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MANUNTENÇÃO DE DISJUNTORES EM UMA ..., Notas de estudo de Energia

FONTE: O autor, 2014. O segundo disjuntor será o disjuntor a óleo DJ-MAQ. PAPEL 2, que protege o circuito o qual está o Trafo ...

Tipologia: Notas de estudo

2022

Compartilhado em 07/11/2022

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE CONSTRUÇÃO CIVIL
ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE SEGURANÇA DO TRABALHO
FELIPE MAFIOLETTI SCHUARTZ
MANUNTENÇÃO DE DISJUNTORES EM UMA SUBESTAÇÃO
DE 13,8 kV CONFORME A NR-10.
MONOGRAFIA DE ESPECIALIZAÇÃO
CURITIBA
2014
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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE CONSTRUÇÃO CIVIL

ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE SEGURANÇA DO TRABALHO

FELIPE MAFIOLETTI SCHUARTZ

MANUNTENÇÃO DE DISJUNTORES EM UMA SUBESTAÇÃO

DE 13,8 kV CONFORME A NR-10.

MONOGRAFIA DE ESPECIALIZAÇÃO

CURITIBA

FELIPE MAFIOLETTI SCHUARTZ

MANUTENÇÃO DE DISJUNTORES EM UMA SUBESTAÇÃO DE

13,8 kV CONFORME A NR-10.

Trabalho de Conclusão de Curso de Pós- Graduação do curso de Engenharia de Segurança do Trabalho do Departamento Acadêmico de Construção Civil - DACOC - da Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR, como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro de Segurança do Trabalho. Orientador: Prof. M.Eng. Massayuki Mario Hara.

CURITIBA

RESUMO

SCHUARTZ, Felipe Mafioletti. Manutenção de disjuntores em uma subestação de 13,8 kV conforme a NR-10. 2014. Projeto Final (Especialização Em Engenharia de Segurança do Trabalho) – Departamento Acadêmico de Construção Civil, Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curitiba, 2014.

O presente estudo teve como origem a preocupação com os acidentes de trabalho em serviços de eletricidade envolvendo a manutenção de disjuntores média tensão. O objetivo deste estudo é analisar os procedimentos, equipamentos e medidas de segurança em manutenção de disjuntor em uma indústria de papel e celulose, partindo do acompanhamento da realização de tal atividade na unidade escolhida como instrumento do estudo de caso. Buscando dar suporte as análises, foram apresentadas as diretrizes da NR-10, além de maiores informações sobre o funcionamento, tipos existentes manutenção, ensaios e testes de disjuntores. Para o estudo de caso foi acompanhada a manutenção dois disjuntores de características diferentes. Foi elaborado um checklist com os itens da NR-10 para analisar as conformidades e não conformidades. Chegou a um valor 91% de itens atendidos, tendo como principais falhas itens de responsabilidade da indústria contratante do serviço. A partir da análise buscou-se propor melhorias e alterações.

Palavras-chave: Disjuntores, Manutenção, Riscos Elétricos, NR-10.

ABSTRACT

SCHUARTZ, Felipe Mafioletti. Maintenance of circuit breakers at a substation 13.8 kV. Final Paper (Specialization in Labor Safety Engineering) - Academic Department of Civil Construction, Federal Technological University of Paraná. Curitiba, 2014.

The issue to be resolved in the current case study started from the observation of the large number of accidents involving electric services in the maintenance of medium-voltage circuit breakers. The objective of this study is to analyze the procedures, equipment and safety measures in the maintenance of circuit breakers in a pulp and paper industry based on the monitoring of the implementation of such activity in the plant chosen as an instrument of the case study. Seeking to support the analysis were presented guidelines of NR-10, beyond the guidelines about the operation, maintenance, existing types, testing and testing of circuit breakers.. For the case study was accompanied the two circuit breakers maintaining of different characteristics. A checklist with NR-10 items was designed to analyze the conformity and nonconformity. Reached a value of 91% serviced items and the main items failures was responsibility from the industry contractor of the service. From the analysis sought to propose improvements and security-related changes in the maintenance of circuit breakers.

