Ventanas de Inspección de Mantenimiento para Transformadores - INGELCO Panamá

octubre 27, 2020by INGELCO Panamá1

Introducción al White Paper

La seguridad industrial juega un papel de suma importancia en las operaciones diarias de la industria y los trabajos relacionados con equipos eléctricos no son cosa de juego. Desafortunadamente, a diario se abren gabinetes eléctricos energizados sean tableros, transformadores y afines, para buscar deficiencias, activar máquinas, cambiar fusibles, entre otras acciones que se realizan de esa manera «insegura» para no interrumpir las operaciones en los procesos industriales. No arriesguemos nuestras vidas, implementemos el uso de soluciones EMSD (Dispositivos de Seguridad de Mantenimiento Eléctrico). En INGELCO estamos comprometidos con el desarrollo continuo del conocimiento y por eso te traemos esta interesante investigación tipo White Paper:

White Paper: Ventanas de Inspección de Mantenimiento para Transformadores, por IRISS Inc.

Cuando ayudamos a los clientes a través de una Evaluación de la criticidad de sus activos de infraestructura, los transformadores principales con capacidades de potencia de 500 KVA y superiores suelen tener una clasificación muy alta en las tablas de Número de prioridad de riesgo. Con su alto costo de reemplazo, largos plazos de entrega de típicamente 12 semanas o más, altos costos de intercambio de entrada / salida y con muchos tipos de falla imposibles de reparar en el sitio, los transformadores pueden convertirse en un eslabón débil para la confiabilidad de su sistema de distribución eléctrica. Si bien un sistema de distribución eléctrica que ha sido diseñado para tolerar fallos, como las configuraciones “Main-Tie-Main” con cada transformador cargado a menos del 50% de la capacidad de la placa de identificación, puede aliviar el impacto de una falla, esta no es la única consideración. Hay disponibles grandes cantidades de energía de falla, lo que hace que algunos tipos de falla sean potencialmente peligrosos para el personal y muchos transformadores están llenos de aceite, lo que hace que la inflamabilidad y los impactos ambientales sean consideraciones adicionales. Es mucho mejor encontrar formas de detectar problemas y prevenir fallas en primer lugar. Una falla en un transformador puede fácilmente sumar decenas de miles de dólares en costos de reparación y tiempo de inactividad.

Afortunadamente, existen muchos tipos de tecnologías de Mantenimiento Basado en la Condición (CBM) que pueden emplearse para intentar detectar los primeros signos de advertencia de una falla inminente en los transformadores. La inspección por infrarrojos puede detectar conexiones sueltas, terminales flojos y deterioro de cables debido a ciclos térmicos. El ultrasonido de contacto (ultrasonido transmitido por estructuras) puede detectar bobinados sueltos y otros problemas mecánicos. El ultrasonido aerotransportado puede detectar arco, tracking y corona, todos los cuales emiten señales de alta frecuencia en el espectro de ultrasonido por encima de 20 kHz. Se pueden usar cámaras ultravioleta (UV) para confirmar la ubicación exacta de un evento de corona. La inspección visual puede detectar contaminantes en el aire, entrada de agua y entrada de plagas. Muchos electricistas se han visto «sorprendidos» por una serpiente, una araña o un roedor que se sienten atraídos por las entrañas cálidas y secas de las cámaras terminales de los transformadores.

Si alguna de estas tareas de inspección requiere abrir las puertas o cubiertas del transformador, entonces existe un riesgo elevado de arco eléctrico o electrocución y el personal involucrado, además de ser trabajadores calificados, debe usar un nivel adecuado de Equipo de Protección Personal (EPP) de acuerdo con la energía incidente de arco eléctrico disponible. En el transformador, este riesgo de arco eléctrico puede ser significativo y una barrera para realizar las tareas de inspección y recopilación de datos en conjunto. Además, el concepto de Jerarquía de control incorporado en la NFPA 70E exige que se implementen otras alternativas al trabajo de panel abierto si es posible y práctico, incluida la “sustitución” de tareas no peligrosas por peligrosas. Afortunadamente, existen soluciones efectivas para prácticamente todos estos tipos de inspección que «sustituyen» métodos más seguros de recopilación de datos mediante un enfoque de seguridad por diseño y el uso de dispositivos de seguridad de mantenimiento eléctrico (EMSD).

Las soluciones de inspección de mantenimiento, como las que ofrece IRISS INC., se pueden instalar en prácticamente cualquier transformador y permiten a los usuarios realizar inspecciones visuales, infrarrojas y ultravioleta a través de un solo dispositivo. Las ventanas rectangulares de la serie CAP de gran formato significan que se puede utilizar una sola unidad para las conexiones de BT y otra para las conexiones de AT en un transformador. Además, estas ventanas en el lado de alta tensión pueden equiparse con sensores de ultrasonido que permiten al usuario escuchar en el compartimento de cables del equipo a través de un cable adaptador a un detector de ultrasonidos portátil. Mientras manipula la cubierta de este tipo de ventanas, el equipo permanece en una condición cerrada y protegida y el técnico no viola el límite de aproximación restringido, por lo que, según NFPA 70E Tabla 130.5 (C), no necesitan usar ningún PPE especial como no hay mayor probabilidad de que ocurra un arco eléctrico.

