El deterioro y ruptura en el aislamiento de equipos constituye la causa principal de fallos en los sistemas eléctricos con consecuencias catastróficas: Accidentes que involucran al personal, cortes de energía no programados, daño de equipos de alto costo, eventos de arco voltaico, entre otros. Por medio del monitoreo “en línea” de Descargas Parciales en los equipos, es posible diagnosticarlos durante su funcionamiento normal y de esta manera programar acciones correctivas, evitando que ocurran eventos graves para los equipos o personas y reduciendo al mínimo el tiempo de duración de las paradas no programadas. Minimice Riesgos con INSULGARD.
El aislamiento eléctrico está sujeto a esfuerzos mecánicos y eléctricos, a variaciones elevadas de temperatura y a las condiciones del medio ambiente especialmente en aplicaciones tipo exterior. Adicional a las condiciones normales de operación, existen muchos otros factores que pueden provocar un envejecimiento acelerado o deterioro del aislamiento: Picos de voltaje debidos a maniobras o rayos pueden ocasionar ionización en un área que ya se encuentre bajo esfuerzo. Impactos mecánicos durante la operación de un interruptor pueden causar micro grietas y fisuras. Humedad excesiva, o contaminación química pueden causar descargas superficiales. Vale la pena mencionar también, cualquier defecto relacionado al diseño o fabricación.
DESCARGAS PARCIALES
Tanto el envejecimiento normal del aislamiento como el acelerado, producen el mismo fenómeno común: DESCARGAS PARCIALES. Una descarga parcial, es una chispa o arco eléctrico localizado que no alcanza completamente a formar un puente entre los electrodos, ya sea Fase – Fase o Fase – Tierra. Las descargas parciales son el indicador principal de un problema en el aislamiento. Una actividad acelerada en las descargas parciales puede resultar en una falla completa del aislamiento.
El resultado visible de las descargas parciales en el aislamiento de máquinas rotativas y Tableros de Distribución en Media Tensión se conoce como caminos eléctricos (“tracking”) superficiales y daño por efecto corona.
"Tracking" Superficial
Las descargas parciales que ocurren en la interfaz de contacto entre dos medios, son comúnmente llamadas descargas superficiales y producen el bien conocido “tracking” superficial que consiste en una líneas irregulares en forma de árbol, típicamente encontradas en Tableros de distribución y Ductos de Barras.
Este “tracking” superficial, cuando ocurre entre aislamiento sólido y aire, es el resultado de un proceso que inicia con la ionización del aire que rodea cualquier zona puntiaguda o irregular que combinada con humedad y/o contaminación crean corrientes de fuga y arcos. El calor extremo debido a los arcos, ocasiona que se carbonice la superficie del aislamiento y que se forme el camino eléctrico o “tracking” superficial. Nótese que las áreas puntiagudas o irregulares donde se originó la descarga, son muy pequeñas como para identificarlas visualmente y son el resultado de las discontinuidades normales en cualquier frontera de un material.
Efecto Corona
El daño por efecto corona, se evidencia visiblemente como un residuo blanco y polvoriento, que típicamente se encuentra sobre los devanados de motores o generadores. Es el resultado de descargas parciales internas o chispas a través de un vacío o espacio de aire que produce deterioro en el aislamiento.
Las descargas internas resultan de un alto esfuerzo eléctrico a través de un pequeño vacío o espacio de aire. Este esfuerzo eléctrico resulta de la diferencia de potencial entre el voltaje aplicado y tierra. En el caso del aire, 300 Voltios son suficientes para que ocurra una chispa a través de un vacío o espacio. Sistemas a 4160 Voltios o superiores pueden generar estos 300 voltios a través de pequeños espacios de aire, por lo tanto, las descargas parciales se observan a estos niveles de voltaje o mayores. Las descargas parciales no se observan normalmente a niveles de voltaje de 480 Voltios, ya que el potencial de 300 voltios no puede desarrollarse a través de un vacío o espacio de Aire.
Las descargas internas pueden ocurrir en cualquier vacío o espacio de aire entre el conductor de cobre y el aislamiento, internamente en el aislamiento en sí, o entre el aislamiento externo y la estructura aterrizada.
