Sobretensão, subtensão e sobrecorrente: a qualidade de energia que mata motor elétrico

O que queima em um motor não é o cobre. É o verniz que separa uma espira da outra. Esse isolamento é um polímero com classe térmica definida — classe B suporta 130 °C e classe F suporta 155 °C no ponto mais quente do enrolamento.

A regra de envelhecimento é dura: a cada 10 °C acima da classe térmica, a vida útil do isolamento cai pela metade. Não é uma falha, é uma contagem regressiva. Um motor rodando 8 °C acima do previsto entrega uma fração da vida esperada, e nenhuma proteção do quadro vai reclamar disso.

Subtensão é a mais traiçoeira. O conjugado de um motor de indução cai com o quadrado da tensão: 10% a menos de tensão significam cerca de 19% a menos de conjugado. Só que a carga de um compressor não diminui junto. O motor compensa aumentando o escorregamento e puxando mais corrente — e a perda por efeito Joule sobe com o quadrado dessa corrente. Tensão baixa, corrente alta, enrolamento cozinhando.

Sobretensão ataca por outro caminho. Ela empurra a densidade de fluxo no ferro para a região de saturação, e a corrente de magnetização dispara de forma não linear: 10% de tensão a mais podem significar muito mais que 10% de corrente a vazio. As perdas no ferro sobem, o rendimento cai e o dielétrico do esmalte trabalha acima do que foi projetado.

Sobrecorrente, na maioria dos casos, não é causa — é consequência. É o único dos três que o alicate amperímetro pega numa visita rápida, e por isso vira o diagnóstico oficial: "estava puxando corrente alta". Puxando por quê, ninguém registrou.

Comece medindo no ponto certo: tensão entre fases e corrente por fase no borne do motor, com o compressor carregado — nunca no barramento geral em horário de pouca carga.

A tabela abaixo é para colar na porta do quadro. Ela liga o que acontece na rede ao que a equipe vê no campo — e ao dispositivo que realmente pega aquilo.

Repare em uma coisa: em seis das oito linhas quem mata é a tensão. E o dispositivo mais comum no quadro de compressor, o relé de sobrecarga, não mede tensão nenhuma.

Desequilíbrio de tensão é a falha que mais mata compressor trifásico e a que menos aparece em relatório de manutenção. Motivo simples: para enxergá-la é preciso medir as três fases ao mesmo tempo, com o equipamento em carga.

A definição da NEMA é direta: some as três tensões de linha, tire a média, veja qual delas se afasta mais dessa média e divida o desvio pela média. Exemplo de sala de máquinas: 380 V, 377 V e 371 V. Média de 376 V, maior desvio de 5 V, desequilíbrio de 1,3%. Parece nada.

Não é nada. A corrente desequilibra de 6 a 10 vezes mais que a tensão — 2% na tensão viram de 12% a 20% de diferença de corrente entre as fases. E a elevação de temperatura do enrolamento cresce aproximadamente com o dobro do quadrado do percentual: 3% de desequilíbrio significam cerca de 18% a mais de elevação de temperatura, o tempo todo.

O porquê físico importa. Um sistema desequilibrado se decompõe em uma componente de sequência positiva, que faz o motor girar, e uma de sequência negativa, que cria um campo girando ao contrário. Essa componente induz no rotor correntes de frequência próxima ao dobro da rede. O rotor aquece por dentro — e o rotor não tem termistor, não tem sensor, não tem nada. Você descobre quando a barra trinca ou o mancal seca. Por isso a NEMA recomenda reduzir a carga conforme o desequilíbrio sobe e não operar acima de 5%.

A causa quase nunca está na concessionária. Está dentro do seu quadro:

• Inspecione contatos de contator erodidos ou soldados em um só polo — criam queda de tensão naquela fase, e só sob carga.
• Reaperte terminais frouxos ou oxidados no borne do compressor, na seccionadora e nas emendas.
• Cheque fusível aberto em uma fase do banco de capacitores, que desequilibra a correção do fator de potência.
• Redistribua cargas monofásicas — iluminação, tomadas, resistência de degelo — entre as três fases.
• Confira ramais longos com cabo subdimensionado, onde a queda de tensão difere por trajeto.

Motor não queima por acaso. Queima por histórico elétrico que ninguém registrou.

Meça o desequilíbrio com o compressor em regime, nunca em vazio. Passou de 2%, abra o quadro e procure o contato ruim antes de trocar qualquer peça.

Aqui está o elo que quase ninguém liga. Em compressor hermético e semi-hermético, o motor fica dentro do circuito de refrigerante e é resfriado pelo próprio gás de sucção. Saúde elétrica e saúde termodinâmica são o mesmo problema, e a coisa funciona nos dois sentidos.

