Um Transformador de Utilidade Defeituoso Pode Queimar Eletrodomésticos?

A falha de aparelhos, como refrigeradores, TVs, micro-ondas e abridores de portas de garagem, é frequentemente atribuída a uma falha no transformador dentro da linha elétrica. Em algumas situações, isso pode realmente ser o caso, mas, em outras, pode haver uma complexidade muito maior para determinar o que causou a falha do aparelho do que simplesmente afirmar que “o transformador falhou.” Nesses casos, identificar corretamente a causa da falha permitirá que medidas preventivas sejam tomadas para evitar falhas semelhantes no futuro e para determinar se a parte responsável deve ou não ser responsabilizada pela falha. Neste artigo, discutiremos como os transformadores podem potencialmente causar danos aos aparelhos, forneceremos uma lista de cinco falhas principais que podem levar à falha do aparelho e avaliaremos se o pior tipo de falha de aparelho está presente. Além disso, forneceremos aos leitores informações sobre como identificar sinais de potenciais falhas em aparelhos.

Em resumo, se o seu transformador não está funcionando bem, isso pode causar problemas com seus aparelhos; no entanto, na maioria das situações, não se trata de uma falha real do transformador, mas sim de outro problema associado ao fio neutro. O fio neutro é responsável por fornecer o ponto neutro para o transformador, que por sua vez lhe dá a fonte estável de 120 V. Se o fio neutro quebrar, então seus dois fios de energia estarão essencialmente recebendo 240 V. Em geral, dependendo do tipo de carga que é aplicada ao transformador, esse transformador perderá parte de sua energia, o que geralmente resulta em uma das saídas tendo uma tensão de saída mais baixa. Se você tiver uma carga pequena em um dos fios de saída, verá que a tensão pode exceder apenas 70 V no máximo. Nesse tipo de situação, a perda de energia será suficiente para destruir e danificar aparelhos elétricos alimentados por essa energia, ou queimar alguns dispositivos, como motores, por exemplo, refrigeradores ou condicionadores de ar.

Como um Transformador Danifica Aparelhos

Transformadores mantêm a tensão de trabalho de um transformador baixa o suficiente para ser usada em edifícios residenciais, como casas. Na América do Norte, o transformador de distribuição reduz a alta tensão através do uso de um fio com ponto central. Este fio funciona como o ponto de referência ou fio neutro. Este fio permanece aterrada, fazendo com que funcione assim sem quaisquer conexões ad hoc.

Os fios de saída transportam a tensão entre diferentes pontos. Em ambos os casos, os fios têm uma tensão fixa. Não importa quantos aparelhos estejam conectados a qualquer fonte de energia, o transformador sempre mantém os benefícios do sistema existente.

Assim, pode-se dizer que problemas de conexão com aparelhos levam a danos relacionados ao aparelho, em vez de ao transformador. Em casos raros, acontece que o transformador pode estar com defeito. Mas a maioria dos casos está relacionada a fios neutros. A física subjacente ao arranjo de fornecimento vale a pena entender antes de diagnosticar uma falha, e é explicada a partir de princípios básicos em nosso guia para fundamentos do transformador de distribuição.

O Neutro Perdido: O Verdadeiro Culprit

O problema do neutro aberto, que às vezes também é conhecido como neutro perdido ou falha de neutro solto, é a falha mais comum vista no fornecimento de energia residencial. A causa também pode ser negligenciada porque os sintomas desse problema geralmente parecem ser falhas aleatórias de diferentes aparelhos e não uma falha de fornecimento.

O processo em tal evento envolve os dois condutores da energia sendo conectados pelo neutro em todos os momentos. Quando o neutro falha, no entanto, os dois condutores não têm mais uma referência estável. Os dois condutores atuam como um circuito conectado em série. A carga em um condutor deve experimentar a mesma quantidade de corrente que a carga no outro condutor, porque os dois condutores se tornam um circuito. Portanto, a tensão é distribuída entre os dois condutores do circuito em relação às suas resistências.