Key-words: Circuit Breakers, Maintenance, Electrical Hazards, NR-10.

SUMÁRIO

  • Figura 1 – Processo em uma indústria de papel e celulose.
  • Figura 2 – Disjuntor classe de tensão 15 kV...................................................
  • Figura 3 – Representação de um disjuntor a vácuo
  • Figura 4 – Representação de um disjuntor a vácuo a óleo.
  • Figura 5 – Representação de um disjuntor a vácuo com gás SF6.
  • Figura 6 – Capacete de proteção.
  • Figura 7 – Óculos de proteção........................................................................
  • Figura 8 – Luvas de proteção contra choques elétricos de AT.
  • Figura 9 – Luvas de proteção contra choques elétricos BT.
  • Figura 10 – Botina de couro............................................................................
  • Figura 11 – Vestimenta para proteção de arco elétricos.................................
  • Figura 12 – Cone, Fita de sinalização e Grades metálicas.
  • Figura 13 – Tapete de borracha isolante elétrico.
  • Figura 14 – Placa de sinalização e cartões de travamento.............................
  • Figura 15 – Vista aérea de uma indústria de papel e celulose.
  • Figura 16 – Unifilar Geral da Unidade.............................................................
  • Figura 17 – Unifilar simplificado DJ-SE-MAQ. PAPEL 2.
  • Figura 18 – Caixa de Ferramentas.
  • Figura 19 – Vara de Manobra.
  • Figura 20 – Detector de alta tensão.
  • Figura 21 – Conjunto de aterramento.
  • Figura 22 – Megôhmetro.................................................................................
  • Figura 23 – Medidor digital de tempo.
  • Figura 24 - Vestimenta contra choques elétricas, classe 2.
  • Figura 25 - Luva isolante para alta tensão.
  • Figura 26 - Disjuntor DJ-SE CALDEIRA.
  • Figura 27 - Contatos internos do Disjuntor DJ-SE CALDEIRA.
  • Figura 28 - Troca de óleo disjuntor DJ-SE CALDEIRA.
  • Figura 29 - Disjuntor DJ-MAQ. PAPEL 2.
  • Figura 30 – Pino torto do Disjuntor DJ-MAQ. PAPEL 2.
  • Figura 31 – Mola do Disjuntor DJ-MAQ. PAPEL 2..........................................
  • Figura 32 – Trava provisória DJ-MAQ. PAPEL 2.
  • Figura 34 – Gráfico Conformidades Checklist
  • Figura 34 – Gráfico Conformidades Checklist
  • Quadro 1 – Características Disjuntor DJ-SE CALDERA. LISTA DE QUADROS
  • Quadro 2 – Características Disjuntor DJ-MAQ. PAPEL 2.
  • Quadro 3 – Categoria de Proteção da Vestimenta
  • Quadro 4 – Checklist NR-10
    1. INTRODUÇÃO...................................................................................................
  • 1.1. PROBLEMAS E PREMISSAS
  • 1.2. OBJETIVOS
  • 1.2.1. Objetivo Geral ..............................................................................................................................
  • 1.2.2. Objetivos Específicos ...................................................................................................................
  • 1.3. JUSTIVICATIVA
  • 1.4. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
  • 1.5. ESTRUTURA DO TRABALHO
    1. REFERENCIAL TEÓRICO
  • 2.1. INDÚSTRIA DE PAPEL E CELULOSE
  • 2.2. DISJUNTOR
  • 2.2.1. Definição ......................................................................................................................................
  • 2.2.2. Operação .....................................................................................................................................
  • 2.2.3. Disjuntores de média tensão .......................................................................................................
  • 2.3. MANUTENÇÃO DE DISJUNTORES
  • 2.3.1. Segurança ....................................................................................................................................
  • 2.3.2. Testes de condicionamento .........................................................................................................
  • 2.3.3. Inspeções mensais ......................................................................................................................
  • 2.3.4. Inspeções anuais .........................................................................................................................
