Eletricidade: não subestimar os riscos do perigo oculto [6]
Texto: Manuel Martinho | Engenheiro de Segurança no Trabalho09/11/2020
Este é o sexto artigo de uma série que tem sido publicada na revista O Instalador nas últimas edições.
Subestações e Postos de transformação
As instalações elétricas necessitam, por razões técnicas, económicas e de segurança, que a tensão produzida e conduzida pela Rede Nacional de Transporte (RNT) seja fornecida em condições de estabilidade e num nível compatível com a utilização que dela venha ser feita.
A transformação de potência, proteção, controle e manobra da energia elétrica para os vários níveis de tensão necessária, faz-se por subestações e postos de transformação, que se situam na proximidade imediata da utilização da energia. Tal ocorre com a utilização de equipamentos estáticos chamados transformadores.
Na legislação portuguesa, essas instalações de transformação dividem-se em subestações e postos de transformação, dependendo da utilização que se dá à corrente secundária dos transformadores (noutros países não é assim, por exemplo em França, todas as instalações de transformação são postos de transformação e no Brasil, por exemplo, todas as instalações que realizam a alteração dos níveis de tensão são subestações).
Subestação. Distribuição de energia elétrica.
Subestação
Uma Subestação é uma infraestrutura elétrica de alta tensão numa plataforma construtiva destinada a algum ou alguns dos seguintes fins: transformação da corrente elétrica por um ou mais transformadores estáticos, quando o secundário de um ou mais desses transformadores se destine a alimentar postos de transformação ou outras subestações (Regulamento de Segurança de Subestações, Postos de Transformação e de Seccionamento, RSSPTS- art.º 5º).
Compreende equipamentos elétricos e edifícios como o de comando, casa(s) de painel e de serviços auxiliares, painel(éis) de linha, painel interbarras /’by pass’, painel(éis) de transformador(es), pórticos, postes, vedação metálica perimetral em betão ou ambas, rede de terras e drenagem pluvial.
Comporta diversos painéis, equipamentos e dispositivos elétricos, com a finalidade de proteger, monitorar, seccionar ou distribuir a energia elétrica através de circuitos elétricos na instalação.
A situação mais comum é a transformação da média tensão/baixa tensão, 15/0,4 kV, mas também 10, 30, 6,6, 6 e 5/0,4 kV. Nem sempre é necessário que a tensão secundária seja de baixa tensão (BT), mas que possua a tensão necessária para alimentar diretamente os recetores, como por exemplo na alimentação a motores de elevada potência.
É ainda de particular importância na Alta Tensão o nível de 400 kV, usado na interligação das diversas redes nacionais, e o nível de 400 V, Baixa Tensão, para uso generalizado em eletrodomésticos.
Podem assumir características muito diversificadas e sensíveis, daí as variações ao nível do projeto, segundo a função esperada, nível de tensão, tipo de instalação e potência.
Transformação e Distribuição da Tensão na Rede.
Posto de Transformação (PT)
É segundo o RSSPTS (art.º 6º), uma 'Instalação de alta tensão destinada à transformação da corrente elétrica por um ou mais transformadores estáticos, quando a corrente secundária de todos os transformadores for utilizada diretamente nos recetores, podendo incluir condensadores para compensação do fator de potência'.
Os postos de transformação inserem-se nas redes próximas dos centros de consumo, e são concebidos e explorados em função das áreas geográficas e as exigências de exploração: zonas rurais, semiurbanas, e urbanas, ou zonas industriais, loteamentos e urbanizações, zonas de baixa, média ou elevada densidade de carga, com média ou elevada exigência de qualidade de serviço, de domínio público ou privado, etc.
Posto de transformação aéreo.
O equipamento fundamental é o transformador, mas também o quadro geral de baixa tensão onde se desenvolvem os diversos alimentadores da rede de baixa tensão, o equipamento de interrupção/seccionamento, de comando e contagem e proteção e proteção, quer de pessoas e animais, quer dos próprios equipamentos e outros bens, uma vez envolvidos elevados níveis de tensão e energia.