Do lado da refrigeração: carga baixa de fluido, válvula de expansão estrangulada, evaporador bloqueado de gelo ou filtro secante restrito reduzem a vazão de gás na sucção. Menos gás passando pelo enrolamento significa menos resfriamento, e o motor esquenta mesmo com tensão perfeita nas três fases. É o mesmo quadro que aparece como superaquecimento alto na sucção.

Do lado elétrico: o enrolamento superaquecido degrada o verniz. O verniz degradado contamina o óleo. O óleo contaminado sobe de acidez, e o ácido ataca isolamento, mancais e superfície de válvula. Meses depois o compressor apresenta ruído de mancal, perda de pressão de óleo, válvula quebrada ou travamento.

A ordem de serviço fecha como falha mecânica. A causa raiz foi elétrica e aconteceu no verão anterior.

Some o ciclo curto. Cada partida puxa corrente de rotor bloqueado, tipicamente de 4 a 8 vezes a nominal, e despeja calor no enrolamento em segundos. Fabricantes de compressor limitam partidas por hora — é comum encontrar limites entre 6 e 12, com tempo mínimo de parada para equalização de pressão. Um pressostato oscilando ou um diferencial apertado demais fura esse limite o dia inteiro.

Antes de assinar um laudo de falha mecânica, puxe o histórico de corrente e tensão dos últimos 90 dias daquele ativo. Sem histórico, o laudo é palpite — vale a mesma lógica das leituras que antecipam a parada do compressor.

Faça o inventário do que protege o compressor mais crítico da sua operação. Provavelmente é isto: disjuntor, contator e relé de sobrecarga bimetálico. Talvez um DPS na entrada do quadro geral.

O relé de sobrecarga mede corrente e nada mais. É uma imagem térmica aproximada do motor, com curva classe 10 ou classe 20 — classe 10 atua em até 10 segundos com cerca de 7,2 vezes a corrente ajustada. Ele existe para pegar travamento e sobrecarga grosseira. Um desequilíbrio crônico de 3%, que eleva a temperatura do enrolamento em quase 20% e derruba a vida do isolamento, passa por baixo dele todos os dias sem disparar uma única vez.

O disjuntor-motor tem o mesmo limite: térmico e magnético, ambos por corrente. Tensão, ele ignora.

O DPS resolve surto — evento de microssegundos a milissegundos, vindo de descarga atmosférica ou manobra. Ele não protege contra sobretensão sustentada. Se o neutro romper e a instalação passar horas com tensão elevada, o DPS tenta conduzir, aquece e falha. Para esse caso a proteção correta é relé de tensão com desligamento.

O relé de proteção de tensão trifásico — com sub, sobre, falta e sequência de fase, e em alguns modelos desequilíbrio — é o dispositivo que enxerga o problema de verdade. Só que ele desliga e rearma. Não guarda nada.

Proteção atua depois que o distúrbio chegou. Registro mostra que ele vem chegando há semanas.

Levante hoje, ativo por ativo, o que existe no quadro e classifique em três colunas: vê corrente, vê tensão, registra. A terceira coluna costuma estar vazia.

Alarme sem faixa definida vira ruído, e alarme que vira ruído é desligado pela equipe em duas semanas. Defina os limites antes de ligar qualquer coisa.

Para tensão em regime permanente, a referência regulatória no Brasil é o Módulo 8 do PRODIST, da ANEEL, que classifica a tensão de atendimento em adequada, precária e crítica. Os valores abaixo seguem essa lógica para as tensões nominais mais comuns em baixa tensão. Confirme os limites na revisão vigente do Módulo 8 antes de usar em contrato ou em reclamação formal à distribuidora — a tabela é atualizada periodicamente.

Para o motor, porém, a régua regulatória é permissiva demais. Faixa "precária" para a distribuidora já é faixa de encurtar vida útil de compressor. Trabalhe assim:

• Ajuste pré-aviso em ±7% da tensão nominal e alarme crítico em ±10%.
• Investigue o quadro com desequilíbrio de tensão acima de 2%; agende intervenção acima de 3%; não opere acima de 5%.
• Compare a corrente com a RLA de placa do compressor, com pré-aviso perto de 90% e crítico acima da RLA em regime contínuo.
• Registre as três correntes separadamente — a média esconde exatamente o que você procura.

Motor queimou. Antes de mandar rebobinar e devolver ao mesmo quadro, gaste 40 minutos nisto. É a única chance de descobrir o que matou este antes que mate o próximo.

