MÉTODOS PARA REDUÇÃO DO PROBLEMA DE FALTAS DE ALTA IMPEDÂNCIA

rompimento de cabo, no caso de uma falta de baixa impedância. Além disso, um fator limitante para implantação economicamente viável desse método é a definição do sistema de comunicação entre os sensores e o COD.

3.5. MÉTODOS PARA REDUÇÃO DO PROBLEMA DE FALTAS DE ALTA IMPEDÂNCIA

A mitigação do problema de faltas de condutores rompidos ao solo pode ser conseguida com a automação de sistemas, melhorias de práticas de construção, manutenção e operação de

alimentadores e/ou a implantação de simples equipamentos, até que a solução definitiva e eficiente seja alcançada.

Entretanto, essas melhorias para a segurança podem entrar em controvérsia com os aspectos econômicos e de operação, mas são de grande importância para a redução do problema.

Porém, é importante ressaltar que, apesar de todos esses métodos oferecerem alguma melhoria, nenhum representa uma solução direta para o problema de detecção de faltas de alta impedância. Mesmo se todas as propostas descritas abaixo fossem utilizadas, um certo percentual de condutores caídos poderia ainda se manter indetectável.

3.5.1. Sistemas de automação da distribuição

Muitas concessionárias têm implantado algum nível de automação da distribuição em seus alimentadores, o que usualmente inclui o Sistema de Supervisão e Controle da Distribuição (SSCD). Esse sistema normalmente oferece as seguintes facilidades:

¾ sistema de comunicação;

¾ capacidade de processamento de dados distribuídos ao longo do alimentador através de unidades remotas;

¾ disjuntores, chaves seccionalizadoras e religadores telecomandados, podendo ser controlados a distância;

¾ monitoramento de tensões, correntes e estado de equipamentos;

¾ monitoramento de tensões, correntes e potência em medidores de unidades consumidoras.

A expansão dos sistemas de automação se deve às questões econômicas e, principalmente, de confiabilidade do fornecimento de energia elétrica. A detecção de faltas de alta impedância pode ser melhorada dentro dessa expansão, através da inclusão no projeto de automação de métodos de detecção de faltas com condutores rompidos. Esta proteção pode ser instalada inicialmente ou posteriormente à implantação do sistema. Chaves fusíveis operadas eletronicamente oferecem alguma promessa para essa necessidade.

Um exemplo do aproveitamento do SSCD com relação à detecção de rompimento de condutores é a interligação de sensores de desequilíbrio de tensão com equipamentos de proteção telecomandados instalados ao longo do alimentador. Isso reduziria o custo de instalação de sistemas de comunicação para esse sistema de proteção.

3.5.2. Melhorias de práticas de construção

A preocupação com os padrões e práticas de construção de redes de distribuição do tipo aéreas está associada a causas ou fatores que contribuem para o rompimento de condutores do circuito primário, pois melhorias podem aumentar a probabilidade do contato de condutores de fase rompidos com o condutor neutro ou reduzir a probabilidade de rompimento de condutores, reduzindo o número de faltas de alta impedância. Existem várias formas de melhorar as práticas de construção, podendo citar:

9 uso de condutores com grandes seções: um cenário comum para a ocorrência de rompimento de condutores começa com uma falta normal, seja provocada por descargas atmosféricas ou contato com árvores, as quais fundem o condutor primário, ficando energizado no solo (condutores com maiores seções dissipam muito mais calor em um arco sem se fundirem e são mais resistentes a falhas mecânicas provindas de fadiga ou devido a esforços de árvores e gelo);

9 uso de conFigurações que aumentam as chances de contato do condutor fase com o neutro num eventual rompimento do condutor fase;

9 evitar derivações sem fusíveis, especialmente em condutores de pequena seção ou quando a carga é insignificante;

9 substituição de redes nuas por protegidas ou isoladas, pois essas reduzem a probabilidade de rompimento de condutor primário devidos às suas características físicas;

9 evitar conexões no meio do vão;

9 melhorar a proteção contra descargas atmosféricas;

9 evitar construções de rede de distribuição sobre áreas de intensa vegetação, pois na ocorrência de um rompimento de condutor, sua localização é difícil, uma vez que o condutor pode ficar pendurado num galho ou arbusto, menos visível ao público e geralmente de difícil acesso às equipes de manutenção;

9 incentivar a construção de redes subterrâneas, pois além do benefício quanto à segurança, em algumas situações podem ser mais econômicas que redes aéreas com relação ao custo de manutenção quando avaliado em longo prazo, além de promoverem benefícios estéticos;

9 construir redes de distribuição aéreas com nível de tensão relativamente elevado, como 34,5 kV.

