Barramentos elétricos são ativos de alta criticidade usados em quadros ou sistemas de distribuição de energia para conduzir e distribuir energia elétrica com eficiência. Como parte essencial das instalações elétricas, compreender a funcionalidade, os tipos e as aplicações dos barramentos é fundamental para garantir a manutenção desses sistemas e evitar que falhas possam causar danos e comprometer o processo produtivo.
Neste artigo, você vai ler sobre a importância dos barramentos elétricos, diferentes tipos, aplicações e quais são as melhores estratégias de monitoramento para prevenir falhas, paradas e acidentes.
O que são barramentos elétricos?
Como já mencionado, barramentos elétricos são ativos críticos que garantem a distribuição de energia para toda a planta industrial. De modo geral, o barramento elétrico é uma tira ou barra metálica usada para distribuir energia elétrica dentro de um sistema. Além disso, serve como ponto de conexão comum para múltiplos circuitos, permitindo a transferência de corrente elétrica entre diversos componentes como geradores, transformadores, disjuntores e painéis de distribuição.
Os barramentos elétricos são normalmente feitos de cobre ou alumínio devido à sua excelente condutividade elétrica, durabilidade e baixa resistência elétrica. Eles geralmente são projetados como condutores planos e retangulares, embora outros formatos, como circular ou hexagonal, também possam ser encontrados. A escolha do material e do tamanho do barramento depende da quantidade de corrente que ele precisa transportar, além, é claro, dos requisitos gerais de energia do sistema.
Geralmente, os barramentos são instalados dentro de um gabinete elétrico ou painel de manobra e são montados em suportes isolantes para evitar curtos-circuitos. Além disso, os barramentos elétricos são conectados aos terminais de entrada e saída de diversos dispositivos elétricos, permitindo o fluxo de eletricidade entre eles.
Principais componentes de barramentos elétricos
Que barramentos são ativos essenciais em sistemas de distribuição de energia elétrica, você já sabe. Mas quais são as principais características de um barramento elétrico?
Composição
Cobre e alumínio são os materiais mais comuns usados em barramentos elétricos. O cobre oferece condutividade elétrica superior, enquanto que o alumínio oferece uma opção mais econômica. A escolha do material, portanto, depende de fatores como capacidade de corrente, custo, peso e requisitos de aplicação.
Superfície condutora
Os barramentos elétricos têm uma superfície condutora plana e lisa para garantir contato elétrico eficiente e reduzir a resistência. Além disso, a superfície pode estar exposta ou revestida com materiais como estanho, prata ou níquel para aumentar a condutividade, prevenir a corrosão ou melhorar a soldabilidade.
Forma e configuração
Os barramentos vêm em vários formatos e configurações, incluindo retangulares, circulares ou tubulares. A forma e o tamanho de um barramento dependem de fatores como carga atual, nível de tensão, espaço disponível e requisitos mecânicos.
Isolamento
Em certas aplicações, os barramentos elétricos requerem isolamento para evitar contato acidental ou curtos-circuitos. O isolamento pode ser obtido através de vários métodos, incluindo mangas isolantes, revestimentos ou invólucros.
Suportes de barramento
Os barramentos precisam ser devidamente apoiados e protegidos dentro do sistema de distribuição de energia. Sendo assim, suportes isolantes, como espaçadores ou isoladores, são usados para segurar os barramentos elétricos no lugar e manter os espaçamentos e folgas necessários.
Métodos de conexão
Os barramentos são normalmente conectados a outros componentes ou dispositivos elétricos usando conectores mecânicos ou grampos de barramento. Esses conectores garantem uma conexão elétrica confiável e de baixa resistência entre os barramentos e os componentes conectados.
Articulações de barramento
Em grandes sistemas de distribuição de energia, pode ser necessário conectar vários barramentos para acomodar cargas de alta corrente. As juntas ou emendas do barramento elétrico são usadas para criar continuidade elétrica e manter baixa resistência nessas conexões. Sendo assim, as juntas podem ser feitas através de parafusos mecânicos, soldagem, brasagem ou conectores especializados.
Resfriamento e dissipação de calor
Os barramentos podem gerar calor devido à corrente elétrica que flui através deles. Em aplicações de alta corrente, métodos de resfriamento como convecção natural, ar forçado ou resfriamento líquido podem ser empregados para dissipar o calor e evitar o superaquecimento dos barramentos.
Rotulagem e identificação
A rotulagem e identificação adequadas dos barramentos são cruciais para fins de manutenção, solução de problemas e segurança. Por isso, os barramentos são frequentemente marcados com rótulos, etiquetas ou códigos de cores para indicar sua função, classificação de tensão, capacidade de corrente e identificação de fase.