A situação pode ser bastante diferente dependendo do tipo de carga conectada a cada condutor. Em um caso, se um condutor carrega apenas uma carga pequena e o outro condutor carrega uma carga grande, a maior parte da tensão será fornecida à carga que consome menos energia. Por exemplo, se a carga em um condutor é de 6 amperes e no outro é de 4 amperes, haveria 144 volts na carga mais leve e 96 volts na carga mais pesada.

Existem duas maneiras diferentes pelas quais danos podem ocorrer como resultado de problemas elétricos com um neutro aberto. No caso do condutor sobrecarregado, tensão excessiva permite que muita corrente flua através de certos componentes do circuito, fazendo com que eles aqueçam muito rápido e falhem. Por sua vez, no segundo condutor, os aparelhos tentarão alcançar a mesma saída, mas terão menos tensão, assim, eles puxarão mais corrente e superaquecerão.

A assimetria que influencia o processo é que aparelhos maiores, como fogões elétricos, aquecedores de água e secadoras, estão conectados a ambos os condutores do sistema e receberiam aproximadamente a mesma tensão, mesmo que o neutro esteja perdido. O restante da fiação envolve as linhas de 120 volts, que é o caso na maioria das residências modernas.

O neutro também é a parte do sistema mais exposta aos elementos, e a conexão que falha com mais frequência é aquela que ninguém inspeciona. Um neutro solto ou corroído no transformador, na entrada de serviço, no weatherhead ou na base do medidor é um problema de manutenção, e pertence a um programa preventivo em vez de uma chamada de reparo, conforme estabelecido em nosso checklist de manutenção de transformadores.

Cinco Anomalias de Energia e o Que Elas Quebram

Reconhecendo as diferenças nesses casos, pois cada um deve ser abordado com um plano de prevenção e situação de responsabilidade diferentes.

Anomalia	O que a causa	Comportamento da tensão	Danos típicos
Neutro aberto	Neutro quebrado, corroído ou de alta resistência no transformador, queda de serviço, weatherhead, base do medidor ou painel	Um condutor sobe acima de 120 V (até cerca de 170-240 V), o outro cai abaixo (às vezes abaixo de 70 V)	Eletrônicos e placas de controle no condutor alto; enrolamentos de motor no condutor baixo
Sobretensão catastrófica	Linha de alta tensão entrando em contato com uma linha de baixa tensão através de gelo, árvores caindo ou acidentes de veículos	Milhares de volts podem entrar no serviço	Destruição generalizada de equipamentos conectados; risco de incêndio
Sobretensão sustentada	Regulador de tensão da concessionária com falha ou um transformador de distribuição danificado	Tipicamente acima de cerca de 135 V em um serviço de 120 V	Falha prematura de eletrônicos, lâmpadas e isolamento de motores
Subtensão (brownout)	Transformador sobrecarregado, fiação da concessionária ou do edifício sobrecarregada, regulador com defeito	Tipicamente abaixo de cerca de 100 V em um serviço de 120 V	Motores superaquecer e falhar; eletrônicos se comportam de maneira errática
Transientes de comutação	Operações de comutação da concessionária	Picos de tensão de curta duração, geralmente de baixa energia	Geralmente controlado por supressão; estresse cumulativo menor

O gráfico também mostra uma restrição que surpreende muitos proprietários. Um supressor de surto localizado no ponto de entrada do serviço é projetado para proteger contra surtos breves, mas poderosos. No entanto, ele não protege significativamente contra sobretensões prolongadas ou perda do neutro, uma vez que essas condições excedem os limites do supressor de surto, o que significa que este equipamento, como um supressor de surto de óxido metálico, sofrerá fuga térmica, queimará e deixará de funcionar. A ferramenta de proteção real em tais casos é um disjuntor que desconecta o fornecimento em uma situação de sobretensão. Essa distinção, e o regime de manutenção que mantém os componentes de proteção saudáveis, é abordada juntamente com os modos de falha em nosso artigo sobre o que causa a falha de transformadores.

Sinais de Alerta

Um neutro ou transformador com defeito emite sinais antes que falhas elétricas ocorram. Os sinais são facilmente reconhecíveis.

