As subestações elétricas são instalações destinadas a realizar a proteção, controle, manobra e adequação do nível de tensão para geração, transmissão, distribuição e utilização da energia elétrica. Dentro desse local existem diversos equipamentos que possuem características construtivas bem especificas e podem apresentar em sua composição, elementos combustíveis propagadores de chama como o óleo mineral isolante, gás hidrogênio, diesel, dentre outros. Devido à alta energia térmica oriunda da corrente elétrica passante, deve-se tomar cuidado especial com riscos de incêndio, tomando-se medidas cabíveis para diminuir e mitigar esses riscos. Essas recomendações e diretrizes estão contidas na norma NBR13231, e no artigo de hoje vamos mostrar alguns pontos principais e relevantes dessa norma.
A norma NBR13231 como foi dito é referente a proteção contra incêndio em subestações elétricas. Segundo a norma, os requisitos e diretrizes se aplicam para as seguintes instalações:
– Subestações externas (ao tempo sujeito a intempéries)
– Subestações internas (abrigadas em alvenaria não sujeito a intempéries)
Não se aplica a essa norma as subestações compactas blindadas e subestações móveis. Para as subestações que são abordadas na norma, o material que mais traz riscos de incêndio é o óleo mineral isolante, largamente utilizado para isolação e refrigeração dos equipamentos, sendo, portanto, a maior fonte de combustível presente na instalação, sendo encontrado em diversos equipamentos como:
- Transformador de potência e reatores;
- Transformadores de instrumentos de alta tensão (média tensão a maioria é epóxi);
- Reguladores de Tensão;
- Disjuntores;
- Bancos de Capacitores;
- Compensadores Síncronos
Vale ressaltar que essa norma não se restringe a nenhum nível de tensão, somente ao que diz respeito ao tipo da subestação. Devido ao alto risco de combustão do óleo isolante, a norma ainda traz alguns líquidos isolantes alternativos que trazem menos riscos conforme tabela abaixo:
Existem ainda outros líquidos e materiais que podem trazer riscos de incêndio que são utilizados para operação e manutenção de alguns equipamentos da subestação como diesel dos geradores, casa de baterias, hidrogênio, células de aquecimento a gás, dentro outros. Bom, mas o que a norma de fato traz de recomendação para evitar que ocorra esse tipo de acidente na subestação e ajude a preservar os equipamentos, vegetação e pessoas presentes no local e arredores? É isso que vamos ver agora.
Requisitos de proteção contra incêndio para edificações
Deve ser prevista separação física entre os equipamentos que apresentam considerável risco de incêndio e explosão, atendendo às condições de isolamento e separação de riscos de incêndio.
A norma considera que barreiras de proteção para isolamento são dispositivos que evitam a passagem de gases, chamas ou calor de um local para outro vizinho. Além disso a separação de equipamentos que trazem riscos de incêndio visa criar uma distância física entre eles, podendo ser utilizados áreas livres, barreiras de proteção, anteparos e/ou paredes de material incombustível, com resistência mínima à exposição ao fogo de 2h.
Imagine um exemplo, onde tenhamos uma subestação abrigada em alvenaria constituída de 03 cubículos, medição, proteção e transformação. É muito comum de ser visto transição entre cubículos sendo feito por meia parede, da seguinte forma:
Perceba que dessa maneira, caso o transformador ao lado queime, e se inicie um incêndio, como o cubículo de transformação não está totalmente separado do cubículo de proteção, pode trazer riscos de propagação de incêndio para os demais equipamentos do outro cubículo, causando mais danos, estragos e riscos para a subestação. Sendo assim, nós consideramos que a parede até o teto, é uma medida protetiva contra incêndio e de acordo com o que a norma NBR13231 pede, devendo sempre ser adotado ao invés da meia parede.
Além disso a norma traz que deve ser prevista vias livres para acesso de equipamentos e viaturas para combate a incêndio. Sendo assim é de responsabilidade do projetista dimensionar um corredor não tão estreito para subestações internas abrigadas garantindo uma boa área de circulação por exemplo.
A norma ainda cita que é fundamental que os materiais utilizados para a construção das edificações apresentem características especificas tais como:
- Estrutura de concreto armado ou de aço protegido com alvenaria ou materiais refratários;
- Teto e piso em laje de concreto maciço ou pré-fabricado;
- Paredes de alvenaria ou em concreto armado com acabamento em material incombustível;
- Cobertura, forro de teto e pisos falsos e respectivas estruturas, em material incombustível.
- Acabamentos internos devem ser previsto de materiais classe B
- Construção de bacia de contenção de óleo para um volume acima de 100L para proteção ambiental e contra incêndio. Essa diretriz, também está de acordo a NBR14039.
