A Nova Geração de Comutadores MV Inteligentes

Dec 23, 2023

A visão original da Internet Industrial das Coisas (IIoT) era de ativos inteligentes comunicando seu estado e condições para aplicativos de software centralizados que agregariam, realizariam análises, identificariam riscos e direcionariam de forma inteligente a ação humana. Um grande problema com essa visão é que os ativos de capital existentes não eram "inteligentes". Para obter os dados de condição do equipamento, era necessário adicionar novos sensores ao ativo ou extrair dados do sensor (se existissem) dos sistemas de automação instalados.

Assim, grande parte do trabalho inicial na área IIoT se concentrou em "grandes máquinas que giram"; equipamentos rotativos de capital intensivo, como grandes motores, motores, geradores, turbinas, compressores, etc. Este equipamento geralmente já estava equipado com alguma instrumentação de monitoramento de condição ou poderia ser adaptado com relativa facilidade, tornando esses dados críticos disponíveis. Mas quando se trata de ativos passivos ou não rotativos (como aparelhagem elétrica), o modelo IIoT também se encaixa. Mesmo que esse equipamento possa ser absolutamente crítico para uma fábrica, planta, aeroporto ou data center, ele permaneceu praticamente sem monitoramento e invisível.

Hoje, uma nova geração de comutadores incorpora muito mais capacidade de detecção e inclui conectividade integrada que facilita aplicativos de nível superior para controle avançado, agregação de dados e análise.

No passado recente, alguns painéis de MT incluíram capacidade de detecção (principalmente para temperaturas e correntes). O que torna os produtos mais recentes novos e diferentes é o alto nível de detecção embutido no equipamento e as razões para essa detecção adicional. A detecção adicional é complementar aos controles do painel. Os novos sensores fazem medições que são indicadores de componentes críticos e da condição e confiabilidade geral do painel. A nova detecção é especificamente direcionada para fornecer indicadores de desempenho de propriedades mecânicas e elétricas. Além disso, essas medições são feitas não apenas durante a manutenção, mas continuamente e com cada operação do painel.

A tabela a seguir fornece uma lista de algumas das medidas disponíveis nos projetos de equipamentos mais recentes. Mas alguns exemplos ilustrarão melhor o valor potencial fornecido por essa nova riqueza de informações.

Em primeiro lugar, em qualquer peça de aparelhagem elétrica, os componentes da corrente de disparo são os mais críticos. Estes fornecem a função protetora. No quadro de MT, esta cadeia consiste em uma bobina de disparo, que por sua vez aciona um mecanismo. O mecanismo abre mecanicamente os contatos do interruptor a vácuo, que interrompem o fluxo de corrente e extinguem qualquer arco elétrico. Mesmo que a função de disparo seja acionada por uma falha elétrica apenas uma vez durante os cerca de 40 anos de vida do painel, a operação adequada nesse único momento é mais imperativa. O problema com os comutadores existentes é que, embora algumas medições elétricas estivessem disponíveis continuamente, o desempenho dos componentes mecânicos críticos da cadeia de disparo era medido apenas durante a manutenção programada (se então). Os dados necessários para avaliar o desempenho geral do painel não estavam disponíveis de outra forma, exceto por meio de manutenção e teste off-line.

Por outro lado, equipamentos de última geração medem a velocidade do mecanismo de disparo a cada operação, independentemente de a operação ser planejada ou de proteção. Em nível local, essas informações fornecem uma indicação da integridade do mecanismo. Mas as mesmas informações podem ser históricas e agregadas para permitir tendências mais conclusivas, avaliação de condição, diagnóstico e manutenção preditiva.

Um segundo exemplo de nova detecção é a medição da folga de erosão dos contatos do interruptor a vácuo. Com o tempo e várias operações de alta corrente, esses contatos podem corroer ligeiramente. Mas, dadas as altas correntes e potência envolvidas, mesmo pequenos níveis de erosão (menos de 1 mm) podem ser bastante significativos. Agora os equipamentos podem medir a posição do mecanismo, o alinhamento e a erosão dos contatos do interruptor. Novamente, esta é uma informação sobre a condição do disjuntor que só estaria disponível durante a manutenção off-line para painéis convencionais. As medições são feitas após cada operação, fornecendo uma indicação medida e validada da condição do quadro.