• Luzes que piscam quando outros equipamentos são ligados ou desligados. Este é o principal sinal, que pode parecer trivial.
• Luzes que estão extremamente brilhantes enquanto algumas das outras estão diminuindo ao mesmo tempo. Essas diferenças fornecem uma pista.
• Lâmpadas que queimam com muito mais frequência do que deveriam, especialmente de um lado da casa.
• Alguns dispositivos funcionando de maneira incomum — uma geladeira funcionando estranhamente, um micro-ondas se reiniciando, um computador sendo reiniciado, um abridor de porta de garagem com mau funcionamento.
• Um odor de queimado perto de tomadas de parede ou placas de face coloridas.
• Receber um choque elétrico de um aparelho com um invólucro metálico significa que a eletricidade encontrou um caminho não intencional.
• Protetores contra surtos queimados ou danificados, especialmente se ocorreram com vários dispositivos simultaneamente.

Qualquer combinação desses sintomas precisa de uma reação imediata em vez de ser apenas observada. Um teste de tensão em várias tomadas de parede que estão conectadas a circuitos diferentes dará uma resposta rápida: uma perna dos circuitos mostra 120V de tensão enquanto a outra demonstra valores muito mais baixos.

O que Fazer Quando Isso Acontece

É necessário focar na ordem do processo, pois a primeira coisa a fazer é desligar a eletricidade.

• O primeiro passo seria desconectar o interruptor principal. Desligar a fonte de energia interrompe as perdas e elimina as chances de incêndio enquanto ainda há um defeito. Isso é o mais importante aqui.
• Você precisa contatar a concessionária imediatamente e usar o número de emergência em vez do departamento de consultas regular. O problema geralmente está na parte deles do medidor, por exemplo, no transformador, e somente eles podem consertá-lo.
• O interruptor principal pode não ser ligado novamente até que o pessoal da concessionária ou um especialista licenciado tenha verificado a fonte de fornecimento de energia. Se você ligar a eletricidade novamente enquanto o problema ainda estiver presente, o problema pode reaparecer ainda pior do que estava antes.
• Anote tudo. Tire fotos dos aparelhos danificados, certifique-se de que eles sejam mantidos e não jogados fora, guarde as contas e algumas informações sobre quando o evento aconteceu ou quando os aparelhos foram comprados.
• É necessário fornecer o diagnóstico por escrito. Uma declaração que identifique a causa da falha será crucial para a reclamação e separará os problemas com o prestador de serviços da falha do seu sistema.
• Quando a eletricidade voltar ao normal, faça com que um eletricista visite e verifique o painel e a queda de serviço, pois pode estar danificada, com a conexão de aterramento quebrada.

Quem Paga pelo Dano

A resposta direta à pergunta mencionada é que depende da localização onde a falha ocorre. No entanto, ainda pode ser afirmado que o sistema é confiável o suficiente para responder de maneira semelhante a cada vez.

Se o problema ocorrer na área do medidor da concessionária (por exemplo, transformador, quedas de serviço, pontos de conexão em postes), a concessionária será responsável neste caso, e a maioria das concessionárias possui um procedimento de reclamações para o equipamento que foi danificado nesse aspecto. Quando o dano ocorreu a partir do ponto onde o medidor está localizado e no sistema elétrico do edifício, isso pode ser considerado como responsabilidade do proprietário do imóvel, portanto, o eletricista deve ser contatado para assistência adicional. É essencial ressaltar que, caso um proprietário, gerente de propriedade ou corpo corporativo seja responsável pelo equipamento de distribuição, a responsabilidade pela falha recai sobre eles em vez da concessionária, portanto, é aconselhável verificar essa questão antes de recorrer a uma concessionária para compensação.

Na prática, existem três fatores-chave que determinam se a reclamação será bem-sucedida, a saber, notificação oportuna dependendo do prazo estabelecido pela concessionária, prova de que a falha se originou de um problema de equipamento e prova do dano ao equipamento. Vale considerar que o seguro do proprietário pode cobrir a perda, ou alguns dispositivos de proteção contra surtos têm cobertura para equipamentos, mas os limites de seguro nesse caso não são significativos. O ponto principal permanece que é aconselhável relatar o acidente no mesmo dia, manter os dispositivos danificados e aprender mais sobre o processo de reclamações da concessionária em vez de ter uma suposição falsa de que o assunto não tem valor.

