.1 Análise do carregamento das estruturas Inicialmente, quando se efetua a transformação do conjunto de suspensão em semi-ancoragem, preservase a característica original de carregamento da estrutura de suspensão. Contudo, ao se arriar o cabo pára-raios em somente um dos vãos da estrutura, introduz-se esforços longitudinais na mísula, não previstos no projeto original. Portanto, faz-se necessário levantar o histograma de carregamento das torres correspondentes ao vão sob trabalho e comparar com os respectivos carregamentos admissíveis, a fim de se verificar as condições de suportabilidade das estruturas envolvidas. Essa análise deve ser feita a partir da hipótese de cabo pára-raios arriado até a fase mais próxima, calculandose assim a carga longitudinal atuante na mísula, devido a diferença de tração horizontal entre o cabo, em cada um dos vãos da estrutura. CTEEP Companhia de Transmissão de Energia Elétrica Paulista Al. Min. Rocha Azevedo, 25 5 º Andar São Paulo Tel: Fax: isantos@cteep.com.br

2 Devido ainda a limitação da resistência mecânica da estrutura, e por questões de segurança, o serviço deve ser executado em um cabo pára-raios por vez. Como medida adicional de segurança, recomenda-se manter uma carga de desequilíbrio longitudinal, não superior a 50% da máxima carga suportável pela mísula. 3.2 Cálculo mecânico dos cabos Deve ser feita uma avaliação da aproximação do cabo onde estiver o eletricista, em relação a fase imediatamente inferior ou em outras LTs ou obstáculos, devido ao efeito do abaixamento do cabo condutor, ocasionado pelo peso do eletricista, ferramentas e bicicleta para deslocamento. Outro ponto importante a ser verificado, é o acréscimo da tração horizontal dos cabos, onde recomenda-se não ultrapassar o limite de 30 % de sua carga de ruptura, nessa condição MEDIDAS DE SEGURANÇA Considerando as condições críticas de execução dos serviços, devido a instalação se encontrar energizada, além do risco a terceiros, por se tratar de sinalização de travessias ou cruzamentos, são necessárias algumas medidas adicionais de segurança, descritas a seguir: 4.1 Equipamentos e ferramentas Todos os equipamentos e ferramentas a serem utilizados nessa manobra, devem ser cuidadosamente revisados antes da execução dos serviços. Os esticadores de cabos, considerados aqui como a peça mais importante para a segurança do serviço, devem ser próprios para trabalhos em instalações energizadas, e estar em excelente estado de conservação. Os moitões não devem apresentar sinais de desgaste ou deficiência de movimento das roldanas. 4.2 Análise das condições da instalação A primeira providência a tomar, deve ser a verificação das condições do local de execução do serviço e da instalação. Basicamente devem ser verificados: Condições de acesso; Estado geral das estruturas, existência de corrosão nas ferragens das cadeias e de sustentação do pára-raios; Verificação das quantidades mínimas de isoladores bons nas cadeias; Estado dos cabos pára-raios e condutores e verificação de existência de tentos rompidos, luvas de emenda ou de reparos. 4.3 Critérios de trabalho em cabos pára-raios Os trabalhos em cabos pára-raios em regime energizado, só devem ser feitos após satisfeitas as seguintes condições: Suportabilidade da estrutura quanto a aplicação de cargas longitudinais adicionais devido a movimentação do pára-raios; Inexistência de luvas de emenda ou de reparo no vão sob trabalho; Existência de no máximo um tento rompido no cabo guarda; Quando as condições da instalação permitirem total segurança quanto a saída do eletricista sobre a fase energizada. 4.4 Teste das condições de comunicação Antes de iniciar os trabalhos, posicionadas em cada torre, as equipes devem testar as condições de comunicação, entre si e a subestação gerenciadora da instalação, e também com o elemento que ficará ao potencial. 4.5 Avaliação dos aspectos elétricos A avaliação dos aspectos elétricos envolve os seguintes pontos importantes: Análise das distâncias de segurança A principal preocupação durante essa análise, é a verificação das distâncias de segurança para trabalho dos eletricistas, bem como das distâncias disruptivas fase-terra. Nessa análise, foram consideradas as distâncias de segurança, conforme Tabela 1: TABELA 1- Distâncias mínimas de segurança para trabalho em instalações energizadas LT 440 kv Distâncias mínimas de segurança em metros Gap de ar 2,75 Com isolantes ferramentas 2,85 Trabalho ao potencial 3,10 Os valores das distâncias de trabalho em regime energizado, foram calculadas através do Método do Fator de Gap (1), contemplando os seguintes fatores: considerado um fator de sobretensão de manobra de 2,5 p.u.; já incluso o avanço acidental de 0,5m pelo eletricista. (1) Ref. SCM-091 Manutenção em Linhas de Transmissão Energizadas - Técnicas Disponíveis, Limitações e Recomendações.