Tanto el “tracking” superficial como el “daño por efecto corona” comienzan como chispas de descargas parciales. La detección de descargas parciales puede identificar el deterioro en el aislamiento, mucho antes que los métodos tradicionales de pruebas de aislamiento y análisis. Adicionalmente, el monitoreo de descarrgas parciales se realiza con el equipo “en línea”, mientras que los métodos tradicionales requieren una parada o corte de energía.
PORQUÉ INSULGARD?
Hasta ahora, los usuarios solo tenían dos opciones para diagnosticar el aislamiento de sus equipos:
- Esperar a que ocurra una ruptura total en el equipo y arreglarlo.
- Periódicamente, sacar de servicio el equipo y realizar pruebas de mantenimiento, se necesite o no. Estos procedimientos tradicionales también requieren que el equipo sea desensamblado lo cual es un proceso costoso. Más aún, el daño por efecto corona y "tracking" superficial tienen que ser severos para ser visibles.
Ahora hay una tercera y revolucionaria opción: El sistema InsulGard, que realiza detección y monitoreo de descargas parciales, las cuales son un indicador del deterioro en el aislamiento, bien conocido y aceptado en la industria, que origina falla en los equipos eléctricos. InsulGard cambia las reglas en el mantenimiento de equipos de potencia, ya que es el primer sistema “en línea” y continuo de mantenimiento predictivo que puede ser utilizado en una variedad de aplicaciones de media tensión, incluyendo tableros de distribución, Ductos de Barras, Transformadores de Potencia con voltaje primario hasta 13.2kV, generadores y motores.
Por medio del monitoreo de descargas parciales, InsulGard puede establecer la condición relativa del aislamiento y el deterioro del mismo, el cual es la causa principal de fallas eléctricas. Adicionalmente, no hay necesidad de sacar de servicio los equipos ni de enviar al personal a realizar pruebas. En efecto, InsulGard es una alternativa de menor costo a los cortes de energía forzados y a los cronogramas de mantenimiento rígidos y algunas veces innecesarios. InsulGard permite hacer mantenimiento y análisis predictivo, a diferencia del mantenimiento preventivo basado en el tiempo.
INSULGARD VERSUS RELES DE PROTECCIÓN
Los relés de protección son otra forma de protección del sistema eléctrico. Estos equipos proporcionan protección contra fallas. Sin embargo, aunque ellos pueden limitar un daño catastrófico, su operación indica que una falla mayor ha sucedido. El daño mayor ocurre en la primera mitad de un ciclo.
El sistema InsulGard es el primer sistema predictivo que puede ayudar a evitar un corte de energía forzado. InsulGard representa un salto tecnológico en continuidad de servicio y confiabilidad.
COMO FUNCIONA EL SISTEMA DE MONITOREO DE DESCARGAS PARCIALES INSULGARD?
La tecnología de InsulGard tiene como base, la medida y análisis de las descargas parciales. Usualmente el deterioro en aislamientos es un proceso relativamente lento, lo cual permite detectar, localizar y arreglar el problema a tiempo.
Las descargas parciales emiten señales de radiofrecuencia las cuales son detectadas y analizadas por InsulGard, mientras el equipo se encuentra energizado. Más específicamente, se enfoca en el ancho de Banda de 1 MHz – 20 MHz, donde puede detectarse la mayoría de la actividad de descargas parciales.
La detección de descargas parciales en los equipos, indica que existe un problema. Aún mas útil es la información que pueda correlacionar la intensidad de la señal (medida en miliwattios) asociada con las descargas parciales a varios estados de degradación del aislamiento en equipo similar. La base de conocimiento de EATON, ha permitido desarrollar instrucciones y parámetros para ayudarle al usuario a determinar la gravedad (ventanas de tiempo para la falla) de la actividad de las descargas parciales que su equipo puede estar mostrando. Y debido a que es un sistema de monitoreo continuo y en línea, es fácil monitorear las condiciones a través del tiempo
Un sistema de Monitoreo de descargas parciales está compuesto de los siguientes cuatro componentes principales:
- Sensores: Adquieren eficientemente la señal de las descargas parciales. Los sensores varían de acuerdo con la aplicación y están diseñados específicamente para detectar descargas parciales. Entre los sensores tenemos Condensadores de Acople y Transformadores de corriente de radiofrecuencia (RFCT’s). En el caso de máquinas rotativas, también se utilizan módulos RTD’s los cuales se pueden conectar a RTD’s ya instalados en el generador o motor.