  • 2.3.5. Inspeções bimestrais ...................................................................................................................
  • 2.4. NR-10 OBJETIVO E DIRETRIZES
  • 2.4.1. Riscos Elétricos ............................................................................................................................
  • 2.4.2. Medidas de Proteção Coletiva .....................................................................................................
  • 2.4.3. EPI’s .............................................................................................................................................
  • 2.4.4. EPC’s ...........................................................................................................................................
  • 2.5. DESENERGIZAÇÃO
    1. METODOLOGIA
  • 3.1. SERVIÇOS DE MANUTENÇÃO REALIZADOS..........................................................................
  • 3.2. DIAGRAMAS UNIFILARES.........................................................................................................
  • 3.3. EQUIPE PARA A EXECUÇÃO DE CADA SERVIÇO
  • 3.4. EPI E FERRAMENTAS PARA A EXCUÇÃO DO SERVIÇO
  • 3.4.1. Caixa de ferramentas ...................................................................................................................
  • 3.4.2. Vara de manobra .........................................................................................................................
  • 3.4.3. Detector de alta tensão ................................................................................................................
  • 3.4.4. Conjunto de aterramento temporário ...........................................................................................
  • 3.4.5. Megôhmetro .................................................................................................................................
  • 3.4.6. Medidor digital de tempo ..............................................................................................................
  • 3.4.7. Equipamentos de proteção individual. .........................................................................................
  • 3.5. INTEGRAÇÃO DOS COLABORADORES
  • 3.6. DESENERGIZAÇÃO DOS CIRCUITOS
  • 3.7. DISJUNTOR DJ-SE CALDEIRA
  • 3.7.1. Inspeções e Serviços Gerais .......................................................................................................
  • 3.7.2. Ensaio da Resistência Ôhmica do Isolamento e dos Contatos. ..................................................
  • 3.7.3. Ensaio de levantamento dos tempos de operação ......................................................................
  • 3.7.4. Troca do óleo isolante ..................................................................................................................
  • 3.7.5. Serviços Finais .............................................................................................................................
  • 3.7.6. Resultados ...................................................................................................................................
  • 3.8. DISJUNTOR DJ-SE-MAQ. PAPEL
  • 3.8.1. Ocorrências Observadas / Defeitos Detectados ..........................................................................
  • 3.8.2. Reparo / Medida Emergencial .....................................................................................................
  • 3.8.3. Comentários / Recomendações ...................................................................................................
  • 3.9. CHECKLIST
    1. RESULTADOS E DISCUSÕES
  • 4.1. CONFORMIDADES
  • 4.2. NÃO CONFORMIDADES............................................................................................................
  • 4.3. SUGESTÕES DE MELHORIAS
    1. CONCLUSÃO
  • REFERÊNCIAS
  • ANEXO A – RELATÓRIO DE TESTE DISJUNTOR DJ-SE-CALDEIRA
  • ANEXO B – RELATÓRIO DE TESTE DISJUNTOR DJ-MAQ. PAPEL
  • ANEXO C – RELATÓRIO DE SERVIÇO DISJUNTOR DJ-SE CALDEIRA
  • ANEXO D – RELATÓRIO DE SERVIÇO DISJUNTOR DJ-MAQ. PAPEL
  • ANEXO E – FOMULÁRIOS DE ANALISE DE PERIGO E RISCO (APR)
  • ANEXO F – FOMULÁRIO DE TREINAMENTO.........................................................