A falha de alta impedância sendo convertida em uma falha de baixa impedância reduz sensivelmente o risco de acidentes envolvendo condutores ao solo. Esta conversão pode ser feita com a instalação de dispositivos mecânicos que sejam atuados pelo próprio cabo ao longo de sua queda, após a ocorrência de uma falha com ruptura do cabo. Estes dispositivos estarão adequadamente aterrados para permitir que o sistema de proteção do alimentador atue. Deve-se manter o cuidado de não reduzir o NBI da linha de distribuição, que poderia levar a ocorrência de outras falhas por falta de isolamento.

Um exemplo típico de um dispositivo mecânico para redução de faltas de alta impedância é o chamado guarda mecânico (Figura 3.2). Guardas mecânicos têm o principal objetivo de forçar o contato metálico com o condutor neutro de qualquer condutor fase rompido, através da instalação de uma haste metálica suspensa no neutro. O resultado é a geração de uma corrente de curto-circuito capaz de sensibilizar o equipamento de proteção. Tem as seguintes vantagens: localiza o cabo rompido, usa o sistema de proteção por sobrecorrente existente para desenergizar um cabo rompido, oferece proteção para condutores rompidos do lado da carga e nenhuma ação ou decisão é requerida ao operador. É mais eficiente contra condutores os quais estão somente suspensos ou abaixados sem tocar a terra ou sem se quebrar. Este tipo de problema ocorre quando cruzetas caem, isoladores são quebrados ou acontece uma falha na amarração do condutor à estrutura. A principal desvantagem desse método é o custo de material e mão-de-obra para instalação, uma vez que exige o trabalho com veículos com cestas aéreas e deve ser instalado em praticamente todos os vãos do alimentador que tem rede convencional, para ter bons resultados.

Fases

Figura 3.2: Desenho esquemático de guardas mecânicos em RDA convencional

3.5.3. Melhorias de práticas de operação e manutenção

Melhorias de práticas de operação são limitadas pela própria estrutura da rede de distribuição e do comportamento das cargas instaladas. Um exemplo típico desse problema são extensos ramais rurais e suas respectivas cargas, que forçam um elevado ajuste da proteção de terra, o que prejudica a atuação para faltas de alta impedância.

Já melhorias de práticas de manutenção podem ser aplicadas sem grandes problemas, porém é extremamente dependente da disponibilidade de recursos financeiros.

No item 2.5.3 foram citadas algumas ações que podem reduzir o problema de rompimento de condutores em circuitos primários de redes de distribuição.

Infelizmente, nos últimos dez anos, está havendo um aumento do roubo de materiais e equipamentos em redes de distribuição, em linhas de transmissão e subestações, motivados por fatores como o aumento da terceirização de serviços em concessionárias, incentivo à reciclagem de materiais de alumínio e dificuldades sociais e econômicas do país. Especificamente no que se refere a redes de distribuição, está havendo uma quantidade enorme de roubo de condutores neutro de alumínio, principalmente em áreas rurais. A ausência do condutor neutro, além de aumentar as chances de faltas de alta impedância num rompimento de condutor, ainda provoca várias conseqüências no funcionamento de equipamentos da rede e de clientes e gera riscos de acidentes para eletricistas, animais e a população em geral. Esse problema tem preocupado várias concessionárias brasileiras, principalmente por causa do prejuízo financeiro (milhares de km de cabo neutro a serem recompostos) e ações nos mais variados setores têm sido tomadas para sua redução. Porém, os efeitos dessas ações não são imediatos e prevê-se que o problema ainda irá perdurar por vários anos.

3.5.4. Programas sociais e sistemas de respostas de emergência

Além de todos os métodos de detecção de condutores rompidos, das melhorias de práticas de construção, operação e manutenção, um fator importante na redução de acidentes nesse tipo de falta é a conscientização da população no que se refere ao risco de um condutor caído ao solo.

Por isso, a realização de programas educacionais ao público, como mensagens em rádios e televisões, palestras em escolas, entre outros, onde se ensinam os principais procedimentos no

caso de condutores da rede elétrica caídos ao solo, com ênfase no que não se deve fazer, podem reduzir o número de acidentes nessas ocorrências.

Além disso, concessionárias podem melhorar a resposta a relatos e indicações de condutores rompidos ao solo. Muito pode ser melhorado se a comunidade, as agências de segurança, despachantes e o sistema físico de distribuição são vistos como um macro sistema, podendo citar algumas ações:

9 treinamentos para policiais, bombeiros, trabalhadores municipais e eletricistas, os quais podem tomar ações corretivas após um relato de condutor rompido, sendo que as próprias concessionárias podem conduzir esse treinamento;

9 as concessionárias devem considerar um relato de condutor rompido como um condutor da média tensão energizado até que se confirme ser um cabo telefônico ou do sistema de TV a cabo ou outro condutor de baixa tensão;

9 o desenvolvimento e aplicação de um sistema de comunicação padronizado entre o despacho de serviços dos CODs da concessionária e o atendimento telefônico policial podem trazer maior rapidez de ações nos casos de relatos de condutores rompidos.