Os postos de transformação podem ser basicamente de dois tipos:
1) Aéreos - Quando ligados na rede aérea em média tensão com o transformador instalado num apoio da linha de distribuição e o quadro geral de baixa tensão na base desse apoio, ou seja, num armário dimensionado para o efeito;
2) Em cabine: Estes podem assumir uma das seguintes variantes:
i. Cabine alta (torre);
ii. Cabine baixa em edifício próprio;
iii. Cabine baixa integrada em edifício;
iv. Cabine metálica (monobloco);
v. Cabine pré-fabricada;
vi. Cabine subterrânea.
A segurança
A existência de painéis, equipamentos e dispositivos elétricos energizados numa instalação desta natureza, subestação ou PT, é suficiente para criação de campos elétricos e magnéticos envolventes.
As possíveis falhas de uma subestação podem não apresentar sinais visíveis, mas que podemos resumir em:
I. Falhas em disjuntores por mau funcionamento do mecanismo de manobra, baixa resistência de isolamento;
II. Falta de ajuste das chaves seccionadoras (facas);
III. Mau contacto provocado por ligações frouxas;
IV. Queima do transformador por falta de óleo ou óleo com baixa isolamento;
V. Problemas diversos em transformadores, como buchas soltas, testes insatisfatórios.
Por exemplo, um condutor de barramento com energia não protegido ioniza e altera as propriedades dielétricas à sua volta favorecendo a ocorrência de arcos elétricos com libertação instantânea de energia na forma de calor, luminosidade e mecânica, sobretudo perante condições de maior humidade.
O arco pode ter origem em fatores que se relacionam com equipamentos defeituosos, eletricidade estática, por descargas atmosféricas, fatores ambientais (sujidade, presença de água, insetos ou outros animais que provocam curtos-circuitos em barramentos de painéis ou subestações) ou pessoas movimentando-se na proximidade de condutores próximos de instalações energizadas utilizando ou não ferramentas, instrumentos ou materiais. Outras causas incluem falhas em partes condutoras que integram ou não os circuitos elétricos.
Trabalho em subestação.
A quantidade de energia libertada durante um arco depende da corrente de curto-circuito e do tempo de atuação dos dispositivos de proteção de sobre intensidade. Altas correntes de curto-circuito e tempos longos de atuação dos dispositivos de proteção aumentam o risco de arco elétrico.
A natureza dos danos que provoca a energia luminosa, por exemplo, causa danos principalmente nos olhos, embora queimaduras mais graves também podem ser causadas, se a componente ultravioleta estiver presente na radiação eletromagnética; já a energia sob a forma de calor causa queimaduras severas pela radiação e/ou pelo impacto de objetos quentes, como os metais derretidos; a energia mecânica pode causar danos, ao provocar o deslocamento do ar, e consequente impacto de objetos nas pessoas ou ainda choque por projeção destas contra estruturas.
Podemos referir como premissas de atuação das proteções:
I. A interrupção da falha causadora de danos à segurança e saúde dos profissionais e à integridade dos equipamentos;
II. Ser rápida, seletiva e isolar o ponto de falha, garantindo a continuidade operacional com segurança.
A concretizar:
III. Pelo afastamento dos materiais inflamáveis da proximidade dos equipamentos produtor de faíscas;
IV. Através de obstáculos interpostos à propagação do arco à distância, tais como armários e outras blindagens;
V. Utilizando, equipamentos antideflagrantes em ambiente explosivo.
Para as tensões surgidas entre as estruturas metálicas dos equipamentos e o solo por defeito deverá ser considerado um corte automático da tensão da instalação, ou de parte da instalação correspondente, logo que a tensão exceda o valor perigoso (50 V).
Como aparelhos para proteger as instalações elétricas e cortar rapidamente a tensão ou corrente de defeito usam-se disjuntores comandados por relés de tensão ou por relés de corrente diferencial residual.
Além destes, devem ter instalados aparelhos de sinalização de defeitos de isolamento, normalmente fontes luminosas ou sonoras, reguladas para a tensão de defeito.
A proteção baseada no relé de proteção contra arco, deve interromper a fonte e atuar de forma rápida, seletiva no isolamento do ponto de falha como finalidade de interromper uma falta capaz de causar danos à segurança e saúde dos profissionais e a integridade dos equipamentos, dando continuidade operacional com segurança.