Como Proteger Sua Casa

Um proprietário pode não ser capaz de parar a corrosão do neutro da concessionária, mas pode minimizá-la.

• Compre um dispositivo de proteção contra surtos para toda a casa. Este equipamento de segurança não ajuda em caso de sobretensão ou perda do neutro, mas elimina falhas momentâneas úteis para prolongar a vida útil do equipamento e economizar muito dinheiro.
• Pense em adicionar proteção no ponto de uso em relação a dispositivos eletrônicos sensíveis. Dispositivos que ajudam com a proteção elétrica através da desconexão elétrica quando a voltagem está fora da faixa aceitável são agradáveis de usar e são muito melhores do que dispositivos não ativos.
• Pense em adquirir um monitor de tensão ou gravador de qualidade de energia. Problemas com o neutro podem ser bastante difíceis de detectar, então o gravador deixado por uma semana pode fazer o que uma única medição não consegue.
• Verifique o equipamento de serviço regularmente. Certifique-se de que as conexões do neutro e do aterramento sejam verificadas regularmente por um eletricista.
• Certifique-se de verificar se há falhas semelhantes. Uma falha de aparelho pode ser percebida como uma coincidência; três falhas em um curto período de tempo podem ser a chave para o que está acontecendo.
• Também lembre-se do número de telefone da concessionária em caso de falta de energia e não hesite em ligá-los em caso de oscilações, mesmo que nada de ruim tenha acontecido ainda.

Para instalações com seu próprio equipamento de distribuição, a mesma lógica se aplica com mais em jogo, e as medidas de proteção disponíveis no nível do transformador — arranjos de aterramento, integridade do neutro e monitoramento — estão cobertas em nosso guia para fundamentos de aterramento de transformadores.

Onde um local está especificando novo equipamento de distribuição e deseja características de proteção documentadas em vez de suposições, uma unidade certificada com dados de teste publicados é o ponto de partida. Nosso gama de transformadores de distribuição mostra os detalhes da especificação que um comprador deve esperar ver.

Por que os transformadores falham em primeiro lugar

A compreensão de vários tipos de falhas é valiosa porque dá distinção entre eventos que provocam falhas e aqueles que apenas desligam a fonte de energia.

• Sobrecarga e superaquecimento. Um transformador que está sobrecarregado se deteriora mais rápido, pois a isolação é dependente da temperatura; a relação entre a temperatura e a qualidade da isolação é estrita e clara – a isolação durará metade do tempo a 6-8 graus acima do seu normal.
• Deterioração da isolação. A isolação de papel se degrada quimicamente ao longo de décadas, tornando-se frágil e perdendo suas qualidades dielétricas até que a falha ocorra.
• Descargas elétricas e surtos do tipo chaveamento. Descargas elétricas afetam a isolação dos enrolamentos do transformador ao longo de muitos anos.
• Deterioração do óleo e entrada de umidade. Em transformadores preenchidos com óleo, a umidade e a oxidação diminuem as propriedades dielétricas.
• Juntas corroídas ou soltas. As terminações do transformador e do neutro se tornam corroídas e desconectadas com o tempo. Não é o tipo mais interessante de falhas, pois apenas tendo um neutro com falha não se pode ver nada além de falhas menores graduais do equipamento até que alguém verifique a tensão.
• Danos externos. Veículos quebrados, detritos de tempestade e animais causam muitas falhas.

O fator chave é que as falhas que causam danos são de natureza menos evidente. Um transformador que falha de forma catastrófica causa uma interrupção de energia visível e a chamada de uma equipe de reparo, enquanto o neutro com falha apenas gera uma acumulação lenta de novas falhas inexplicadas do equipamento.

Perguntas Frequentes

Quais são os sinais de que um transformador está falhando?