1. Fotografe o enrolamento aberto antes de qualquer limpeza. O padrão de queima conta a história: dano uniforme nas três fases aponta sobrecarga ou refrigeração deficiente; dano concentrado em um grupo de bobinas aponta desequilíbrio ou falta de fase.
2. Meça a tensão entre as três fases no quadro, com outro equipamento de porte semelhante em operação, e calcule o percentual de desequilíbrio.
3. Abra o contator e inspecione os três polos. Contato erodido, escurecido ou com marca de solda em um único polo é achado, não coincidência.
4. Reaperte e inspecione todos os bornes do circuito — seccionadora, contator, relé e régua do motor. Registre data e torque aplicado.
5. Faça termografia no quadro em carga, comparando os três polos de cada dispositivo. Diferença de temperatura entre polos é queda de tensão disfarçada.
6. Verifique o banco de capacitores: fusível aberto, capacitor estufado ou contator travado ligado em carga leve elevam a tensão da instalação. Esse ponto conversa direto com fator de potência e ultrapassagem de demanda.
7. Feche pelo lado da refrigeração: carga de fluido, superaquecimento de sucção, estado do filtro secante, acidez do óleo e número de partidas por hora.

Se o passo 1 mostrar queima concentrada e o passo 2 der acima de 2%, você achou. Trocar o motor sem corrigir isso é agendar a próxima queima.

Rotina que cabe na equipe que você já tem, sem contratar ninguém.

• Anote na etiqueta do painel a tensão nominal, a RLA e a LRA de placa de cada compressor — quem mede precisa saber contra o que comparar.
• Meça tensão entre fases e corrente por fase dos ativos críticos ao menos uma vez por mês, sempre em carga e em horário de pico.
• Calcule o desequilíbrio na hora da medição e anote o percentual, não só as três leituras soltas.
• Especifique relé de proteção de tensão trifásico nos circuitos de compressor, com sub, sobre, falta e sequência de fase.
• Ajuste o relé de sobrecarga pela RLA de placa, nunca pelo valor em que ele "para de atuar".
• Programe reaperto de bornes e inspeção de contatos em intervalo fixo, com data e responsável registrados.
• Faça termografia anual do quadro com a operação em carga e trate qualquer diferença relevante entre polos do mesmo dispositivo.
• Limite as partidas por hora conforme o manual do compressor, revisando diferencial de pressostato e temporizador de religamento.
• Confirme que o banco de capacitores desliga em carga leve — banco fixo à noite é fonte clássica de sobretensão.
• Guarde todo laudo de motor queimado com foto do enrolamento; três laudos comparados revelam o padrão que uma ocorrência isolada esconde.

Comece pelos três ativos cuja parada custa mais caro. Rotina que começa por todos não começa.

Tudo o que está acima depende de algo que a medição mensal com alicate não entrega: histórico contínuo, por fase, do mesmo ativo. É a diferença entre uma foto por mês e o filme inteiro.

Esse é o papel dos controladores da Bit Energy. O Tree, para ativos trifásicos — compressores, unidades condensadoras, chillers, splitão —, lê as três correntes e as três tensões, além de três sensores de temperatura e dois de pressão, e calcula superaquecimento e subresfriamento no mesmo ponto. O Bee faz o equivalente em ativos monofásicos, com corrente, tensão e consumo em kW/h. Ambos têm Wi-Fi nativo e dispensam supervisório e cabeamento, o que permite instrumentar um quadro antigo sem obra elétrica. A escolha por tipo de ativo está detalhada em Seed, Bee ou Tree.

Sobretensão, subtensão e sobrecorrente estão entre as falhas que a plataforma detecta e alarma, ao lado de superaquecimento, retorno de líquido, falha de ventilador, bloqueio de evaporador e alta pressão. E como as três tensões e as três correntes ficam registradas separadamente, o desequilíbrio entre fases deixa de depender de alguém lembrar de calcular no dia da visita: ele fica no histórico do ativo.

Do outro lado do alarme tem gente. A central de monitoramento da Bit Energy é humana e opera 24 horas por dia, 7 dias por semana, com time de análise de dados acompanhando o comportamento dos equipamentos ao longo do tempo e suporte técnico remoto apoiando o técnico em campo durante a intervenção. Nas operações atendidas, esse acompanhamento contínuo chega a até 100% de redução em quebras prematuras de compressores e até 90% menos manutenções corretivas.

Se você já tem supervisório CAREL, Emerson, Danfoss ou Full Gauge, a integração aproveita o que está instalado. Se não tem, os dispositivos resolvem sozinhos.

O próximo motor a queimar já está dando sinal. A pergunta é se alguém está lendo.