Contatores
Os Contatores são dispositivos que controlam cargas elétricas de potência a partir de um circuito de comando.
Chaves seccionadoras
Chaves seccionadoras possibilitam a abertura e fechamento de circuitos elétricos. Elas são essenciais para isolar seções específicas, garantindo a segurança dos profissionais durante a manutenção. Além disso, sua presença é fundamental para garantir um fornecimento elétrico estável.
Tipos de barramentos elétricos
Sistema de barramento único
Este é o tipo mais comum de sistema de barramento. Em um sistema de barramento único, todas as linhas de alimentação e os transformadores são conectados a apenas um barramento. Geralmente, a opção por este tipo de sistema é feita buscando simplicidade e economia. Entretanto, não oferece muita confiabilidade, já que uma falha no barramento pode interromper todo o sistema.
Sistema de duplo barramento e disjuntor duplo
Este tipo de sistema é composto por dois barramentos principais, e cada linha ou transformador é conectado a ambos os barramentos através de disjuntores duplos. Com isso, é possível ter mais flexibilidade na operação, pois em caso de manutenção ou falha em um dos barramentos, o outro pode assumir toda a carga. Além disso, esse sistema é mais confiável que o sistema de barramento único, mas também é mais custoso por conta da presença de equipamentos extras.
Sistema de barramento principal e de transferência
Esse tipo de sistema consiste em um barramento principal e um barramento de transferência. Operando normalmente, apenas o barramento principal está em uso. Contudo, em caso de manutenção ou falha do barramento principal, a carga pode ser transferida para o barramento de transferência. Isso oferece uma maior confiabilidade em comparação ao sistema de barramento único, mas não é um sistema tão complexo quanto o sistema de duplo barramento e disjuntor duplo.
Sistema de barramento em anel
Neste sistema, o barramento é organizado em formato de anel. Cada dispositivo, como disjuntores e transformadores, é conectado ao anel em pontos específicos. Deste modo, essa configuração oferece uma distribuição eficiente de energia e é resiliente a falhas em qualquer ponto do anel, pois a energia ainda pode ser transmitida através de outras partes do sistema.
Aplicações de Barramentos Elétricos
Os barramentos elétricos encontram aplicação em diversas indústrias e sistemas de distribuição de energia. Veja quais são algumas das aplicações mais comuns:
Sistemas de distribuição de energia
Os barramentos são amplamente utilizados em sistemas de distribuição de energia da fonte principal para diferentes pontos. Eles fornecem um método centralizado e eficiente de transportar altas correntes e tensões para vários equipamentos elétricos, como quadros de distribuição, transformadores, disjuntores e painéis de distribuição.
Quadros e disjuntores
Os barramentos são componentes integrantes dos conjuntos de manobra e disjuntores. Eles conectam as linhas de energia de entrada e saída aos interruptores ou disjuntores, com o intuito de controlar e proteger os circuitos elétricos. Os barramentos elétricos são projetados para lidar com altas correntes de falta e, dessa maneira, fornecer conexões elétricas confiáveis em quadros de distribuição e disjuntores.
Centros de processamento de dados
Também são ativos comumente empregados em data centers para distribuir energia para racks e gabinetes de servidores. Neste contexto, eles fornecem uma solução flexível para distribuição de energia, permitindo fáceis adições, modificações e manutenção. Além disso, barramentos em data centers oferecem alta capacidade de transporte de corrente e transmissão de energia eficiente para atender aos exigentes requisitos de energia de servidores e equipamentos de rede.
Aplicações Industriais
Os barramentos elétricos desempenham um papel crítico em aplicações industriais, como fábricas, refinarias e instalações de geração de energia. Desse modo, eles são usados para distribuição de energia para grandes máquinas, motores, painéis de controle e outros equipamentos elétricos. Além disso, os barramentos em ambientes industriais são projetados para lidar com altas correntes, suportar ambientes agressivos e fornecer conexões elétricas confiáveis.
Veículos Elétricos
Os barramentos são componentes essenciais em veículos elétricos para distribuição de energia dentro do sistema elétrico do veículo. Eles conectam a bateria a vários componentes, como controlador do motor, eletrônica de potência e sistema de carregamento. Desse modo, os barramentos elétricos em VEs exigem alta capacidade de transporte de corrente, além de baixa resistência e dissipação de calor eficiente para suportar as demandas de alta potência dos sistemas de propulsão elétrica.
