Identificarea nesimetriilor şi suprasarcinilor din sistemele electrice cu Fluke Ti25

25 IUNIE 2008

Realizând inspecţii şi măsurători ale gradienţilor de temperatură la nivelul fiecărei faze dintr-un panou electric, se pot identifica cu uşurinţă anomaliile de funcţionare datorate nesimetriilor sau suprasarcinilor electrice. O nesimetrie electrică poate apărea din diferite cauze: o problemă de distribuţie a energiei electrice, o scădere a rezistenţei de izolaţie la nivelul înfăşurărilor unui motor electric etc. Chiar şi o mică nesimetrie electrică poate cauza deteriorarea unui motor electric datorită reducerii tensiunii de alimentare şi implicit a creşterii curentului consumat.
În aplicaţiile practice este aproape imposibil să se realizeze o echilibrare perfectă a consumului pe toate cele 3 faze. Pentru a veni în sprijinul celor care utilizează echipamentele trifazice, NEMA (National Electrical Manufacturers Association) a definit o serie de standarde care corespund unor multiple tipuri de sisteme electrice pentru a determina limitele de toleranţă ale nesimetriilor electrice. Aceste standarde reprezintă un suport util pentru intervenţiile de mentenanţă.

Ce trebuie verificat?
Este important să se realizeze imagini termice pentru toate panourile electice şi alte conexiuni cu încărcare mare cum sunt cuploarele, întrerupătoarele etc. Din punctele în care sunt înregistrate temperaturi crescute, circuitul trebuie urmărit şi examinat împreună cu ramurile asociate. Există trei cauze primare ce duc la temperaturi de funcţionare anormale; în general majoritatea se datorează fie rezistenţelor de contact crescute, fie conexiunilor sau contactelor slabe din întrerupătoare.

Ce trebuie căutat?
O încărcare egală pe toate cele trei faze conduce la temperaturi egale. Într-o situaţie de nesimetrie electrică, cu cât este mai crescută încărcarea pe una din faze cu atât temperatura măsurată la nivelul acesteia va fi mai crescută datorită rezistenţei electrice a conductorului. Dezechilibrele de sarcină, fie că sunt normale sau în afara limitelor, apar la fel de calde pe fază sau pe partea circuitului care este subdimensionat ori supraîncărcat. Dezechilibrele cauzate de prezenţa armonicilor în reţea crează o situaţie similară; în această situaţie trebuie verificate specificaţiile tehnice şi sarcina efectivă a circuitului pentru a determina care este cauza exactă a problemei.

Ce anume reprezintă o situaţie de alarmă?
Ca şi în cazul identificării contactelor electrice slăbite sau corodate, reparaţiile trebuie să fie programate ţinând cont în primul rând de limitele de siguranţă ale funcţionării echipamentelor. Standardele impuse de NETA (International Electrical Testing Association) menţionează faptul că atunci când diferenţa de temperatură (DT) dintre două componente similare care funcţionează la acelaşi nivel de încărcare depăşeste 15°C se impune o intervenţie imediată. Aceeaşi organizaţie de asemenea recomandă o intervenţie şi în cazul în care diferenţa de temperatură (DT) dintre o componentă electrică şi mediul înconjurător depăşeşte 40°C. În plus, standardele NEMA privind nesimetriile electice la circuitele trifazice (NEMA MG1-12.45) avertizează asupra intervenţiilor la nivelul unui motor al cărui dezechilibru electric depăşeşte 1%. Aceste limite procentuale variază pentru fiecare gamă de echipament în parte.

Care este costul unei potenţiale defectări?
Cel mai comun efect al nesimetriilor electrice este defectarea motoarelor electrice. Costul total al repunerii în funcţiune este dat de costul combinat al motorului, manopera necesară pentru a-l înlocui, costul de producţie generat de timpul de oprire şi nu în ultimul rând costul materiei prime ce se află în producţie la momentul survenirii defectului şi care trebuie îndepărtată.
Presupunem costul de înlocuire al unui motor de 50 hp ca fiind de 5.000€ în fiecare an incluzând aici şi manopera. De asemenea, presupunem un necesar de minim 4 ore de oprire a producţiei cu o pierdere de circa 6.000€ pe oră. Astfel se poate calcula un cost total al defectării unui motor electric ca fiind: 5.000€ + (4 x 6.000€) = aprox 29.000€ anual.

Acţiuni imediate
Atunci când într-o imagine termică se observă că un întreg conductor din cadrul unui circuit electric este mai cald decât alte componente similare, conductorul respectiv este fie supraîncarcat fie subdimensionat din punct de vedere al curentului electric transportat.
La fel ca şi în cazurile precedente, se impune de asemenea utilizarea unui tester de rezistenţă a izolaţiei, cleşte de curent, sau a unui analizor de calitate a energiei pentru a măsura distribuţia curentului pe fiecare fază în parte şi identificarea posibilelor defecte de la nivelul izolaţiei conductorilor. Din punct de vedere al tensiunii, în general, tensiunea de linie trebuie să aibă o valoare care să nu depăşească specificaţiile electrice ale liniei / echipamentelor. De asemenea, tensiunea de nul arată în ce proporţie sistemul este încărcat şi ajută la identificarea armonicilor. O tensiune de nul mai mare de 3% impune investigaţii ulterioare amănunţite.
Încărcarea circuitelor se schimbă iar încărcarea pe una din faze poate să varieze aproape instantaneu cu 5% dacă apare un consum semnificativ pe acea fază. Căderile de tensiune de la nivelul siguranţelor şi întrerupătoarelor indică de asemenea o nesimetrie în funcţionare (în cazul unui motor) iar din punct de vedere termic acestea se identifică prin “pete” sau puncte de temperatură crescută în acele zone. Înainte de a se lua o decizie asupra cauzei problemei identificate este necesară o dublă verificare utilizând atât o cameră de termoviziune cât şi un multimetru sau cleşte de curent.
Nicio parte a unui circuit electric fie că este vorba de sursă fie de ramurile de distribuţie sau conexiunile electrice nu trebuie să funcţioneze la o încărcare apropiată de limita maximă impusă. În ecuaţiile folosite în stabilirea limitelor de încărcare ale unui circuit trebuie să se ţină cont de asemenea şi de prezenţa armonicilor. Cea mai simplă şi la îndemână soluţie pentru remedierea nesimetriilor într-o reţea electrică trifazată este redistribuirea sarcinii de-a lungul circuitului sau intervenţia atunci când sarcina se modifică în timpul funcţionării.
Utilizând programele asociate unei măsurători prin termoviziune fiecare problemă astfel identificată poate fi inclusă într-un raport de inspecţie împreună cu o serie de explicaţii şi sugestii pentru remediere. Imaginea de mai sus prezintă o temperatură crescută la nivelul întregului conductor indicând o încărcare nesimetrică pe una din faze.

Ing. Radu DUMITRESCU
SC RONEXPRIM SRL
Str Cotiturii, nr 5, sector 1, 010885 Bucureşti
Tel: 021/314 3599, 8, 7
Fax: 021/313 6244
rd@ronexprim.com
www.aparate-masura-control.ro
www.ronexprim.com
www.termoviziune.com

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre