Análise de falhas em cabos de alimentação: 6 lições críticas aprendidas

1. Reforçar a monitorização do estado e o diagnóstico inteligente: perceção dos perigos ocultos antes que eles aconteçam

No caso 1, um cabo que estava em funcionamento há mais de 20 anos avariou durante o pico de consumo de energia devido ao envelhecimento do isolamento. Este facto realça o enorme risco de aguardar passivamente a ocorrência de falhas. A tecnologia moderna fornece ferramentas poderosas: A medição distribuída da temperatura da fibra (DTS) pode detetar anomalias de temperatura em toda a linha em tempo real; a monitorização em linha de descargas parciais (PD) pode captar com precisão sinais de descargas fracas no interior do isolamento, o que constitui um sinal precoce de degradação do isolamento; em combinação com meios offline, como a deteção de ondas de oscilação do cabo (OWTS), é construído um sistema de avaliação multidimensional. Ao implementar um sistema avançado de monitorização de descargas parciais, a National Grid do Reino Unido reduziu com êxito a taxa de avarias dos principais cabos em mais de 40%, provando a eficácia da manutenção preditiva.

2. Promover a renovação ativa dos cabos antigos: recusar a sua utilização para além da sua vida útil

A principal lição do Caso 1 aponta diretamente para a envelhecimento dos cabos problema. Quando os cabos se aproximam ou excedem o seu tempo de vida útil (normalmente 20-30 anos), a sua fiabilidade diminui drasticamente. É crucial identificar e planear proactivamente a substituição destes activos. A seleção de novos materiais, como o polietileno reticulado (XLPE), para substituir o antigo isolamento de papel-óleo, pode melhorar significativamente a resistência ao calor e as propriedades eléctricas e mecânicas. O relatório do Departamento de Energia dos EUA (DOE) salientou que a substituição sistemática de infra-estruturas antigas é uma direção de investimento fundamental para melhorar a resiliência da rede, com benefícios económicos significativos a longo prazo.

3. Otimização da gestão dinâmica da carga das redes eléctricas: redução da carga e dos cabos de arrefecimento

Caso 1: O funcionamento a longo prazo dos cabos com cargas elevadas acelerou o envelhecimento térmico do isolamento. Gestão científica da carga é a chave para prolongar a vida útil dos cabos. Isto inclui: a utilização de sistemas SCADA para monitorizar as taxas de carga em tempo real; o envio preciso de cargas com base em grandes volumes de dados e previsões meteorológicas; e a definição razoável de caminhos redundantes no planeamento da rede para evitar a carga total a longo prazo de um único cabo. A estratégia de transferência dinâmica de carga da Tokyo Electric Power Company durante o pico do verão evitou eficazmente várias falhas potenciais causadas por sobreaquecimento.

4. Construir um sistema de proteção colaborativa para a construção: Proteger a linha de vida subterrânea

O caso 2 causou consequências graves devido a danos na construção. Para evitar esses riscos, foi criado um mecanismo rigoroso de proteção da colaboração deve ser estabelecido:

• Plataforma de partilha de informações: As empresas de eletricidade precisam de partilhar dados SIG precisos sobre condutas subterrâneas com as unidades municipais e de comunicações.
• Briefing e assinatura obrigatórios antes da construção: Clarificar a localização, a profundidade de enterramento e os requisitos de proteção dos cabos.
• Introdução da tecnologia sem trincheiras: Como a perfuração direcional e a elevação de tubos para reduzir os riscos de escavação direta.
• Identificação física e controlo no local: Marcar claramente e supervisionar a construção de secções chave. A norma IEEE 1283 fornece diretrizes detalhadas para a construção perto de instalações de energia.

5. Melhorar as capacidades profissionais do pessoal e a consciencialização dos riscos: Construir uma linha de defesa "pessoal" sólida

O caso 2 expôs o problema da falta de competências e de sensibilização do pessoal da construção. Formação profissional contínua e construção cultural rigorosa são indispensáveis:

• Formação específica: O pessoal da construção deve receber formação especial sobre identificação de cabos, medidas de proteção e procedimentos de emergência e passar na avaliação.
• Supervisão de potência: Para operações em zonas de alto risco, as empresas de eletricidade devem enviar pessoal para supervisionar e orientar no local.
• Penetração da cultura de segurança: Integrar na vida quotidiana o conceito de "existem cabos subterrâneos, por isso seja cauteloso na operação". Os Regulamentos Alemães de Segurança no Trabalho (DGUV) têm regulamentos obrigatórios sobre as qualificações e formação dos operadores envolvidos em instalações subterrâneas.

6. Melhorar o mecanismo inteligente de resposta a emergências: cada segundo conta para reduzir as perdas

Ambos os casos mostram que resposta de emergência rápida e precisa é a chave para o controlo das perdas. O sistema moderno de emergência da rede eléctrica deve integrar:

• Localização inteligente de falhas: Utilizar tecnologias como ondas viajantes e métodos de impedância para localizar rapidamente pontos de falha.
• Plataforma de otimização e programação de recursos: Atribuir dinamicamente equipas de reparação de emergência, materiais e fontes de energia de reserva (como subestações móveis).
• Planos e exercícios digitais: Construir uma biblioteca de planos baseada em cenários e otimizar os processos através de simulacros. A rede eléctrica de Singapura utiliza um sistema avançado de gestão de avarias e o seu tempo médio de reparação (SAIDI) está entre os mais elevados do mundo, o que reflecte o valor de uma resposta de emergência eficiente.

Resumo

A fiabilidade dos cabos eléctricos está longe de ser acidental. Baseia-se numa reflexão profunda sobre lições de casos e acções sistemáticas:

1. A perceção em primeiro lugar: Apoiar-se na tecnologia de monitorização inteligente (DTS, PD) para passar de passiva a ativa;
2. Baseado em hardware: Eliminar resolutamente os cabos de serviço em atraso e adotar materiais de alto desempenho (XLPE);
3. Funcionamento medido: Criar condições de trabalho óptimas para os cabos através de uma programação dinâmica;
4. Proteção de rede colaborativa: Quebrar as ilhas de informação (plataforma GIS) e ligar toda a cadeia de construção;
5. Orientado para as pessoas: Capacitar continuamente o pessoal da linha da frente e fazer da segurança um instinto;
6. A emergência é como a guerra: Utilizar a inteligência (posicionamento rápido, programação de recursos) para ganhar a oportunidade das reparações de emergência.

Só integrando estas seis linhas de defesa e formando um todo orgânico é que a "linha de vida subterrânea" da rede eléctrica urbana pode ser verdadeiramente indestrutível e fornecer energia inesgotável para a vitalidade da sociedade moderna. Cada revisão de uma falha é um passo em direção a uma maior resiliência.