Os pára-raios podem parecer imperceptíveis e permanecer completamente silenciosos durante a operação normal, mas desempenham um papel protetor crítico nos sistemas de energia. Seja para transformadores, quadros de distribuição ou linhas de transmissão, o sistema depende deles quando ocorrem sobretensões. Os pára-raios de óxido metálico-são agora amplamente utilizados e substituíram em grande parte os antigos pára-raios com folga de carboneto de silício-. No entanto, a operação-de longo prazo leva ao envelhecimento, à entrada de umidade e à degradação dos discos do varistor. Falhas menores se manifestam como aumento de corrente de fuga e aquecimento anormal; em casos graves, o pára-raios pode não funcionar durante um evento de sobretensão ou até mesmo explodir e causar um curto-circuito-a{8}}fase. Testes e manutenção de rotina, portanto, não são formalidades, mas etapas essenciais para eliminar falhas em um estágio inicial - detectando umidade interna, isolamento reduzido ou degradação do varistor e, em seguida, reparando ou substituindo componentes para evitar interrupções generalizadas causadas por um único pára-raios com falha. Em áreas altamente poluídas, regiões com atividade frequente de raios ou sempre que os dados de monitoramento on-line mostrarem anomalias, o intervalo de inspeção deve ser reduzido.
As falhas comuns se enquadram em diversas categorias. A umidade interna é o problema mais prevalente, geralmente resultante de falha na vedação que permite que a umidade penetre no invólucro de porcelana ou no invólucro de polímero compósito, levando a uma queda acentuada na resistência de isolamento, um aumento significativo na corrente de fuga e, em casos graves, descarga interna. O envelhecimento do disco do varistor é outro problema comum; tensão operacional sustentada e surtos repetidos de sobretensão fazem com que a característica de tensão-corrente se desvie, com o componente de corrente resistiva aumentando gradualmente até que a geração de calor exceda o limite de estabilidade térmica. As falhas de isolamento externo são frequentemente causadas por poluição - o acúmulo de sujeira em superfícies de porcelana ou galpões danificados pode facilmente levar a flashovers na superfície sob condições climáticas úmidas. Os problemas do sistema de aterramento são facilmente ignorados: condutores corroídos ou quebrados, conexões soltas ou resistência de aterramento excessiva podem impedir que a corrente do raio seja descarregada com segurança, inutilizando o pára-raios. Os dispositivos de monitoramento e os contadores de descarga podem ficar presos e um ponteiro emperrado pode dar uma falsa impressão de operação normal quando o dispositivo já falhou. Anéis de classificação soltos perturbam a distribuição do campo elétrico, agravam a descarga parcial e afetam o desempenho de todo o conjunto.
Antes de realizar a manutenção, a condição do pára-raios deve ser avaliada com precisão. Meça a resistência de isolamento com um megôhmetro de 2500 V e compare os valores com dados de fábrica ou registros históricos; uma queda significativa indica um problema. O teste de tensão de referência DC 1 mA e a medição da corrente de fuga a 0,75 vezes essa tensão são indicadores-chave para avaliar o envelhecimento do varistor: a tensão de referência não deve cair abaixo do valor especificado e a corrente de fuga normalmente não deve exceder 50 μA. Se a corrente de fuga aumentar acentuadamente e a corrente resistiva aumentar ao mesmo tempo, é altamente provável que os discos do varistor estejam úmidos ou envelhecidos. O-monitoramento de corrente em serviço, realizado com um testador de linha-ativas portátil ou um dispositivo de monitoramento on-line, concentra-se na corrente total e no componente de corrente resistiva; um aumento anormal na corrente resistiva é um sinal de falha importante. A termografia infravermelha também é muito eficaz - compara as diferenças de temperatura entre seções e fases do mesmo grupo de pára-raios; um ponto de temperatura excepcionalmente alta sugere fortemente um defeito interno. Se houver suspeita de descarga interna ou vedação deficiente, um detector ultrassônico de descarga parcial pode ajudar no diagnóstico.
