IMPLEMENTAÇÃO DE PROGRAMA DE CONTROLE DE RISCO DE ENERGIA DE

ARCO EM SUBESTAÇÕES INDUSTRIAIS: CASO DA REFINARIA LANDULPHO

ALVES/BA DA PETROBRAS

Augusto César Marques de Almeida (1)

Fernando Moraes Mesquita de Carvalho (1)

Jônathas Omar Matos Aleixo (2)

José Luis Oliveira Raposo (3)

)3(

(1) TOPENG CONSULTORIA E PROJETOS LTDA

(2) WBS GERENCIAMENTO E EMPREENDIMENTO LTDA

(3) PETROBRAS – PETROLEO BRASILEIRO SA

2007 - 33 acidentes no SEP até a classe de tensão 34,5 kV, sem considerar aqueles ocorridos nos consumidores.

EPI é a última proteção do operador.

2006 a PETROBRAS através de sua CONTEC - Comissão de Normalização Técnica instituiu a norma técnica N-2830.

2007, um GT para especificação e suporte ao processo de compra de EPI.

Guias: ANSI/IEEE 1584 e NFPA 70E

NR-6: proteção contra agentes térmicos - arco elétrico.

INTRODUÇÃO

Adotado o modelo matemático IEEE-1584, mais utilizado na maioria dos estudos atuais.

Focos do programa de controle de riscos: Sinalização da distância de segurança Definição da categoria de EPI requeridos

INTRODUÇÃO

LEVANTAMENTO DE DADOS

Revisão dos estudos de curto circuito trifásico, seletividade e proteção das subestações por painel.

Consulta à documentação técnica.

Modos de operação do sistema elétrico: topologias e esquemas de operação, as classes de tensão dos equipamentos.

Painéis certificados como resistentes ao arco elétrico

ETAPAS

CÁLCULO DA ENERGIA INCIDENTE DE ARCO ELÉTRICO E DISTÂNCIA DE RISCO

Painéis de baixa tensão - 85 e 100% da corrente máxima de curto circuito franco.

Utilizado o maior valor para ser mais conservador, conforme recomendação da IEEE-1584.

Dados relevantes: Correntes de curto-circuito de cada painel Tempo de atuação da proteção principal e retaguarda, Tempo de abertura dos disjuntores com extinção do arco elétrico

Limitação da corrente de curto-circuito dos fusíveis na atenuação da energia incidente de arco.

ETAPAS

CÁLCULO DA ENERGIA INCIDENTE DE ARCO ELÉTRICO E DISTÂNCIA DE RISCO

CCM Operação normal da proteção instantânea do disjuntor geral Operação da proteção de retaguarda (seletividade lógica da entrada

ou interligação).

CDC de 480V e 2,4kV Operação normal da proteção da interligação ou entradas por

seletividade lógica. Operação das proteções das entradas por seletividade cronológica.

ETAPAS

CÁLCULO DA ENERGIA INCIDENTE DE ARCO ELÉTRICO E DISTÂNCIA DE RISCO

Painéis de 13,8kV Operação normal da proteção instantânea do painel. Proteção de retaguarda cronológica do alimentador.

Painéis de inversores de freqüência de baixa tensão - 480V Corrente de curto-circuito trifásica limitada pelo fusível. Tempo de abertura do fusível - máximo correspondente a ¼ de ciclo.

Com os dados descritos acima e utilizando-se as equações do IEEE 1584 obteve-se a energia incidente de arco para cada painel e as distâncias seguras de trabalho.

ETAPAS

CÁLCULO DA ENERGIA INCIDENTE DE ARCO ELÉTRICO E DISTÂNCIA DE RISCO

ETAPAS

SINALIZAÇÃO DE ZONAS DE RISCO E PLACAS DE ADVERTÊNCIA.

Na RLAM optou-se por sinalizar as zonas de risco de categorias 2 e 4, ATPV 8 cal/m2 e 40 cal/m2.

RESULTADOS

2

SINALIZAÇÃO DE ZONAS DE RISCO E PLACAS DE ADVERTÊNCIA.

