Mantenimiento predictivo eléctrico

Programa de mantenimiento basado en condición (mbc) de motores eléctricos

El objetivo del mantenimiento basado en condición es conocer la condición de la maquinaria, de tal manera que se pueda determinar su operación de manera segura y eficiente. Las técnicas de monitoreo están dirigidas a la medición de variables físicas que son indicadores de la condición de la máquina y mediante un análisis, efectuar la comparación con valores de referencia de acuerdo a normatividad, para determinar si está en buen estado o en condiciones de deterioro.

Esta estrategia asume que hay características medibles y observables que son indicadores de la condición de la maquinaria.

El monitoreo de condición es una herramienta poderosa para una mayor productividad y competitividad. La selección de la maquinaria para ser incluida en estos programas depende de un análisis de su criticidad, su costo, disponibilidad, sus requerimientos de seguridad y ambientales, la confiabilidad esperada y el impacto de su falla, entre otros.

PRUEBAS ESTÁTICAS

Objetivo y marco teórico

Para realizar pruebas a bobinados adecuadamente y para tener programas predictivos efectivos de mantenimiento, MANTETRONIC SAS sugiere usar una secuencia de prueba específica. Debido a que estas pruebas no son invasivas, se pueden realizar permanentemente y obtener una gran cantidad de datos históricos que permiten hacer un análisis y un diagnóstico bastante acertado.

Prueba de resistencia de la bobina.

Una prueba de resistencia de la bobina busca desequilibrio de la resistencia óhmica entre fases, las discrepancias o asimetrías por fuera de los valores recomendados por las normas entre valores de resistencia medidos, o mediciones previas o valores nominales se consideran como alarma y antes de continuar la secuencia de las pruebas se debe investigar las causas que están ocasionado los desbalances o asimetrías. Las fallas detectadas en esta etapa de las pruebas son:
-Cortos francos al alma de un motor
-Cortos francos entre bobinas ya sea en la misma fase o entre fases.
-Bobinas rebobinadas con un alambre de devanado no apropiado.
Conexiones sueltas o corroídas. Las pruebas de Aislamiento, Hipot o Surge no son recomendadas hasta que la medición de resistencia no sea aceptable.

Prueba de Megohm IP y DA

Una prueba de megohm se realiza utilizando los voltajes tiempos recomendados por las normas de acuerdo a la tensión nominal tipo de aislamiento y tipo de construcción de cada equipo.
Se buscan valores de aislamiento inusualmente bajos, cuando compare con las mediciones previas o con los limites aceptados por las normas para este tipo de aislamiento, si la medición arroja un valor bajo de megohm, se debe inspeccionar el motor en busca de daños en el sistema de aislamiento ya que posiblemente haya fallado alguna parte de la aislación de conexión a tierra.
Los problemas posibles pueden ser:
- Aislamiento de fundas o de alambre esmaltado pueden estar quemadas o dañadas.
- El motor puede estar sucio, lleno de carbón pulverizado, agua u otros contaminantes.
- Las conexiones a las bobinas pueden ser malas.
- Se pudo haber usado una mala aislación para conectar las bobinas a la caja de empalme del motor.

IMPEDANCIA, INDUCTANCIA, EL ANGULO DE FASE Y LA RESPUESTA DE LA CORRIENTE FRENTE A DIFERENTES FRECUENCIAS

Estas pruebas estan diseñadas para detectar cambios incluso muy pequeños en la condición de los devanados de motores sin importar la potencia ni la tensión de trabajo. Por ejemplo las pruebas de aislamiento convecionales pueden detectar fallas a tierra que supondran un aislamiento deteriorado que requerirá inmediata atención y reparación para evitar daños catastróficos y peligrosos para las máquinas y las personas.
Pero las fallas como cortocircuitos en progreso entre espiras o bobinas, especialmente en motores de bajo voltaje, de manera general comienzan a degradarse después de un tiempo de uso lo que da la posibilidad de corregir el defecto antes de que se convierta en una falla catastrófica.

Teoría de diagnóstico del motor

Estas pruebas se basan en las teorías de electricidad comprobada. El sistema motor no es otra cosa que un circuito básico RLC. Este circuito representa varios componentes del sistema del motor. Cada circuito básico representa una fase del sistema del motor trifásico. Debido a que cada fase del sistema del motor es idéntica, cada circuito básico debe responder de la misma manera a la señal aplicada.

Resistencia

Es medida en Ohmios. La resistencia debe ser la misma a través de todas las fases o los campos. Cualquier diferencia o asimetría fuera de rango de aceptación indica que existen problemas, que pueden ser debido a “devanado excesivo”, corrosión, puntos de alta resistencia debido a malas conexiones, entre otras.

Impedancia

Es la resistencia de Corriente Continua y Corriente Alterna en una bobina o devanado. La impedancia incluye la resistencia de corriente continua, reactancia inductiva y reactancia capacitiva. La impedancia se mide en ohmios. La impedancia cero de un devanado indica “un cortocircuito”.

Inductancia

Es la propiedad de cambiar un flujo magnético para crear (o inducir) voltaje en un circuito. La inductancia depende de la cantidad de vueltas, del material del núcleo, del tamaño del rotor o de una bobina. La inductancia se opone a cualquier cambio en la circulación de corriente a través de un conductor. El valor es una medición de la capacidad de una bobina para almacenar un campo magnético. Se mide en henrios o milihenrios.