Os trabalhos de manutenção devem ser realizados em sequência estrita. Primeiro, isole de forma confiável o circuito relevante, preencha a autorização de trabalho, use um detector de tensão para confirmar a ausência de tensão e, em seguida, instale imediatamente os cabos de aterramento; todas as três fases devem ser aterradas e descarregadas. Se dispositivos de proteção contra sobretensão forem instalados dentro de gabinetes de distribuição, as cargas residuais também deverão ser liberadas. Em seguida, desconecte os cabos de alta-tensão e baixa{4}}tensão e marque as posições das fases. Inspecione cuidadosamente o invólucro de porcelana ou composto em busca de rachaduras, marcas de queimadura e vestígios de flashover. Limpe as superfícies externas de isolamento com etanol anidro ou um agente de limpeza específico; áreas altamente contaminadas devem ser completamente limpas. Para pára-raios{8}compostos, evite solventes que possam danificar a borracha de silicone. Para pára-raios mais antigos que podem ser desmontados, abra a tampa da extremidade em um ambiente limpo e seco, inspecione os anéis de vedação quanto a envelhecimento, o dessecante quanto a descoloração e a compressão da mola. Se os discos do varistor apresentarem corrosão, marcas de queimadura ou perda do revestimento de zinco, substitua todo o conjunto por discos correspondentes. Os pára-raios modernos de-óxido metálico são em sua maioria totalmente selados e não podem ser abertos; se for encontrado um problema, substitua toda a seção da unidade. Substitua as vedações envelhecidas e o dessecante. Se as coberturas da caixa composta estiverem gravemente danificadas e a haste central estiver exposta, não tente remendá-las com embrulho; toda a unidade deve ser substituída. Os anéis de classificação corroídos ou deformados devem ser remodelados ou substituídos. Todas as superfícies de contato condutoras devem ser polidas com lixa fina e revestidas com uma fina camada de composto de contato elétrico para evitar corrosão eletroquímica. A base deve ser mantida limpa e seca e sua resistência de isolamento deve atender aos padrões exigidos. Os contadores de descarga ou dispositivos de monitoramento devem ser testados quanto à confiabilidade operacional; substitua qualquer um com grandes desvios do medidor de corrente, pois um monitor com falha significa perda de visibilidade da condição. Verifique o sistema de aterramento, verifique se os condutores de descida estão livres de rupturas por corrosão e se os parafusos estão apertados, meça a resistência de aterramento para garantir que esteja dentro dos limites aceitáveis e confirme se o dispositivo de aterramento centralizado tem boa continuidade. Durante a remontagem, restaure o pára-raios pela sequência de fases, aperte os parafusos uniformemente e reconecte os cabos de alta-tensão e baixa-tensão. Após a conclusão da instalação, realize testes de resistência de isolamento e CC; somente após confirmar que os valores são aceitáveis você deve remover os cabos de aterramento. Antes de removê-los,-verifique se todas as conexões estão corretas e se nenhuma ferramenta foi deixada para trás.
As precauções de segurança devem ser enfatizadas. Mesmo depois de a energia ser desligada, os pára-raios podem reter carga residual; eles devem ser totalmente descarregados e mantidos aterrados até o término do trabalho. Os pára-raios de subestação geralmente são instalados em altura - usam cintos de segurança e passam ferramentas por cordas para evitar que objetos caídos possam ferir pessoas. Se for necessário abrir uma estrutura selada, escolha um dia seco e claro e minimize o tempo de operação para evitar a absorção de umidade pelos discos do varistor e pelos componentes de isolamento. Ao substituir os discos varistores ou uma seção inteira do pára-raios, certifique-se de que a tensão nominal, a corrente de descarga nominal e a capacidade de absorção de energia correspondam ao projeto original, para não comprometer a coordenação da proteção. Durante a montagem, tome cuidado para evitar que objetos estranhos, como parafusos e arruelas, caiam no para-raios, pois isso pode causar curto-circuito. Ao realizar testes de alta-tensão CC, os operadores devem ficar sobre esteiras isolantes, o equipamento de teste deve ser aterrado de forma confiável e o pára-raios deve ser imediatamente descarregado e aterrado após o teste.
Após a conclusão da manutenção, um relatório de teste abrangente deve ser preparado e os dados comparados com registros históricos. Dentro de uma semana após a energização, uma medição detalhada da temperatura infravermelha e um novo teste de corrente contínua devem ser organizados para confirmar que o aumento da temperatura e a corrente resistiva estão normais. Todos os registros de manutenção devem ser inseridos no livro-razão do equipamento para dar suporte à manutenção-baseada em condições. Hoje, a manutenção de pára-raios está em transição de manutenção-baseada em tempo para manutenção-baseada em condições. Os sistemas de monitoramento on-line coletam a corrente total, a corrente resistiva e as contagens de operação em tempo real e, ao analisar tendências juntamente com a temperatura e a umidade ambiente, permitem uma avaliação mais precisa da saúde do equipamento, para que as interrupções sejam programadas apenas quando necessário, melhorando assim a confiabilidade do fornecimento e reduzindo custos. Mesmo assim, verificações periódicas-no local e testes off-line-continuam indispensáveis, pois os próprios sistemas de monitoramento on-line podem sofrer com alarmes falsos ou detecções perdidas. Um pára-raios pode parecer simples, mas deve funcionar de forma confiável naquela fração de segundo quando ocorre uma sobretensão. Somente com manutenção diária de alta{12}}qualidade ele desempenhará seu papel protetor quando for necessário .