- Unidad de Monitoreo Inteligente: Es el componente central del sistema. Es el responsable de filtrar, acondicionar y analizar las señales de las descargas pariales. Un microprocesador controla los procesos de medición de las descargas parciales, almacenamiento de datos y comunicación.
- Comunicación: InsulGard está equipado con un puerto RS-485 que permite la integración a una red Modbus. Varios convertidores permiten comunicación a través de un puerto RS-232 o USB de un PC local, vínculo remoto con un módem o red Ethernet a través de conexiones seguras.
- Software: Permite visualizar la dinámica capturada por el monitor y analiza la condición del aislamiento. Así mismo, InsulGard puede ser ajustado a las condiciones locales, ya que cada equipo y configuración de sensores es único. Otras funciones de software incluyen descarga de datos, programación remota, visualización, reportes y análisis.
El monitor de descargas parciales InsulGard puede ser montado en la puerta o montado en panel dentro de un tablero o en un encerramiento protegido contra la intemperie.
BENEFICIOS DEL SISTEMA INSULGARD:
1. PREVIENE FALLAS CATASTRÓFICAS Y DAÑOS DE ALTO COSTO.
Para el momento en que un relé de protección ha operado, el usuario ya tendrá un problema que requerirá reparación inmediata y tiempos muertos. Con InsulGard es posible identificar y monitorear problemas en etapas tempranas antes que un daño permanente (y costoso) ocurra. A diferencia del mantenimiento tradicional, con base en pruebas periódicas, elimina la posibilidad que ocurra una falla entre una prueba y otra, por ser un equipo de operación continua. Permite que el usuario planee su mantenimiento y sus cortes de energía. Adicionalmente, proporciona un nivel mayor de seguridad para el personal que podría lesionarse durante una falla catastrófica.
2. REDUCE LOS COSTOS DE MANTENIMIENTO GENERAL Y CORTES DE ENERGÍA RELACIONADOS CON EL MANTENIMIENTO, MAXIMIZA EL TIEMPO DE OPERACIÓN.
El mantenimiento preventivo y de rutina es indispensable si el usuario no puede determinar el estado de su equipo “en-línea”. Pero, porqué sacar de servicio los equipos cuando el mantenimiento no sea necesario?. InsulGard permite monitorear y rastrear las descargas parciales, para luego llevar a cabo el mantenimiento apropiado, no con base en el tiempo, sino cuando realmente se necesite. Esto ahorra costos de mantenimiento relacionados a tener el equipo fuera de línea y a los costos de personal capacitado para realizar el mantenimiento.
3. AUMENTA LA VIDA ÚTIL DE LOS ACTIVOS DE SISTEMA, PROTEGIENDO LA INVERSIÓN EN EQUIPOS.
InsulGard es la mejor herramienta para prevenir daños antes que sea demasiado tarde. Así mismo, por ser un equipo que funciona “en línea”, elimina las inexactitudes de las pruebas tradicionales que se realizan “fuera de línea”. Al tener todas las partes que integran las máquinas rotativas o los tableros de distribución en óptimas condiciones, se previene desgaste innecesario y ruptura de otros componentes. La naturaleza predictiva de InsulGard, ayuda a extender la vida útil de los sistemas eléctricos evitando el efecto dominó en el que un componente afecta el desempeño y perdurabilidad de otro componente.
4. MEJORA LA PLANIFICACIÓN DE MANTENIMIENTOS Y CORTES DE ENERGÍA.
Existe una tendencia creciente hacia el uso de mantenimiento predictivo en vez del mantenimiento preventivo. Con InsulGard, el usuario podrá ser más estratégico en la planificación de mantenimientos y reparaciones. Así mismo podrá administrar sus activos más eficiente y efectivamente con menos interrupción de la productividad.
5. INSULGARD ES FÁCIL DE USAR Y ENTENDER.
InsulGard es un sistema autónomo. El usuario puede completar la interpretación o análisis o puede contratarla. EATON proporciona este servicio o el entrenamiento para que el usuario realice su propio análisis. El monitor puede ser usado como una unidad independiente en el campo o puede ser configurado para cargar la información a un computador donde se pueda llevar a cabo un análisis en profundidad con el software de InsulGard. InsulGard también reduce el nivel de conocimiento requerido para analizar los datos de las descargas parciales ya que su software es amigable al usuario.
Para mayor información sobre el Sistema InsulGard, consulte aquí.
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Thursday, July 21, 2011 at 05:26PM 