1.2. OBJETIVOS

1.2.1. Objetivo Geral

Analisar os procedimentos, equipamentos e medidas de segurança em manutenção de disjuntores 13,8 kV em uma empresa do ramo de papel e celulose.

1.2.2. Objetivos Específicos

Os objetivos específicos são:

 Buscar e analisar referências que tratem do tema;  Analisar o planejamento do serviço;  Acompanhar manutenção de um disjuntor em uma subestação de 13,8 kV em uma indústria de Papel e Celulose;  Elaborar uma Checklist conforme os itens da NR-  Ponderar se as normas de segurança em instalações e serviços em eletricidade foram obdecidas;  Apontar as dificuldades e sugerir soluções.

1.3. JUSTIVICATIVA

Os acidentes de trabalho no setor de energia elétrica estão diminuindo. Em nove anos, de 1999 a 2008, eles caíram aproximadamente 33%. No entanto, os profissionais da área brasileira de eletricidade concordam que ainda há muito a ser feito a fim de reduzir os índices de acidentes e melhorar a saúde e a segurança dos trabalhadores de empresas do segmento (COGE, 2010). Essa mudança, percebida pelos trabalhadores e refletida nos indicadores do setor, foi acentuada pela publicação da segunda versão da Norma Regulamentadora

nº 10, em 2004. A norma foi determinante para que as empresas se conscientizassem e mudassem posturas de trabalho (COGE, 2010). O trabalho analisa um serviço no setor de energia elétrica segundo a nova norma e aponta as dificuldades encontradas.

1.4. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS

Serão delimitados o embasamento teórico do problema e a revisão bibliográfica através de livros, normas, revistas e artigos científicos do segmento. Posteriormente, serão listados os colaboradores e EPI's necessários para a realização do serviço. O trabalho será realizado numa subestação de 13,8kV de uma empresa de papel e celulose. A manutenção será feita de acordo com o tipo do disjuntor, assim como seus testes específicos. .

1.5. ESTRUTURA DO TRABALHO

A estrutura do presente trabalho está organizada em cinco capítulos principais, conforme descrito: O primeiro capítulo aborda a introdução geral com a descrição do problema, a justificativa para a resolução do problema, os objetivos gerais e específicos e o método de pesquisa adotado. O segundo capítulo é destinado às referências, onde está todo o embasamento teórico necessário à realização desse projeto. Nele serão abordados os assuntos relacionados aos componentes, funcionamento e manutenção de disjuntores de alta tensão e sobre a segurança do trabalhador em instalações e serviços com eletricidade. O terceiro capítulo é descrito o serviço de manutenção dos disjuntores de alta tensão em nas subestações de 13,8 kV.

2. REFERENCIAL TEÓRICO

2.1. INDÚSTRIA DE PAPEL E CELULOSE

A indústria de papel e celulose é uma indústria tradicional, basicamente produtora de commodities, com tecnologia relativamente acessível e cada vez mais globalizada. A globalização vem permitindo que países, antes sem expressão neste mercado, participem cada vez mais como produtores, alterando o perfil da indústria. O cenário mundial é marcado por intensa competição por mercados e por investimentos (LOPES & CONTADOR, 2011). O setor possui uma cadeia produtiva bastante complexa, abrangendo as etapas de reflorestamento, produção de madeira, fabricação de celulose, fabricação de papel, conversão de papel em artefatos, produção gráfica, produção editorial e reciclagem do papel utilizado (LOPES & CONTADOR, 2011). Além disso, inclui atividades de geração de energia, distribuição, comércio, exportação e transportes rodoviário, ferroviário e marítimo, de produtos e matérias- primas. O complexo produtivo está diretamente ligado a outros setores da economia como o de serviços, indústria química, mineração, bens de capital e engenharia, possuindo um forte poder multiplicador de renda. Os produtos gerados pela cadeia produtiva suprem diversas necessidades da sociedade, tais como cultura, laser, educação, higiene e moradia. Estes se destinam ao consumo ou a embalar produtos de consumo, como por exemplo (LOPES & CONTADOR, 2011):  Madeira (celulose, energia, móveis, construção, habitação, etc.);  Papéis para impressão e escrita (jornais, livros, revistas, papel reprográfico, formulários, cadernos, etc.), Figura 1;  Papéis para embalagem (caixas, sacos, envelopes, rótulos, etc.);  Papéis e celulose para fins sanitários e higiênicos (toalhas, guardanapos, papel higiênico, etc.).

Figura 1 – Processo em uma indústria de papel e celulose. Fonte: GAZETA REGIÃO, 2014.

