Encontre tudo o que precisa para ter uma subestação abrigada duradoura com uma manutenção eficiente e livre de riscos
Se você integra operações industriais, agroindustriais ou centros comerciais, sabe que a subestação abrigada é o verdadeiro “cérebro” elétrico da planta. O que poucos mencionam, porém, é que a maioria dos incidentes graves não surge de falhas óbvias, mas sim de modos discretos, como problemas em buchas, comutadores sob carga, sistema DC, aterramento e proteção, que raramente aparecem em checklists de manutenção genéricos.
Além disso, optar por subestações abrigadas pode proporcionar uma redução considerável no custo total de manutenção ao longo de 30 anos em comparação com subestações ao ar livre, graças à maior proteção dos equipamentos contra intempéries e agentes externos.
Portanto, investir em subestações abrigadas e em estratégias de manutenção é fundamental para garantir a continuidade operacional, proteger receitas e reduzir custos ao longo do ciclo de vida da planta.
1. Os Riscos Silenciosos que Quase Ninguém Monitora
Fonte: Autor próprio
1.1. Sistema DC de Proteção (Baterias/Retificadores)
O sistema de proteção (baterias e retificadores) é um dos pilares da confiabilidade em subestações abrigadas, pois alimenta os relés de proteção, disjuntores e sistemas de automação mesmo durante falhas na rede de corrente alternada. No entanto, esse sistema pode apresentar falhas latentes que raramente são detectadas em inspeções superficiais.
Isso ocorre, porque problemas como ripple (ondulação) excessivo no carregador, bornes sulfatados e células desbalanceadas são causas comuns de degradação do sistema em corrente contínua. O ripple elevado pode acelerar o envelhecimento das baterias, enquanto bornes sulfatados aumentam a resistência de contato e células desbalanceadas reduzem a autonomia e a confiabilidade do banco de baterias.
O maior perigo é a chamada falha latente: o relé de proteção pode enviar o comando para abrir o disjuntor em uma situação de emergência, mas, se o sistema DC estiver comprometido, o disjuntor pode não atuar, deixando a instalação vulnerável a danos graves e riscos à segurança operacional.
Para evitar esse tipo de falha, é fundamental implementar rotinas de monitoramento e manutenção preditiva, incluindo testes de capacidade, medições de impedância interna, verificações periódicas do ripple e da redundância do sistema de carregamento, inspeções dos níveis de tensão e temperatura das baterias, além da checagem visual dos bornes e conexões.
1.2. Ventilação e Exaustão
O comutador sob carga e o óleo do compartimento são componentes críticos para a confiabilidade e segurança dos transformadores em subestações abrigadas. As principais causas de falha incluem carbonização dos contatos, contaminação do óleo e ciclos de operação acima do projetado.
Esses problemas podem resultar em arco interno, explosão e indisponibilidade prolongada do equipamento, com impacto direto na operação e na segurança.
A carbonização dos contatos ocorre devido ao desgaste mecânico e à formação de resíduos durante as operações de comutação, especialmente quando é submetido a ciclos acima do especificado pelo fabricante. O óleo contaminado perde suas propriedades dielétricas, favorecendo a formação de arcos internos e acelerando o envelhecimento dos componentes.
O excesso de operações pode levar ao desgaste prematuro das partes móveis, como engrenagens e alavancas, aumentando o risco de falhas mecânicas e elétricas.
O principal risco é o arco interno, que pode evoluir para explosão do compartimento e causar indisponibilidade prolongada do transformador, além de danos materiais e riscos à segurança dos operadores.
Para mitigar esses riscos, recomenda-se: Análise específica de gases e partículas, contagem de operações em relação ao rating do fabricante,
inspeção boroscópica conforme orientação do fabricante e monitoramento de ruído mecânico.
A implementação dessas rotinas de monitoramento e manutenção preditiva é fundamental para garantir a confiabilidade, prolongar a vida útil do comutador sob carga e evitar paradas inesperadas e acidentes graves.
1.3. Aterramento e SPDA Sob Sazonalidade
Conexões corroídas, soldas deterioradas e o ressecamento do solo são causas frequentes de falhas em sistemas de aterramento e SPDA (Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas) em subestações e instalações industriais. Esses problemas podem comprometer a continuidade elétrica da malha, elevando as tensões de passo e toque acima dos limites suportáveis e tornando a proteção ineficaz em situações de falha ou descarga atmosférica.
