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PRUEBAS ELÉCTRICAS EN MOTORES
Pruebas en corriente alterna v/s corriente continua

Las pruebas de corriente continua aportan valores muy relevantes sobre las condiciones de la resistencia de aislación del motor; las de corriente alterna también son importantes como complemento para conocer el “estado de la aislación”, sobre todo en los motores modernos de alta potencia que utilizan sistemas de aislación de mica. La decisión sobre la conveniencia de realizar una o ambas pruebas recae finalmente en las condiciones de planta, la criticidad del motor dentro del proceso y el valor del activo.

En todo el mundo, motores de media tensión han estado en servicio de forma fiable durante muchos años. Cada uno de estos motores es de una gran relevancia, incluso fundamental, para el funcionamiento de una planta completa. En conjunto al avance tecnológico de los motores modernos, investigadores y fabricantes han definido una serie de pruebas eléctricas que se recomiendan como parte de las prácticas habituales de mantención o después de algún evento específico según los mejores estándares de calidad.

Aparte de un mantenimiento regular, estas pruebas en el bobinado del motor, juegan un papel importante en asegurar la disponibilidad de los motores en todo el ciclo de vida de una planta.


Características de las pruebas

Con el paso del tiempo, la acumulación de factores como polvo, humedad o aceite, generan contaminación en los devanados de un motor, provocando una reducción de la resistencia a tierra en la aislación.

El estándar IEEE std 43-2013 establece que las pruebas de corriente continua son adecuadas para determinar este nivel de contaminación, ya que al someter el sistema a una prueba de corriente continua, es posible detectar fugas de corriente, las cuales indican una reducción de la aislación.

Algunas limitantes de las pruebas de corriente continua son que, en ciertas condiciones, no detectan problemas, como burbujas (huecos) por mal barnizado o un deterioro térmico avanzado. Tampoco son capaces de identificar zonas que pueden presentar mayor daño, característica que es de interés en motores que presentan una amplia superficie de inspección.

Por otro lado, los sistemas de aislación basados en mica, al tener esta una resistencia virtual infinita, se oponen efectivamente al flujo de corriente continua. Es por ello que si llegase a existir una burbuja dentro de la aislación debido a una mala impregnación, deterioro térmico o sobrecalentamientos, las pruebas de corriente continua no serían capaces de detectarlo. Como la presencia de burbujas produce descargas eléctricas, una prueba de corriente alterna es más sensible para detectar estos problemas en la aislación que una prueba de corriente continua, pudiendo relacionar el estado de la aislación de acuerdo a estas pérdidas y entregar información de las zonas de la aislación con mayor deterioro.

Como limitante, las pruebas de corriente alterna pueden mostrar cierta ambigüedad, ya que un bobinado en buen estado o dentro de límites aceptables, tiene altas capacitancias, por lo que la interpretación requiere de especialistas de alta experiencia y de mediciones frecuentes para estudiar la tendencia.

Medición de descargas parciales en motor gearless mill drive.

La ventaja de las grandes fábricas de motores es que durante la producción y aseguramiento de la calidad, se realizan pruebas eléctricas que proporcionan valores de medición, los que se registran y archivan antes del suministro del motor. Estos datos pueden ser empleados por el fabricante como valores de referencia para contrastarlos con los análisis posteriores.

Debido a los distintos resultados que se obtienen de las pruebas de corriente continua y de corriente alterna, es aconsejable realizar ambas pruebas para tener una completa evaluación del estado dieléctrico del sistema de aislación. Afortunadamente, en la actualidad, existen equipos portátiles de medición modernos con los que es posible llevar a cabo estas pruebas eléctricas de diagnóstico en el bobinado a nivel local.

Es importante destacar que estas pruebas no son destructivas y los objetivos que se persiguen son que:

a) establezcan el estado actual de la aislación eléctrica de las máquinas;

b) permitan determinar el estado de conservación del equipo; y

c) definan los primeros datos de medición para disponer de tendencias por medio de mediciones periódicas.

Algunas de las pruebas sugeridas (si aplican según tipo de motor), se ejecutan tanto en el rotor como en el estator. En el rotor se componen por: 1) medición de la impedancia de polos; y 2) medición de resistencia de aislación. En el estator se realiza: 1) medición de resistencias de bobinados; 2) medición de resistencias de aislación e índice de polarización; 3) obtención del factor de disipación dieléctrica; y finalmente 4) registro de descargas parciales. Para la ejecución, se han definido protocolos de acuerdo a normas técnicas y de seguridad que indican las condiciones al momento de desarrollar las actividades. Mediante la evaluación de los resultados de las pruebas eléctricas, se pueden proponer o ajustar las actividades de mantenimiento y mejoras basadas en la condición detectada. A través del diagnóstico oportuno, se reducen interrupciones imprevistas debido a fallas incipientes, contribuyendo a la disponibilidad y la confiabilidad del proceso.


Por Marcelo Cabezas Beltrán, Ingeniero Eléctrico, y Pedro Bermejo Hilger, Ingeniero Industrial, ambos del Mining Service Center de Siemens S.A. www.siemens.cl
Abril 2016
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