2.2. DISJUNTOR

2.2.1. Definição

O disjuntor é um dispositivo absolutamente essencial no mundo moderno, e um dos mecanismos de segurança mais importantes nas instalações elétricas. Sempre que a fiação elétrica tem muita corrente que flui através dele, esses dispositivos simples interrompem energia até que o problema seja resolvido. Sem os disjuntores, energia elétrica seria impraticável por causa do potencial de incêndios e outros caos resultantes de problemas de fiação simples e falhas de equipamento (ANEEL, 2009, p.91-105). O disjuntor é uma solução incrivelmente simples para um problema potencialmente mortal. Para compreender os disjuntores, que ajuda, a saber, como energia elétrica residencial funciona (ANEEL, 2009, p.91-105). A eletricidade é definida por três principais atributos:

bateria separada, embora alguns disjuntores de alta tensão são autossuficientes, com transformadores de corrente, relés de proteção e uma fonte de alimentação de controle interno.

Figura 2 – Disjuntor classe de tensão 15 kV Fonte: MINGDE ELECTRICAL, 2014.

Uma vez que é detectada uma falha, os contatos dentro do disjuntor devem abrir para interromper o circuito; alguma energia mecânica armazenada (usando algo tais como molas ou ar comprimido), contido no interior do disjuntor é utilizado para separar os contactos (SAMPAIO, 2012). Os contatos dos disjuntores devem levar a corrente de carga, sem aquecimento excessivo e também deve suportar o calor do arco produzido quando interrompendo (abertura) do circuito. Os contatos são feitos de cobre ou ligas de cobre, ligas de prata e outros materiais altamente condutores. A vida útil dos contatos é limitada pela erosão do material de contato, devido à formação de arco, enquanto interrompendo a corrente (SAMPAIO, 2012). Quando a corrente é interrompida, um arco é gerado Este arco deve ser contido, arrefecida e extinta de uma maneira controlada, de modo que a distância entre os contactos podem suportar novamente a tensão no circuito. (SAMPAIO, 2012).

2.2.3. Disjuntores de média tensão

Segundo a NR 10 as classe de tensões são divididas em dois: baixa tensão (>1 kV) e alta tensão (<1 kV) (BRASIL, 2011b).. Em sistemas elétricos de potência, normalmente utilizam-se os termos baixa tensão (BT) para valores inferiores a 1000 V, média tensão (MT) para valores entre 1000 V e 50 kV, alta tensão (AT) para valores entre 50 kV e 230 kV, extra-alta tensão (EAT ou EHV) para tensões entre 230 e 750 kV e ultra-alta tensão (UAT ou UHV) para as tensões superiores a 750 kV, as quais as são vistas necessária no dia a dia do profissional do setor da eletricidade (INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION, 2001). Conforme a IEC 62271, 2001, disjuntores de média tensão são cuja sua tensão está entre 1 e 72 kV. Podem ser montadas em linha de manobra ups box de metal para uso interno, ou pode ser componentes individuais instalados ao ar livre em uma subestação. Disjuntores a vácuo podem ser substituído unidades a óleo para aplicações em interiores, mas agora estão sendo substituídos por disjuntores a vácuo. Como os disjuntores de alta tensão, estes também são operados por relés de proteção de sensoriamento de corrente operados através de transformadores de corrente (TC's). Disjuntores de média tensão quase sempre usam sensores de corrente separados e relés de proteção, em vez de depender de sensores internos de sobrecorrente térmicos ou magnéticos. Disjuntores de média tensão podem ser classificados pelo meio utilizados para extinguir o arco (DIAS, 2011):  Disjuntores a vácuo (figura 3): Com corrente nominal de até 6.300 A, e maior para os disjuntores de geradores Estes disjuntores interrompem a corrente, criando e extinguindo o arco em um recipiente a vácuo. São projetados para percorrer os 6 a 10 mm, os contatos devem Part. Estes são geralmente aplicado para tensões até cerca de 40.500 V, que corresponde aproximadamente à faixa de média tensão de sistemas de energia.Disjuntores a vácuo tendem a ter maiores expectativas de vida entre revisão.