O risco real é que, diante de uma descarga ou curto-circuito, a corrente de falta não seja dissipada de forma segura, expondo pessoas e equipamentos a choques perigosos e falhas de proteção. Tensões de passo e toque elevadas podem causar acidentes graves, enquanto a ineficácia do aterramento pode comprometer a atuação de dispositivos de proteção e a integridade do SPDA.
Para garantir a segurança e a eficiência do sistema, o monitoramento essencial deve incluir: Medição sazonal da resistência e impedância da malha de aterramento, modelagem e verificação das tensões de passo e toque conforme o projeto, inspeção regular das conexões, soldas e equipotencialização, caixas de inspeção e inspeção pós-temporal do SPDA, especialmente após eventos climáticos severos.
Essas práticas são fundamentais para manter a eficácia do aterramento e do SPDA, protegendo pessoas, equipamentos e garantindo a conformidade com as normas técnicas e de segurança[1][3][4].
1.4. Descargas Parciais em Painéis e Terminações
Falhas em terminações de cabos e conexões elétricas em baixa e média tensão (BT/MT) geralmente ocorrem devido a terminação mal executada, contaminação por agentes externos (umidade, poeira, poluentes) e envelhecimento natural dos materiais isolantes.
Esses fatores comprometem a integridade do isolamento e das conexões, favorecendo a formação de pontos de aquecimento, descargas parciais e, em casos extremos, arcos internos que podem resultar em falhas catastróficas e incêndios.
O risco real é a ocorrência de falhas abruptas em BT/MT, com formação de arco interno, que pode causar danos ao equipamento, interrupção do fornecimento e riscos à segurança operacional.
Para mitigar esses riscos, o monitoramento essencial deve incluir:
Inspeção ultrassônica aérea, inspeção visual, histórico ambiental e varreduras periódicas a fim de garantir a confiabilidade, a segurança e a longevidade das instalações elétricas em BT/MT, reduzindo o risco de falhas graves e paradas não programadas.
1.5. Para-raios (MOA) - Corrente de Fuga
A principal causa de falha em para-raios de óxido de zinco (ZnO) é a absorção de umidade devido à perda de estanqueidade do invólucro, além do envelhecimento natural do óxido de zinco ao longo do tempo. A entrada de umidade pode ocorrer por danos ou envelhecimento das gaxetas de vedação, fissuras na porcelana, descolamento da cimentação ou variações bruscas de temperatura.
O risco real é que, com a presença de umidade e degradação do ZnO, a proteção contra sobretensões se torna ineficaz: a componente resistiva da corrente de fuga aumenta, o aquecimento interno pode ocorrer e o para-raios perde sua capacidade de absorver energia, permitindo que sobretensões atinjam e danifiquem os equipamentos protegidos.
O monitoramento essencial para evitar essas falhas inclui: Medição periódica da componente resistiva da corrente de fuga, análise de tendência, inspeção da vedação do invólucro, gaxetas e cimentação, e ensaios periódicos conforme a classe do para-raios.
1.6. Coordenação e Seletividade "Fora de Fase"
Falhas em sistemas de proteção geralmente ocorrem devido a ampliações incrementais sem reestudo das proteções e a mudanças sazonais de carga que não são acompanhadas de ajustes nos parâmetros dos relés. Isso pode levar a disparos indevidos, blackout interno e perda de seletividade, comprometendo a segurança e a confiabilidade da instalação.
O risco real dessas práticas é que, sem revisão periódica, as curvas de atuação dos relés deixam de refletir o novo perfil de carga e de curto-circuito do sistema. Isso pode resultar em atuações incorretas (disparos fora do tempo ou não seletivos), falhas de coordenação e até a desconexão total da planta em situações de contingência.
Para evitar esses problemas, são ações necessárias: Revisão anual das curvas de proteção conforme as normas IEC 60255/60947, testes secundários regulares nos relés, simulações sob cenários de pico e atualização imediata após qualquer mudança de carga ou ampliação do sistema.
1.7. Arc Flash e Modo de Manutenção
A ausência de estudos específicos de arco elétrico e a realização de manobras com painéis abertos são causas frequentes de acidentes graves em ambientes industriais e comerciais. Quando não há análise prévia dos riscos, a energia incidente durante um arco pode facilmente superar a capacidade de proteção dos EPIs disponíveis, expondo trabalhadores a lesões severas, queimaduras e até fatalidades.
