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por Ing. Juan C. Hidalgo B., MBA Especialista en termografía Nivel II y en análisis de fallas en motores eléctricos

Comúnmente las únicas herramientas usadas por el personal de mantenimiento para detectar fallas en motores han sido un megger (medidor de aislamiento) y un ohmimetro. Desdichadamente la información brindada es muy general y no precisa la zona de falla del motor en estudio. Es muy fácil el diagnóstico erróneamente si se confía solo en los resultados de un megger. Por ejemplo, un corto entre espiras o entre fases puede perfectamente estar disparando un motor y al medir el aislamiento este esta en buen estado. Ya que estas fallas aunque son un problema de aislamiento en el devanado podrían estar aisladas completamente de tierra y por lo tanto el megger no las detecta. Este tipo de anomalías deteriora rápidamente el devanado lo cual resultara en un futuro reemplazo u “overhaul” del motor.

También se ha usado el análisis por vibraciones para detectar fallas en el rotor, estator y excentricidad. Por ejemplo en el rotor se encuentran a la frecuencia de paso de polo (barra) para el caso de motores con rotor jaula de ardilla (motores de inducción de CA), con bandas laterales alrededor de esa frecuencia, y excentricidad y cortos en el estator a 2 veces la frecuencia de línea sin ninguna banda lateral. Sin embargo, el análisis a 2 veces la frecuencia de línea no detalla cual de las dos fallas es la que esta afectando mas al motor. Y estas son determinadas por especialistas en vibraciones muy experimentados y pueden ya sea pasar desapercibidas por completo o confundirse con otro tipo de influencia.

Falla motor en planta petrolera

  • Descripción: Falla de motor 5500 HP 13.8 kv. Por falla a tierra y disparo por diferencial. Impacto Confiabilidad: el motor impacto en la inyección de agua, en la confiabilidad del sistema de inyección y los costos de reparación en Aprox $US 500.000
  • RCFA: Deterioro del aislamiento por acumulación de arranques, motor desbalanceado mecánicamente, alta humedad dentro del motor por falta de Shelter.
  • Acción Correctiva: reparación de motor, los devanados fueron construidos en México.

Falla en rodamientos

  • Descripción: Falla de motor 1500 HP 4.16 kv. Por alta temperatura en rodamientos.
  • Impacto Confiabilidad: el motor impacto en la inyección de 10.000 bpd de agua, costo de la reparación de $COL 89 millones.
  • RCFA: Daño de sellos de laberinto que producen que el eje rose con el estator ocasionando daño en el aislamiento.
  • Acción Correctiva: reparación de motor.

Falla motor por humedad

  • Descripción: Falla de motor 15 HP 480 v kv. Por bajo aislamiento a tierra de 0.3 Mohn, se encontró abundante agua. Motor tipo Clase 1 Grupo D EX.
  • Impacto Confiabilidad: el motor impacto en el enfriamiento de aire y su respectiva reparación por falla del aislamiento.
  • RCFA: Se encontró que el ingreso de agua fue por la tapa de conexionado eléctrico, que durante un MP no se coloco el sello de esta tapa.
  • Acción Correctiva: se reparo el motor y adicionalmente, se coloco el empaque a la tapa del conexionado y se aplico grasa al acople entre escudo y carcaza del motor.

Tipos de pruebas predictivas en motores eléctricos

El estándar IEEE 43-2000 explica la forma de realizar la evaluación eléctrica de motores (Motor Circuit Evaluation MCE). La IEEE 43-2000 establece que para realizar una prueba el voltaje en los terminales del motor debe ser menor a 15 V entre línea y tierra.

  • Resistencia de aislamiento: La resistencia de aislamiento medible sobre un material dieléctrico es el resultado de la combinación de la residencia volumétrica del cuerpo, en paralelo con la resistencia superficial del mismo. Rf depende del material, temperatura y la Rs con Cs son exclusivos de factores externos como humedad, contaminación.

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  • Pruebas MCE: El MCE mide todas las corrientes, llamadas corriente total y calcula los valores de resistencia a tierra.

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  • Efecto de la corriente Total en los devanados: Resistencia de aislamiento o total de corriente en aislamiento contaminados y con humedad.

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En devanados limpios o secos la corriente total decremento con el tiempo. Como resultado la corriente total disminuye y la resistencia a tierra aumenta.

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Por que realizar pruebas en motores?

  • Seguridad en la Calidad de las pruebas para nuevos equipos o motores operativos (prueba de línea base).
  • Tendencia de la condición del motor entre periodos establecidos.
  • Diagnostico de pruebas para evaluar y diagnosticar el estado o condición de falla de su circuito