Do ponto de vista do consumidor, os sinais de problemas no transformador são elétricos em vez de mecânicos. Por exemplo, luzes piscando ou diminuindo toda vez que equipamentos em circuitos diferentes são usados, brilho estranho das lâmpadas (às vezes uma lâmpada está muito brilhante enquanto as outras estão fracas), lâmpadas queimando com frequência, mau funcionamento de gadgets eletrônicos, cheiro incomum. Do ponto de vista do fornecedor de eletricidade, os sinais incluem vazamento de óleo, som estranho, superaquecimento e aumento do nível de gás dissolvido no óleo isolante. Importante, às vezes transformadores com mau funcionamento não apresentam sinais visíveis do lado de fora, então assim que problemas relacionados à eletricidade ocorrem, deve-se tomar medidas para identificar equipamentos defeituosos em vez de atribuir tudo à má sorte.

Quem paga quando uma sobretensão estraga seus aparelhos?

É possível determinar a responsabilidade dependendo das circunstâncias específicas. Em geral, quando uma sobretensão ocorre devido a um problema no lado do fornecimento de eletricidade do medidor (por exemplo, neutro do transformador com defeito, queda de serviço danificada, regulador com defeito), o fornecedor de eletricidade será responsável e pode oferecer um procedimento formal para fazer uma reclamação por aparelhos danificados. Por outro lado, se a falha elétrica ocorreu após o medidor e estava ligada à fiação do edifício, o proprietário do imóvel será responsável por isso. Se o cabo de distribuição for de propriedade do proprietário/empresa de gestão de propriedades, esta última será responsável pelos danos. Para obter reembolso, deve-se relatar o problema à empresa de eletricidade o mais rápido possível dentro do prazo especificado pela concessionária.

O que causa um transformador queimar?

As principais razões para o mau funcionamento do transformador são sobrecarga prolongada, envelhecimento do isolamento ao longo das décadas, sobretensões de iluminação e comutação, umidade e deterioração do óleo para transformadores preenchidos com óleo, e danos causados por chuva, carros e animais. Dentre todas essas causas, a sobrecarga e o envelhecimento do isolamento representam a maioria dos casos. Na verdade, a queima do transformador causa apagões, enquanto a falha na conexão do neutro do transformador pode resultar na queima dos aparelhos elétricos.

A empresa de energia sabe quando um transformador queima?

Normalmente, as empresas de serviços públicos estão cientes da situação às vezes. Novas usinas geradoras estão equipadas com vários sistemas de monitoramento que ajudam a identificar problemas que ocorreram em subestações e ao longo das linhas de alimentação, enquanto medidores inteligentes fornecem informações sobre a voltagem em casas específicas. Em caso de falha dramática do transformador, os sistemas de proteção serão acionados e alertarão a concessionária. No entanto, em caso de problemas lentos no neutro ou degradação gradual do isolamento, nenhum alerta pode ser enviado pelo transformador, razão pela qual os relatos dos clientes são tão importantes.

Referências

• NFPA — Código Elétrico Nacional, Requisitos de Aterramento e Conexão de Serviço
• Departamento de Energia dos EUA — Qualidade de Energia e Confiabilidade do Sistema de Distribuição
• EPRI — Modos de Falha e Avaliação de Condição de Transformadores de Distribuição
• IEEE — Padrões de Qualidade de Energia e Guias de Carga de Transformadores
• UL Solutions — Dispositivos de Proteção contra Surto (UL 1449)

Conclusão

Não é típico pensar que um transformador pode causar uma catástrofe. A grande maioria das falhas de transformadores são eventos espetaculares, como naqueles casos em que os transformadores desenvolvem falhas catastróficas, frequentemente causando enormes perdas de eletricidade através de um transformador; no entanto, nenhuma dessa energia prejudicará outros dispositivos elétricos conectados ao transformador. Por outro lado, quando um aparelho falha devido à perda de energia, ele não faz barulho e geralmente é muito menos perceptível do que ocorreria normalmente; porque há uma conexão neutra solta ou corroída, as tensões de referência podem continuar a flutuar de um mínimo de 40 volts até um máximo de 200 volts. Os seguintes indicadores podem ser usados para indicar que uma falha neutra ocorreu, incluindo o brilho dos aparelhos de cozinha e a presença de corrente em ambos os circuitos: 120 volts e as luzes “piscando” em 40 volts e 200 volts. Para consertar um aparelho com defeito, desligue o disjuntor principal e entre em contato com o motorista da concessionária sobre o problema.