O risco real está em subestimar a energia liberada em um evento de arco elétrico: sem estudos adequados, manobras realizadas com painéis energizados e abertos podem resultar em energia incidente muito acima do que o EPI suporta, tornando as proteções ineficazes e colocando vidas em perigo.
Para mitigar esses riscos, algumas proteções essenciais devem ser implementadas. Dentre elas: Estudo de arco elétrico, utilizar disjuntores com modo de manutenção, adotar sistemas de inserção e retirada remota de disjuntores, implementar intertravamentos mecânicos e elétricos que impeçam a abertura de painéis energizados ou a realização de manobras sem as devidas condições de segurança.
1.8. Qualidade de Energia e Ressonância
Bancos de capacitores falham principalmente devido à presença de harmônicos elevados, que aumentam a corrente circulante nos capacitores, e à ocorrência de ressonância com a rede elétrica.
Harmônicos são distorções na forma de onda causadas por cargas não lineares (como inversores e retificadores), que geram frequências múltiplas da fundamental. Quando bancos de capacitores são conectados em redes com alto conteúdo harmônico, eles podem amplificar essas correntes, levando ao superaquecimento, degradação do dielétrico e, eventualmente, à queima dos capacitores.
A ressonância paralela entre a rede e os capacitores é especialmente crítica: ocorre quando as impedâncias da rede e do banco coincidem em módulo para determinada frequência harmônica, fazendo com que a impedância total tenda ao infinito. Isso resulta em correntes e sobretensões extremamente elevadas, que podem causar disparos intempestivos, queima do banco de capacitores e aumento significativo da distorção harmônica de tensão na instalação.
O risco real para bancos de capacitores inclui queima dos equipamentos devido à circulação de correntes harmônicas acima do especificado, disparos intempestivos de proteções por sobrecorrente ou sobretensão, e multas por baixo fator de potência, já que a operação inadequada do banco pode comprometer a compensação reativa e aumentar os custos operacionais.
Para evitar esses problemas, o monitoramento é essencial e deve contemplar: Monitoramento do espectro harmônico e do THD (Total Harmonic Distortion) da tensão e corrente, acompanhamento da corrente por fase no banco de capacitores, instalação de filtros sintonizados quando necessário, medições e análises periódicas de qualidade de energia para detectar tendências e antecipar falhas.
1.9. Ambiente da Subestação (HVAC, Poeira, Condensação)
A condensação em painéis, filtros saturados e pressão insuficiente no sistema HVAC são causas frequentes de falhas em subestações, especialmente em ambientes sujeitos a variações térmicas, poeira e alta umidade. Esses fatores podem levar a fenômenos como caminhamento elétrico sobre superfícies isolantes, corrosão acelerada de componentes e disparos intermitentes de proteções, comprometendo a confiabilidade e a segurança da instalação.
A condensação ocorre quando o ar úmido entra em contato com superfícies mais frias do que o ponto de orvalho, formando gotas de água dentro dos painéis elétricos. Isso é agravado por filtros de ar saturados, que perdem eficiência na retenção de partículas e umidade, e por sistemas de pressurização insuficientes, que permitem a entrada de poeira e contaminantes.
Para mitigar esses riscos, alguns controles essenciais devem ser implementados, como monitoramento do ponto de orvalho, uso de higrostatos e termostatos, pressurização positiva, filtragem adequada e limpeza programada com registro fotográfico.
2. O Impacto Psicológico das Falhas
Fonte: Autor próprio
O burnout decisório é um problema crítico, especialmente em ambientes de alta pressão como o setor elétrico. Assim, falhas frequentes elevam o estresse, aumentam os erros por fadiga decisória, e levam pessoas a relatarem ansiedade crônica, com impacto direto na produtividade, que pode cair após incidentes.
As estratégias de mitigação recomendadas incluem manutenção preventiva e treinamentos regulares são essenciais para minimizar riscos e preparar equipes para decisões rápidas e seguras. Ademais, monitoramento remoto via drones e implementação de sistemas de alerta precoce e protocolos claros de decisão.
Protocolos de emergência, como os instituídos pela Agência Ncional de Energia Elétrica (ANEEL), reforçam a importância de processos bem definidos para reduzir a pressão psicológica e garantir respostas ágeis e coordenadas em situações críticas.