3 4.5.2 Bloqueio do religamento automático A fim de se eliminar as sobretensões em caso de reenergização da linha e as suas conseqüências sobre as equipes, o serviço deverá ser executado com o religamento automático bloqueado. Em casos de desligamento da linha, o operador da subestação deverá avisar a equipe, que irá tomar as providências necessárias para possibilitar a reenergização da linha Aterramento do cabo pára-raios Em vista da necessidade de retirada das conexões elétricas (rabichos), para isolar o cabo pára-raios da estrutura, o efeito da indução dos cabos condutores sobre os pára-raios, torna-se um grande risco durante o trabalho do eletricista. Desse modo, é imprescindível a instalação de aterramento temporário no cabo pára-raios, tanto no vão sob trabalho, como nos vãos adjacentes, durante o processo de isolamento do cabo guarda Equalização do potencial entre o cabo condutor e pára-raios A equalização do potencial do cabo pára-raios, deve ser feita após a sua descida até próximo dos condutores. Devido ao arco elétrico significativo, recomenda-se para a equalização, um cabo de aterramento com 4 a 5 metros de comprimento, com grampos multi-angulares fixados em ambas extremidades, e manobrados à distância através de bastões de no mínimo 10 pés (3,0 m), para que o arco elétrico fique afastado do eletricista ANÁLISE TÉCNICO-ECONÔMICA A técnica de instalação de esferas pelo método de linha viva é a segunda opção mais atraente economicamente, em relação a outras alternativas, como demonstrado na Tabela 2. A opção mais econômica, continua sendo a instalação de esferas com a linha desligada, desde que esta seja resultante de aproveitamento de desligamento devido a programação de outros serviços. Simulando - se um caso comum, com a instalação de 3 esferas em um vão de travessia, numa linha localizada a 100 km da seção de manutenção e 200 km do hangar, tem-se os seguintes custos médios para cada método de serviço: TABELA 2- Comparação de custos para diversas opções de instalação de esferas de sinalização Custo (R$) Item LT com aproveitamento de desligamento LT sem aproveitamento de desligamento LT energizada com helicóptero LT energizada método proposto Mão de obra 2.030,18(1) 2.030,18(1) 325, ,25 Ferramentas e EPIs 191,17 191,17 37,13 271,75 Transporte 590,80 590,80 300,80 590,80 Helicóptero (2) ,94 - Refeição 93,00 93,00 77,50 155,00 Desligamento (3) , Total 2.905, , , ,80 Custo por esfera instalada (4) 968, , , ,60 NOTAS: (1): Considerado 50% de acréscimo do custo da mão de obra (equipe própria), devido a LT ser desligada geralmente no final de semana; (2): Custo do helicóptero da CTEEP, com respectiva estrutura de apoio por terra; (3): Custo médio do desligamento das LTs da rede básica da CTEEP; (4): Não considerado o custo das esferas.