Inspección de Ventanas Ultrasonido Descargas Parciales

La frecuencia óptima de las diferentes técnicas de inspección es función de la criticidad de los activos en cuestión: Siguiendo un enfoque de análisis de efectos y modos de falla (FMEA) de equipo multifuncional, cada instalación debe intentar clasificar sus activos según el costo de reemplazo, el tiempo de entrega, el costo promedio de reparación, el tiempo medio de reparación (MTTR), los posibles impactos de seguridad de la falla, el potencial impactos ambientales de fallas y costo de tiempo de inactividad para el activo. A continuación, los activos se clasifican como críticos para el funcionamiento de la instalación, importantes para el funcionamiento de la instalación o como activos de apoyo con un impacto limitado en la instalación según un sistema de puntos acordado.

La siguiente tabla proporciona una recomendación normal para la frecuencia de inspección para las diferentes tecnologías CBM basadas en la criticidad de los activos del transformador.

Criticidad del TransformadorTermografíaVisualUltrasonido AéreoUltrasonido EstructuralDescargas ParcialesMuestreo de Aceite
CríticoMensualMensualCuatrimestralCuatrimestralCuatrimestralSemi-Anual
ImportanteCuatrimestralCuatrimestralSemi-AnualSemi-AnualSemi-AnualAnual
ApoyoAnualAnualAnualAnualAnualBi-Anual

Es imperativo que los datos se recopilen y se establezcan tendencias a lo largo del tiempo. Para muchos de estos parámetros medidos, se puede establecer una línea de base para el funcionamiento «normal» poco después de que el transformador entre en servicio.

Las evaluaciones de la salud de los activos solo se pueden realizar recopilando datos a intervalos regulares y comparando tendencias a largo plazo. Nuevamente, los parámetros clave que se recopilan para cada tipo de inspección son los siguientes:

Infrarrojo

  • Temperatura en las conexiones del lado primario
  • Temperatura en las conexiones del lado secundario
  • Temperatura en los cables
  • Escaneo de temperatura del tanque de aceite (para puntos calientes y fríos que indiquen posibles problemas)
  • Diferencial de temperatura entre el tanque principal y el tanque del cambiador de tomas bajo carga

Ultrasonido aéreo

  • Valores de decibelios en puntos de prueba predeterminados: cuerpo del transformador, lado primario, otros.
  • Análisis de la forma de onda en el dominio de tiempo y la frecuencia, para determinar la naturaleza de las descargas parciales.

Visual

  • Ingreso de polvo, ingreso de agua, ingreso de plagas
  • Manchas de agua previamente estancada
  • Corrosión
  • Signos visuales de descarga parcial (si se detectan mediante otras técnicas CBM)
  • Funcionamiento del ventilador
  • Fuga de aceite
  • Bushings sucios

Ultrasonido transmitido por estructuras

  • Valores de decibelios en puntos de prueba definidos
  • Análisis de forma de onda para la determinación del tipo de falla

Muestreo de aceite

  • Presión de aceite
  • Temperatura del aceite
  • Calidad del aceite (acidez, contenido de humedad y otras propiedades dieléctricas)
  • Niveles de gases disueltos (ppm), tales como Etano, Etileno, Acetileno, otros.

TEV (descarga parcial)

  • Valores de decibelios en puntos de prueba predeterminados
  • Gráficos de descargas parciales de fase resuelta (análisis comparativo de tendencias)

Resumen

El uso de EMSD (Dispositivos de seguridad de mantenimiento eléctrico) como ventanas infrarrojas de inspección de mantenimiento y puertos de muestreo de aceite externos en los transformadores puede eliminar el peligro de las tareas de recopilación de datos CBM y eliminar la necesidad de trabajo de panel abierto energizado. Una vez eliminados los riesgos, la inspección se vuelve posible con un solo técnico sin que se requiera un equipo de protección personal para arco eléctrico engorroso, lo que significa que la recopilación de datos también se puede realizar de manera mucho más eficiente. Con una mayor frecuencia de inspección, los problemas potenciales que conducen a fallas inesperadas de los transformadores se pueden detectar antes y se puede iniciar una intervención preventiva. Esto no solo garantiza el cumplimiento de las pautas de NFPA 70E, sino que también tiene sentido económico para monitorear y proteger sus activos críticos de transformadores. La experiencia ha demostrado que la protección del transformador mediante fusibles por sí sola no es adecuada para prevenir incendios en caso de cortocircuito. La clave es prevenir las posibles causas de un cortocircuito detectando las señales de alerta temprana con técnicas CBM.

Con una mayor cantidad de datos recopilados sobre el estado de su transformador, esto puede crear nuevos desafíos en cómo registrar y generar tendencias en los datos de manera significativa. Un artículo futuro abordará el uso de etiquetas de activos inteligentes para ayudar con este desafío.

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Cuéntanos tus comentarios y anécdotas.

  • Antes de que leyeras el artículo, ¿sabías que le podías instalar ventanas de inspección a tus transformadores?
  • ¿Ya habías hecho inspecciones con ultrasonido y descargas parciales a tus transformadores?
  • ¿Cuándo fue la última vez que le realizaste mantenimiento a tus transformadores?

¡Te leemos!

One comment

  • Jennipher Alfonso

    octubre 27, 2020 at 9:34 am

    ¿Por qué arriesgar nuestras vidas y la de nuestros colegas abriendo equipos energizados?

    Es necesario saber cuándo nuestros equipos van a fallar, pero hacerlo exponiendo la vida humana no es la mejor manera de hacerlo.
    Este artículo da una referencia clara de tecnologías eficientes «EMSD» dispositivos de seguridad para mantenimiento eléctrico, las diversas alternativas y la adopción de criterios según NFPA 70, OSHA, otros.

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