3. Decisões Práticas
Fonte: Autor próprio
Para tomar decisões práticas, é fundamental adotar estratégias de execução que priorizem a continuidade operacional, a eficiência e a governança técnica.
O planejamento por janela consiste em organizar as intervenções de manutenção em períodos previamente definidos, operando por circuito, utilizando desvios temporários para manter o fluxo produtivo e priorizando atividades de alto impacto e baixo tempo de execução. Esse planejamento permite que as ações sejam realizadas sem comprometer a produção, reduzindo riscos de paradas não programadas e otimizando recursos.
A realização de ensaios online — como testes de descarga parcial (DP) por TEV, ultrassom ou HFCT, termografia, análise de vibração e monitoramento da qualidade de energia — possibilita identificar falhas potenciais sem a necessidade de desligamento dos equipamentos, antecipando correções e evitando emergências.
O uso de sensores IoT e softwares de manutenção também contribui para a coleta contínua de dados e a tomada de decisões assertivas em tempo real.
Na governança técnica , é essencial manter o controle de versão das configurações dos sistemas, tornar obrigatória a gestão de mudanças (para garantir rastreabilidade e segurança nas alterações), registrar fotograficamente a evolução das disciplinas e documentar a linha de base dos principais KPIs (indicadores-chave de desempenho)[2]. Esta documentação detalhada permite análises históricas, auditorias e ajustes contínuos no plano de manutenção, além de garantir a conformidade com as normas como a NR-10.
Essas práticas, quando integradas, resultam em maior confiabilidade, produtividade e segurança operacional, minimizando custos e riscos associados a paradas inesperadas.
4. Sprint de Confiabilidade Sem Parar a Produção
Fonte: Autor próprio
Mês 1: Diagnóstico Completo
Realização de varredura termográfica e ultrassonografia, análise de qualidade de energia (PQ) com foco em harmônicos, DGA e umidade do óleo, auditorias dos sistemas de proteção e corrente contínua (DC), além de inspeção do sistema HVAC e pressurização.
Mês 2: Correções de Alto Impacto
Abertura e verificação de conexões críticas, limpeza e colocação dos equipamentos, recalibração de relés, ajustes de continuidade, equalização do banco de baterias e elaboração de um plano de lavagem e revestimento.
Mês 3: Validação e Governança
Execução de testes funcionais cronometrados, ensaios de descarga parcial (PD) em painéis, campanha de bebês (inspeção detalhada de pontos críticos), revisão dos bancos de capacitores, atualização dos diagramas unifilares e implementação de práticas de gestão de mudança.
5. Conclusão
As falhas mais caras em operações industriais e do agronegócio são geralmente inesperadas e deixam rastros mensuráveis em sistemas de corrente contínua (DC), OLTC, buchas, aterramento, proteção e ambiente. A adoção de manutenção preditiva baseada em dados, periodicidades enxutas e alvos claros permite cortar emergências em 60-80%, proteger ativos críticos, ganhar previsibilidade operacional, reduzir o estresse decisório e valorizar o patrimônio.
No contexto produtivo, onde a competitividade depende da disponibilidade dos ativos e da previsibilidade operacional, tratar a manutenção como investimento estratégico — e não como custo operacional — é o diferencial entre sobreviver e prosperar. Essa abordagem permite não apenas evitar prejuízos diretos, mas também valorizar o patrimônio industrial e agrícola, tornando as operações mais robustas e rentáveis.
A Regulus Energia apoia decisões estratégicas por meio de manutenção de subestações orientadas por dados , integrando diagnóstico avançado, execução sem interrupção, governança técnica homologada e monitoramento remoto, com suporte regional especializado.
A empresa utiliza diagnóstico baseado em qualidade de energia para identificar precocemente riscos e melhorar o desempenho dos ativos. A execução das manutenções é feita por janelas programadas , permitindo intervenções sem a necessidade de parar a produção, o que garante maior disponibilidade e previsibilidade operacional.
O suporte especializado garante atendimento ágil e personalizado para as demandas regionais, seguindo rigorosamente as normas , garantindo conformidade regulatória e segurança em todas as etapas do processo.
Se o objetivo é transformar sua subestação abrigada de centro de custo em ativo estratégico , a Regulus Energia oferece o caminho mais curto entre o risco atual e a excelência operacional, promovendo previsibilidade, segurança e valorização patrimonial.
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