4 6.0 - PROCEDIMENTO DE EXECUÇÃO A seguir, será detalhado o procedimento de execução. 6.1 Quantidade de eletricistas necessários Nesse procedimento, serão necessários 10 eletricistas, sendo: 4 eletricistas na primeira torre, onde 2 ficarão no solo, e 2 sobre a estrutura; 6 eletricistas na segunda torre, sendo que 3 ficarão no solo, 2 sobre a estrutura, e 1 sobre o cabo condutor. 01 cj corda de serviço e carretilha 01 un corda de polipropileno, 12,7mm X 40m, para deslocamento da bicicleta 01 un corda de polipropileno, 12,7mm X 40m, para rabicho do pára-raios 01 un corda de polipropileno, 6,35mm X 40m, para içamento de materiais ao potencial 05 un rádio portátil Os eletricistas que ficarão sobre as estruturas, devem ser habilitados para trabalhar em linhas energizadas 440 kv. 6.2 Tempo de duração do serviço O tempo médio estimado para execução do serviço no vão, será de 6 horas sendo 3 horas, para cada cabo pára-raios. 6.3 Equipamentos e materiais necessários Para execução dos serviços serão necessários os seguintes materiais e equipamentos: Quant. Descrição 02 cj escalada de estruturas 04 un carretilhas 02 un moitão triplo com corda de polipropileno 05 un bastão tração olhal-olhal 14 pés (4,20m) 02 un bastão universal 12 pés (3,6 m) 01 un bastão tração 12 pés (3,6m) com olhal e gancho espiral 01 un bastão de contato ao potencial 04 cj aterramento temporário para cabos pára-raios 02 cj cabo de 4m e conectores multiangular, para equalização de potencial 02 cj vara de manobra 2 seções, com 2,7m para aterramento 01 un bastão de manobra leve, 3,19m de comprimento 02 un gancho espiral 02 un tenaz multi-angular 05 un esticador para cabo pára-raios 01 un esticador para cabo condutor 01 un cavalote 16mm de diâmetro 06 un manilhas 16mm de diâmetro 04 un talha alavanca 1500 kgf 06 un sacola de lona 01 cj cadeirinha para saída ao potencia 01 un bicicleta para saída em cabos 01 cj vestimenta 02 un flanela para limpeza 02 un lona 4X6m 02 un estropo de corda de 16mm 04 un estropo de aço 12,7mm X 0,5m 04 un estropo de aço 9,5mm X 0,5m FIGURA 1- Vista dos materiais utilizados 6.4 Descrição do procedimento Visando a simplificação da manobra e redução das ferramentas, quando o serviço for executado em vãos entre torres de suspensão e ancoragem, a saída do elemento ao potencial deve ser feita sempre na torre de suspensão. Somente após executadas as transformações dos conjuntos de suspensão em semi-ancoragem, e tomadas as medidas de segurança anteriormente descritas, poderá ser iniciada a manobra de descida do pára-raios. FIGURA 2- Vista da estrutura do vão sob trabalho Inicialmente, o cabo pára-raios deve ser aterrado, nos vãos adjacentes e sob trabalho. Após a execução desse passo, os eletricistas devem instalar no páraraios, uma carretilha juntamente com o primeiro bastão olhal-olhal e a corda de rabicho, a ser utilizado para o puxamento do cabo guarda em direção a fase, através de um dos eletricistas que se encontram no solo.