Na proteção ao arco originário de eletricidade estática, há que evitar a produção de cargas eletrostáticas ou, quando tal não for possível, eliminá-las de um modo contínuo, de forma a evitar a sua acumulação. Neste caso os métodos para eliminar as cargas eletrostáticas são a ligação à terra e a desionização do ar provocada pelo aumento da condutibilidade das cargas junto à fonte geradora das mesmas.
Contra descargas atmosféricas o para-raios é o meio de proteção cujo princípio consiste em oferecer à descarga um caminho privilegiado até à terra.
Podem utilizar-se:
I. Para-raios de elétrodos constituído por uma ou mais pontas metálicas ligadas rigidamente à terra, cujo poder passa pela criação de um campo eletromagnético na região dos elétrodos (para-raios radioativos ou eletrónicos).
II. Barreira de proteção contra campos elétricos e magnéticos, composta de uma malha envolvente de condutores interligados e captores que com baixadas à rede de terra.
Tensão de passo
Quando ocorre uma descarga elétrica de elevado potencial no solo, a corrente da descarga difunde-se radialmente a partir desse ponto de descarga, diminuindo à medida que nos distanciamos desse ponto.
Sendo o ser vivo um facilitador da passagem da corrente elétrica para o menor potencial, ou seja, num passo os pés separados situar-se-ão em linhas equipotenciais diferentes originando a passagem de corrente pelo seu tronco.
Assim, uma pessoa ou animal não precisam necessariamente ser diretamente atingidos por um raio para ocorrer acidente.
Recomenda-se que nestas situações, em que não há exatidão quanto à dissipação da tensão, se adotem:
a) Dispersão da transmissão da energia ao solo, varetas ou malha de terras;
b) Caminhar com alternância de pés no solo e se dê passos curtos, diminuindo a distância entre os pés;
c) Utilizar estrados metálicos como plataformas de trabalho, equilibrando o potencial do local ligados à terra;
d) Na construção, optar por instalar pavimentos de gravilha.
Tensão de passo.
Construção de postos de transformação
Numa abordagem à segurança para conceção de postos de transformação de construção civil, 'in situ' é importante reter algumas regras de segurança:
1) Optar por materiais da classe de reação ao fogo A1 (M0) e garantir uma resistência ao fogo mínima de EI 90 (CF 90);
2) Prever o acesso preferencial a partir do exterior dos edifícios. Se tiverem acesso a partir do interior do edifício, a porta deverá ter uma resistência ao fogo EI 60 (CF 60).
3) Porta deverá metálica de abertura para o exterior e dotada de sinalização de aviso de perigo de eletrocussão com indicação de 'Perigo de Morte'. Deverá permanecer fechada à chave com acesso reservado a pessoas competente, isto é com formação técnica adequada.
4) O transformador deverá estar protegido contra contactos diretos por rede metálica, até à altura de 2 m, com ligação à terra e os painéis/porta de rede devem ter abertura para o exterior da cela. O sistema de fecho destes deve estar dotado de dispositivo de encravamento que impeça a abertura da porta enquanto o seccionador e o interruptor-seccionador estiverem fechados;
5) Num PT deverá estar disponível um extintor de 5 kg de CO2;
6) São ainda requisitos disponíveis nos PT(s), um estrado isolador, um par de luvas isolantes que garanta proteção adequada a riscos elétricos, vara isolante de comando para corte do abastecimento de energia a partir da rede, instruções regulamentares para prestação de primeiros socorros e uma fonte de luz de emergência;
7) O registo com os valores medidos das terras de proteção, as quais deverão ter uma resistência máxima de 20Ω).
De acordo com a legislação em vigor, todos os utilizadores de energia alimentados a partir de um Posto de Transformação privado, devem ter um Técnico Responsável pela Exploração das instalações elétricas.