RESULTADOS

2

USO DE VESTIMENTAS DE PROTEÇÃO

Diretrizes corporativas da PETROBRAS, categoria 2 e 4.

Uso diário ATPV 8 cal/m2 (camisa de manga comprida e calça)

Uso em manobras ATPV 40 cal/m2 (protetor facial e luvas, além da calça e camisa de manga comprida).

RESULTADOS

2

Programa de controle de riscos de energia de arco, benefícios:

Revisão dos estudos de curto-circuito do sistema elétrico Parametrização dos relés de proteção reduzir os tempos de atuação Sinalização dos painéis elétricos Mapeamento das subestações envolvidas Maior segurança para o pessoal autorizado Redução no número de acidentes com arco elétrico

O uso do EPI como a última linha de defesa.

As sinalizações de advertências de risco ao arco elétrico indicam a área onde a vestimenta adequada deverá ser utilizada.

CONCLUSÃO

2

Conscientização do operador da necessidade ao uso da vestimenta

Os estudos da corrente de curto circuito e o de coordenação e parametrização de relés de proteção são pré-requisitos para o cálculo da energia incidente de arco.

A especificação e utilização dos painéis à prova de arco não dispensa o estudo, e o controle de risco de energia de arco em subestações industriais.

Dispositivos de proteção com características de limitação da corrente de curto circuito reduz de forma significativa os níveis de energia incidente de arco nas instalações elétricas.

CONCLUSÃO

2

Necessidade de adequação de procedimentos de manutenção.

Treinamento para uso das vestimentas e interpretação das sinalizações.

CONCLUSÃO

2

OBRIGADO.

FIM

2

MODELO MATEMÁTICO

Condições para aplicação do modelo do IEEE-1584 – 2002 Tensão entre 208 e 15.000 V – trifásico

Freqüência de 50 hz e 60 hz

Corrente de curto circuito sólido entre 700 A e 106.000 A

Aterramento de sistema sólido e isolado com e sem resistência

Arco dentro do invólucro de equipamentos e em locais abertos

Espaçamento entre condutores entre 13 mm e 152mm

Curtos circuitos trifásicos.

MODELO MATEMÁTICO

a) Tensão do sistema menor que 1.000 V

b) Tensão do sistema entre 1.000 V e 15.000 V

c) Tensão do sistema acima de 15.000 V

x

B

xGLogIGLogIVGVLogIKKK

fB E

tCD bfbfbf

1

0011,0)00304,05588,0000526,00966,0662,0(081,1 610

2,010184,4 21

x

B

xGLogIKK

fB E

tCD bf

1

0011,0983,000402,0081,1 610

2,010184,4 21

BbfB E

tIVD 610142,2

MODELO MATEMÁTICO

Log - Logaritmo na base 10 K (- 0,153) para configuração aberta (sem invólucro)

(- 0,097) para configuração em caixa fechada K1 (- 0,792) para configuração aberta (sem invólucro)

(- 0,555) para configuração em caixa fechada K2 ( 0 ) para sistema isolado e aterrado por alta resistência

(- 0,113) para sistema solidamente aterrado Ibf - Corrente presumida de curto circuito sólido trifásico simétrico valor

r.m.s (kA) V - Tensão do sistema (kV) G - Distância dos condutores (mm) DB - Distância de aproximação em mm Cf - Fator de cálculo 1,5 para tensão igual ou menor do que 1 kV 1,0 para tensão acima de 1 kV

MODELO MATEMÁTICO

EB - Energia incidente em J/Cm2

t - Tempo em segundos x - Expoente de distância

Tensão do Sistema (kV)

Tipo de Equipamento Distância típica dos Condutores /

barramentos (mm) Expoente

de distância x Painel de distribuição 32 1,473

0,208 -1 CCM 25 1,641

>1 - 5 Painéis 13-102 0,973 >5 - 15 Painéis 153 0,973

TABELAS

TABELAS

TABELAS

VESTIMENTAS

PLACA