Outra fonte de incêndio em instalações elétricas são os cabos. Esses estão sujeitos a ação direta de aquecimento (R I²) e quando mal dimensionados ou em condições inadequadas de funcionamento podem queimar e iniciar um incêndio. A norma traz diversas recomendações quanto a instalação dos condutores e encaminhamentos nos quais podemos destacar as principais:
- Evitar cruzamentos de cabos/condutores com equipamentos de manobras e fontes de líquidos combustíveis;
- Eletrodutos, bandejas e outros suportes devem ser de material incombustível;
- Fazer a vedação de aberturas para passagem de cabos entre ambientes compartimentados;
Existem ainda recomendações em ambientes que podem estar anexos a subestação que devem ser devidamente protegidas, como sala de controle, área de instalação de baterias, casa do grupo GMG, casa de bombas etc. Para um entendimento mais aprofundado sobre as medidas a serem adotadas para cada um desse locais é recomendado a leitura da norma.
Requisitos de proteção contra incêndio equipamentos de pátio
Como já falamos aqui, o objetivo dessa norma é garantir que um incêndio em um determinado equipamento não se propague para o restante da instalação. Se tratando de equipamentos e instalações ao tempo a norma traz algumas outras recomendações além das vistas anteriormente. Um dos pontos iniciais que ela traz, é que transformadores a óleo devem ser preferencialmente instalados externamente a edificação, mas na prática sabemos que isso não é o que acontece para subestações de média tensão de consumidor, visto que muitas instalações antigas ainda em operação utilizam transformadores a óleo internamente a edificação e o custo atual para aquisição de um transformador a seco ainda é mais alto que um transformador a óleo convencional de mesma potência o que tem sido uma barreira. Portanto a aplicação de transformadores a óleo ao tempo, é mais presente em subestações de tensões mais elevadas > 69kV e algumas situações especificas de média tensão, como subestações aéreas, de distribuição, subestações remotas dentro da planta do cliente, subestações pead-mounted, dentre outras.
Para transformadores instalados externamente tem-se as seguintes recomendações:
- Respeitas as distâncias mínimas entre o equipamento e uma edificação:
X = Óleo Mineral – > distância a partir da borda interna do sistema de contenção
K = distância a partir dos componentes do transformador que podem ser pressurizados, como buchas, conservador, válvula de alívio súbita de pressão, etc.
Essas distâncias variam de acordo com o volume de óleo presente no transformador, como pode ser visto abaixo:
Essas diretrizes se aplicam a qualquer outro equipamento além do transformador que possua o volume de óleo informado. Caso essas distâncias não sejam possíveis de serem respeitadas, deve-se prever parede corta-fogo.
Já para transformadores instalados na parte interna temos as seguintes diretrizes:
- Providenciar uma sala dedicada somente para os transformadores, com meios de proteção contra incêndio;
- Distâncias mínimas de separação entre o equipamento e a parede de 0,9m, conforme necessário para requisitos de ventilação e acesso para manutenção.
A recomendação é que os transformadores atendam aos requisitos descritos na tabela abaixo:
Parede Corta Fogo e Demais equipamentos necessários
Quando as distâncias mencionadas não forem possíveis de serem atendidas, seja entre equipamento e edificação ou entre equipamentos, deve-se ser utilizado paredes corta-fogo. As características principais dessa parede corta-fogo podem ser resumidas abaixo:
- Dimensão estendida em 0,3m(altura) e 0,6m(comprimento) além do equipamento;
- Distância livre mínima de separação física de 0,5m entre a parede e o equipamento;
- Construção em bloco de concreto ou concreto armado.
O sistema de contenção do óleo isolante também é fundamental para evitar o aumento da área de derrame e incêndio, ajudando no reestabelecimento do sistema e limpeza do local. Além disso esse tanque evita que o fogo se espalhe para o restante da subestação, em casos de incêndio com derramamento de óleo. Para realizar o projeto e arranjo desse tanque deve-se levar em consideração os seguintes fatores:
- Tipo e volume do líquido isolante contido no equipamento e na subestação;
- Volume das águas de chuva e dos sistemas fixos ou manuais de supressão de incêndio;
- Área disponível, condições de solo e proximidade a cursos de água.
Deve-se projetar esse sistema de forma a atender os fatores mencionados anteriormente e a norma NBR13231 traz todas as diretrizes.
Existem ainda outros equipamentos que devem ser previstos no combate e detecção de incêndio. Todas as diretrizes de como deve ser feita está contido na norma e dizem respeito a:
- Brita para supressão de chama;
- Extintores de Incêndio de gás carbônico (CO2) e de pó;
Além da NBR13231, existem outras normas complementares que podem ser consultadas para aplicações especificas no qual a própria norma faz referência.
Conclusão
A norma NBR13231 é fundamental para projeto de subestações elétricas independente do nível de tensão, pois traz requisitos de segurança fundamentais que impactam diretamente no layout construtivo e dimensionamento dos equipamentos presentes em uma instalação. Deve-se garantir que as recomendações feitas nessa norma sejam atendidas, para garantir que em caso de um acidente que leve a um incêndio haverá o menor impacto destrutível possível. A tendência de utilização de equipamentos que são isentos de óleos isolante ou de material combustível, deve continuar crescendo visto aos grandes desafios vistos nesse artigo para proteção contra incêndio e custos adicionais muitas vezes desprezados no momento da realização do projeto.
Referências Bibliográficas:
ABNT NBR 13231 – Proteção contra incêndio em subestações elétricas
Por: Mesh Engenharia
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