Periodicamente devem ser sujeito a manutenção preventiva que incluía tarefas como:
i. Limpeza geral do Posto de Transformação;
ii. Limpeza geral do barramento MT e respetivos elementos de suporte e isolamento (PT’s com barramento à vista);
iii. Limpeza de todos os órgãos de corte e/ou proteção;
iv. Limpeza dos Transformadores de Potência;
v. Limpeza do Quadro Geral de Baixa Tensão;
vi. Limpeza dos isoladores;
vii. Manutenção geral (afinações, lubrificações, etc.) dos órgãos de corte e respetivos comandos;
viii. Verificação de ligações e apertos;
ix. Verificação e lubrificação de dobradiças, fechaduras e fechos das portas de acesso à instalação;
x. Verificação do bom estado de funcionamento da iluminação, com substituição do material avariado ou danificado;
xi. Medição das resistências dos elétrodos de terra;
xii. Eventual substituição da sílica gel;
xiii. Análise física/química do óleo do transformador;
xiv. Eventual reposição do nível do óleo do transformador;
xv. Verificação e ensaios dos sistemas de proteção.
A prevenção deve concentrar-se na identificação dos perigos e na avaliação preliminar dos riscos ou análise de segurança da tarefa, os riscos associados ao serviço a executar, classificando a sua frequência, severidade e delineando salvaguardas para eliminá-lo ou ao menos mitigar os seus efeitos.
Neste sentido nem mesmo uma simples inspeção visual ou visita técnica a subestação deve ser desvalorizada pois representa para quem a faz um risco face aos perigos inerentes da instalação mesmo se a sua ação não compreenda riscos adicionais por interação com a corrente elétrica.
Muito pode ser feito para evitar um arco elétrico e para proteger as pessoas expostas a esse fenómeno para reduzir o número de acidentes em locais de trabalho, mas tal não deixa de ter como vértices indispensáveis para manter um local de trabalho seguro o:
I. Eletricista: Qualificado e capacitado para desenvolver a tarefa.
II. Engenharia do Projeto: Conceção de sistemas para reduzir perigos e níveis de risco.
III. Procedimentos de Trabalho: Procedimentos e práticas seguras de trabalho que reduzam a possibilidade, gravidade e severidade de um acidente.
IV. Os Equipamentos de proteção coletiva (EPC’s);
V. Os Equipamentos de proteção Individual (EPI’s): A última linha de defesa do trabalhador; inclui fato de trabalho, proteção facial, luvas para a proteção contra arcos elétricos e outro equipamento individual.
Bibliografia
- Regulamento de Segurança de Subestações e Postos de Transformação e de Seccionamento (Decreto-Lei n.º 42895, de 31/03/60, alterado pelo Dec. Regulamentar n.º 14/77, de 18 de fevereiro)
- Portaria n.º 596/2010 de 30 de julho Regulamento da Rede de Transporte
- Regulamento da Rede de Distribuição – Anexo II da Portaria nº 596/2010 de 30 de julho de 2010
- Norma EN 50110-1, 1996 - Trabalhos em instalações elétricas
- Lei102/2009 de 10 de setembro - Regime jurídico da promoção da segurança e saúde no trabalho
- Decreto Regulamentar nº 1/92 de 18 de fevereiro
- Decreto Regulamentar n.º90/84, de 26 de dezembro
- https://www.nfpajla.org/pt/arquivos/seguranca-electrica/919-proteccion-a-los-arcos-electricos-mitos-y-realidades
- Documentos Normativos EDP Distribuição edição 2020.2 junho 2020
- DMA-C52-125 Transformadores trifásicos de média/baixa tensão, imersos em óleo
- DMA-C52-130 Transformadores trifásicos de média/baixa tensão, do tipo seco
- DMA-C52-140 Transformadores trifásicos, de 60 kV/MT. Caraterísticas e Ensaios
- DMA-C52-126 Transformadores de serviços auxiliares para subestações
- C52 – transformadores de potência
- http://tecnicosaudeambiental.blogspot.pt/2014/03/trabalhos-em-tensao-tet_21.html.Oliveira, Diogo X. P. (2013). Importância das Condições de Segurança nos Trabalhos em Tensão. Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto
- Saraiva, Ana (2015) Trabalhos em tensão Guia de Prevenção e Segurança. Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.