5 Nesse instante, o aterramento temporário deve ser retirado do pára-raios. FIGURA 3- Instalação do bastão tração olhal-olhal com corda para rabicho do pára-raios Em seguida, deve ser instalado no pára-raios, os esticadores e talhas, e tracionar o cabo, para possibilitar a sua desconexão das ferragens da estrutura. FIGURA 6- Vista do pára-raios isolado através dos bastões olhal-olhal e fixação do moitão triplo para arriar o cabo até a fase O pára-raios deve ser então arriado a uma distância de 3 a 4m da fase energizada. O eletricista deve entrar no potencial e deslocar até o ponto de instalação da esfera, através de bicicleta apropriada. FIGURA 4- Desconexão do pára-raios da estrutura Depois, instalar um outro esticador preso ao segundo bastão olhal-olhal, com o auxílio do gancho espiral adaptado a um bastão universal, com o objetivo de isolar o pára-raios. FIGURA 7- Deslocamento do eletricista sobre os cabos condutores através de bicicleta apropriada Chegando ao ponto do vão a ser trabalhado, o eletricista deve arriar o bastão tração com gancho espiral, através de uma corda auxiliar aos outros eletricistas que se encontram no solo, para que estes possam lhe enviar os materiais e ferramentas. FIGURA 5- instalação do esticador com o bastão olhalolhal Junto a base desse bastão olhal-olhal, o eletricista deve conectar um moitão triplo, que servirá para a manobra de descida do pára-raios. Após feita a desconexão do pára-raios da estrutura, a sua ponta deve ser levada para fora da torre, através de um terceiro bastão olhal-olhal. Analogamente, essa manobra deve ser executada na outra estrutura do mesmo vão. FIGURA 8- Içamento dos materiais através da corda auxiliar e bastão tração com gancho espiral, pelo eletricista que se encontra ao potencial

6 Após o içamento dos materiais, instalar o cabo de equalização de potencial entre a fase e o pára-raios, com o auxílio de um bastão de manobra. Essa instalação deve ser feita à distância, a fim de manter condições de segurança, devido a formação de arco elétrico durante a equalização de potencial. Em hipótese alguma o eletricista deve tocar no páraraios antes de efetuar a equalização de potencial. FIGURA 9- Instalação do cabo de equalização de potencial entre a fase e o pára-raios Após equalizado o potencial entre o cabo condutor e pára-raios, os outros eletricistas que controlam a corda do moitão e do rabicho do pára-raios, devem proceder a aproximação do pára-raios em direção do eletricista que se encontra ao potencial, para possibilitar o seu acesso ao cabo guarda, e efetuar a instalação ou substituição da esfera de sinalização. avaliar principalmente as cargas longitudinais, em função do desequilíbrio de trações horizontais do cabo pára-raios, durante o processo de sua descida até a fase; Uma atenção especial deve ser dada no aterramento do cabo pára-raios, durante a execução dos serviços, devido ao efeito de indução, que pode ser fatal, durante o processo de isolamento do cabo guarda; Jamais os eletricistas que se encontram na estrutura, devem tocar no pára-raios sem que o mesmo esteja aterrado; Após isolado, o eletricista que se encontra sobre o cabo condutor, somente poderá tocar no páraraios, após feita a sua equalização com o potencial da fase energizada; A entrada do elemento ao potencial é mais trabalhosa em torres de ancoragem, devendo assim, sempre que possível, essa manobra ser efetuada em torres de suspensão CONCLUSÕES As crescentes dificuldades operativa do sistema, levam cada vez mais as empresas de transmissão, a criarem métodos alternativos de manutenção, sem interrupção no fornecimento de energia; Até então, os serviços em cabos pára-raios, a exceção feitas com o uso de helicópteros, eram executados com a linha desligada, gerando sucessivas reprogramações, devido a própria restrição do sistema; A técnica de instalação/substituição de esferas, com o seccionamento, isolação e energização do pára-raios tem se apresentado como uma nova opção, proporcionando maior flexibilização na programação da manutenção, sendo acima de tudo, atrativa economicamente. 9.0 BIBLIOGRAFIA FIGURA 10- Aproximação do cabo pára-raios através de corda amarrada ao bastão, puxado por um dos eletricistas que se encontram no solo. GCOI-SUBCOMITÊ DE MANUTENÇÃO Manutenção em Linhas de Transmissão Energizadas Técnicas Disponíveis, Limitações e Recomendações SCM 091. Brasil RECOMENDAÇÕES Devido ao efeito do abaixamento do cabo, com o peso do eletricista e ferramentas, e conseqüente aproximação com outra fase ou obstáculos, recomenda-se o emprego desse método, em geral nas linhas de transmissão com mais de um subcondutor por fase, devendo contudo, ser feita uma verificação prévia dessa situação, através de cálculo mecânico dos cabos; Deve ser feita uma verificação do histograma de carregamento das estruturas envolvidas, visando