Ángulo de desfasamiento

Es una medición relativa que indica la diferencia angular entre dos formas de onda de la misma frecuencia. Los resultados de la diferencia angular se expresan en grados (0 – 90). En el circuito eléctrico, el ángulo de desfasamiento expresa la relación de la corriente alterna con respecto al voltaje aplicado. Esta prueba se incluye en IEEE Std 1415™-2006 sec 4.3.20 como un método efectivo para identificar los cortocircuitos de los devanados.

INSTRUMENTOS UTILIZADOS EN LA EJECUCIÓN DEL PROGRAMA DE PRUEBAS ESTÁTICAS

Mantenimiento predictivo estático

Programa de mantenimiento basado en condición (mbc) de motores eléctricos

El objetivo del mantenimiento basado en condición es conocer la condición de la maquinaria, de tal manera que se pueda determinar su operación de manera segura y eficiente. Las técnicas de monitoreo están dirigidas a la medición de variables físicas que son indicadores de la condición de la máquina y mediante un análisis, efectuar la comparación con valores de referencia de acuerdo a normatividad, para determinar si está en buen estado o en condiciones de deterioro.

Esta estrategía asume que hay características medibles y observables que son indicadores de la condición de la maquinaria.

El monitoreo de condición es una herramienta poderosa para una mayor productividad y competitividad. La selección de la maquinaria para ser incluida en estos programas depende de un análisis de su criticidad, su costo, disponibilidad, sus requerimientos de seguridad y ambientales, la confiabilidad esperada y el impacto de su falla, entre otros.

PRUEBAS ESTATICAS TIPO BAKER

Objetivo y marco teorico

Para realizar pruebas a bobinados adecuadamente y para tener programas predictivos efectivos de mantenimiento, MANTETRONIC SAS sugiere usar una secuencia de prueba específica. La idea general es realizar las secuencias de prueba en una serie de pruebas progresivamente más rigurosas, aceptando la idea que si una prueba falla, en ese momento debe comenzar la localización, corrección y reparación de las fallas, Además las pruebas mas rigurosas deben comenzar solamente después del diagnóstico y/o reparación satisfactorios

Prueba de resistencia de la bobina.

Una prueba de resistencia de la bobina busca desequilibrio de la resistencia óhmica entre fases, las discrepancias o asimetrías por fuera de los valores recomendados por las normas entre valores de resistencia medidos, o mediciones previas o valores nominales se consideran como alarma y antes de continuar la secuencia de las pruebas se debe investigar las causas que están ocasionado los desbalances o asimetrías. Las fallas detectadas en esta etapa de las pruebas son:
- Cortos francos al alma de un motor
- Cortos francos entre bobinas ya sea en la misma fase o entre fases.
- Bobinas rebobinadas con un alambre de devanado no apropiado.
Conexiones sueltas o corroídas. Las pruebas HIPOT o de impulso no son necesarias hasta que la medición de resistencia no sea aceptable

Prueba de Megohm IP y DA

Una prueba de megohm se realiza utilizando los voltajes tiempos recomendados por las normas de acuerdo a la tensión nominal tipo de aislamiento y tipo de construcción de cada equipo.
Se buscan valores de aislamiento inusualmente bajos, cuando compare con las mediciones previas o con los limites aceptados por las normas para este tipo de aislamiento, si la medición arroja un valor bajo de megohm, se debe inspeccionar el motor en busca de daños de aislación de la carcasa ya que posiblemente haya fallado alguna parte de la aislación de conexión a tierra.
Los problemas posibles pueden ser:
-Aislación de fundas o aislación de cable esmaltado pueden estar quemadas o dañadas.
-El motor puede estar sucio, lleno de carbón pulverizado, agua u otros contaminantes.
-Las conexiones a las bobinas pueden ser malas.
-Se pudo haber usado una mala aislación para conectar las bobinas a la caja de empalme del motor.

3-Prueba de HIPOT

Una prueba HIPOT se realiza una vez el equipo inspeccionado a pasado satisfactoriamente las dos pruebas anteriores y se realiza utilizando el voltaje nominal de operación como referencia y se aplicará una tensión sustancialmente más alta que el de la prueba de megohm. Se buscan corrientes de fuga inusualmente altas o una corriente de fuga que no sea constante o que salte intermitentemente hacia arriba y abajo.
las fallas o las corrientes de fugas altas son una indicación de daño en la aislación mural de la conexión a tierra.

A Continuación el resultado de las pruebas antes mencionadas.

Prueba de IMPULSO

Se realiza una prueba de impulso una vez se han superado las tres pruebas anteriores y la tensión dependerá de los valores nominales y las recomendaciones estipuladas por las normas. Se realiza en cada fase del motor. Se buscan saltos a la izquierda del patrón de la onda de impulso. Este es el diagrama del corto en espira a espira, si se observa un salto, se debe realizar una inspección al motor en busca de daño en la aislación entre conductores adyacentes.

La aislación puede ser difícil de ver, de modo que el motor tendría que ser desarmado para encontrar el problema, si no se observa ningún salto en el patrón de onda se reduce en gran medida la posibilidad de que exista una falla.

INSTRUMENTOS UTILIZADOS EN LA EJECUCIÓN DEL PROGRAMA DE PRUEBAS ESTATICAS BAKER

EQUIPO BEAKER –SKF

El D65R probador digital de bobinados para motores y generadores AC en media y baja tensión, motores DC, transformadores. Las pruebas realizadas con este equipo cumplen con lo estipulado según las normas IEEE43-2000, NEMA MG-1, EASA AR100-2006.