Sistemas de energia renovável
Os barramentos são utilizados em sistemas de energia renovável, incluindo instalações de energia solar e eólica. Você pode empregá-los em inversores de energia, caixas combinadoras e painéis de distribuição para coletar e distribuir a eletricidade gerada. Além disso, os barramentos elétricos em sistemas de energia renovável garantem uma transmissão eficiente de energia, minimizam perdas e apoiam a integração de fontes de energia renováveis na rede elétrica.
Estes são apenas alguns exemplos da diversidade de aplicações dos barramentos elétricos. Como você viu, são componentes versáteis que desempenham um papel crucial na distribuição e transmissão eficiente de energia em diferentes contextos.
O monitoramento contínuo de barramentos elétricos
De maneira geral, o monitoramento de condição de barramentos elétricos é feito de forma periódica, com um espaço de tempo considerável entre uma checagem e outra. Isso porque, existem riscos associados a proximidade com este tipo de ativo, um contato contínuo poderia comprometer a segurança dos profissionais da manutenção. Além disso, barramentos elétricos podem estar em locais de difícil acesso, dificultando o trabalho de inspeção e coleta de informações. Geralmente, qualquer intervenção neste tipo de ativo requer agendamento prévio, mobilização de uma equipe e o desligamento total do sistema.
Por outro lado, a lacuna entre uma leitura e outra, por si só, oferece um risco enorme para as indústrias, considerando que barramentos elétricos são ativos indispensáveis no funcionamento das atividades. No meio tempo em que nenhuma análise é feita, indícios de falha podem aparecer sem serem percebidos, acarretando acidentes e colocando pessoas e equipamentos em risco. Além disso, em caso de falhas nesses sistemas, a alimentação de energia da planta fica comprometida, paralisando o seu funcionamento.
Portanto, o monitoramento contínuo, ou seja, 24/7, dos indicadores de saúde de barramentos elétricos, é a melhor maneira de evitar falhas e aumentar a confiabilidade destes ativos. A Solução Dynamox é capaz de identificar precocemente sinais de falhas nesses equipamentos, contribuindo assim para elevar os níveis de confiabilidade e disponibilidade das plantas industriais.
Solução para o monitoramento de barramentos elétricos
A Solução Dynamox é composta por sensores sem fio de vibração e temperatura, gateway para coleta automatizada de dados, plataforma web e app para análise de dados, além de oferecer serviços de parametrização, possibilitar a integração de dados e dashboards especialistas para ativos não convencionais.
Sensores
No caso específico dos barramentos elétricos, são utilizados sensores modelos TcAg para monitoramento de temperatura. Assim, estes dispositivos são capazes de monitorar temperatura e vibração global triaxial até 2.5kHz, possuem alcance de até 150 metros em campo aberto e sua base metálica permite fácil fixação com o uso de cola apropriada. Além disso, a robustez deste sensor garante uma tolerância a altas temperaturas.
Essas características tornam o TcAg perfeito para o monitoramento contínuo e remoto de barramentos elétricos. Estes sensores são instalados nos pontos quentes do equipamento, ou seja, nas terminações/conexões elétricas dos barramentos, em cada fase do equipamento, no caso dos barramentos, ou então nos terminais, no caso de transformadores e contatores. Dessa maneira, a aplicação dos sensores nestes pontos permite acompanhar os níveis de temperatura e detectar sobreaquecimentos no sistema.
Gateways
A presença de gateways na planta possibilita a coleta de dados dos sensores sem expor o profissional de manutenção aos riscos de segurança gerados pela proximidade aos ativos, especialmente no caso dos barramentos elétricos. Além disso, não existe um limite no número de sensores suportados por cada gateway, ou seja, mesmo em plantas industriais extensas, cobrindo uma área maior e coletando informações de mais de um painel ao mesmo tempo.
Visto que barramentos elétricos são ativos críticos para o funcionamento de plantas industriais. E por isso, exigem a atenção de equipes de manutenção para identificar qualquer indício de falha. Neste sentido, a Solução Dynamox para barramentos elétricos auxilia na gestão da manutenção destes ativos e garantem mais segurança e confiabilidade.
Conheça o Portfólio completo de barramentos elétricos da Dynamox
Confira o portfólio completo sobre barramentos elétricos e veja todos os modos falhas detectáveis, bem como explicações de funcionamento, exemplos práticos, e um estudo de caso mostrando a Solução Dynamox em ação!
Acesse o portfólio completo de barramentos elétricos
Gostou do nosso material? Leia mais sobre o setor de manutenção acessando nosso blog ou tire suas dúvidas falando com um de nossos especialistas.