Descargas Eléctricas

Es importante notar que una descarga no necesariamente debe golpear directamente los motores para causar daño en estos. Más frecuentemente, una descarga atmosférica en las cercanías que golpea una línea de distribución es suficiente para generar voltajes inducidos extremadamente altos en el cableado hacia el motor.

Una falla por descarga puede presentarse incluso en un día soleado

Un golpe directo de una descarga puede dañar permanentemente un motor al instante. Pero en la realidad, la mayoría de las veces no pasa así. Cuando una descarga moderada llega a un motor, esta deja su “registro” – una trayectoria de carbón en el aislamiento del motor. A medida que descargas subsecuentes llegan al motor, los picos de voltajes subsecuentes siguen esa misma trayectoria de carbón haciéndola mas grande. En algún determinado momento, esta trayectoria o trazo de carbón se vuelve tan amplio que un voltaje de operación normal puede seguir degradando el aislamiento. Esto ocurre, hasta que cierto día (incluso un día soleado) la trayectoria de carbón llega a un punto que un voltaje de operación normal provoca una falla definitiva del motor.

Rayo PtoVallarta 2006Fotografía captada en Puerto Vallarta México en el año 2006

Algunos mitos sobre descargas

La probabilidad de que un motor sufra una descarga eléctrica siempre está presente sin importar el tipo de fabricación del motor, su diseño o el sistema de lubricación. Estas descargas pueden presentarse tanto en motores con lubricación de aceite como en motores encapsulados. Los motores de 2 hilos tienen la misma probabilidad de sufrir una descarga de este tipo que los motores de 3 hilos. De la misma forma, las descargas pueden dañar tanto motores de 1 fase como motores trifásicos.

También debemos estar conscientes de que, dependiendo de la magnitud de la descarga eléctrica y la corriente que la sigue, el daño al cableado y otro equipo eléctrico puede ser o no aparente a simple vista.

Cómo una sobrecarga eléctrica afecta los motores sumergibles

Como sabemos, un pico de voltaje (sobrecarga) puede deberse a una descarga atmosférica o una alteración del suministro (cambios en las redes de suministro, interrupciones de servicio / restablecimientos de energía, etc.). En cualquier caso, esta sobrecarga siempre busca “aterrizarse”. Para esto, los estratos de agua subterránea (mantos acuíferos) resultan ser el mejor medio para aterrizarse o descargarse. En este caso, los equipos de bombeo sumergible resultan estar justo en el camino de estos picos de voltaje al momento de buscar una tierra real. Es decir, la carcasa de un motor sumergido en agua subterránea se convierte en un excelente camino para que la sobrecarga se “aterrice” causando una diferencia de potencial muy alto entre las líneas de alimentación (bobinas) y el exterior.

¿Cómo reducir la incidencia de descargas en un motor sumergible?

Una de las formas más efectivas para reducir la incidencia de descargasMotor con Supresor de Picos eléctricas en un motor sumergible es a través del uso de supresores de picos. Estos momentáneamente generan un arco eléctrico internamente para desfogar picos de voltaje potencialmente destructivos hacia la carcasa y/o manto acuífero y una vez que han reducido este potencial a un nivel normal, regresan a un estado de circuito abierto. Muchos años de experiencia muestran que estos supresores de picos reducen en gran medida las fallas por estas sobretensiones. Sin embargo, aún así es posible llegar a tener fallas de motores por descargas atmosféricas directas en las líneas de los secundarios o cuando estas sobrepasan los límites de protección intrínsecos de los materiales (por naturaleza nunca podrán ser evitados el 100% de los casos).

El uso apropiado de los supresores nos ayuda en gran medida a reducir las posibilidades de falla. Sin embargo, los supresores de pico cuando no son aterrizados adecuadamente ofrecen muy poca o ninguna protección. Para que un supresor sea lo mas efectivo posible, es absolutamente necesario aterrizarlo a la “tierra del estrato acuífero” (por ejemplo, aterrizar el supresor a la carcaza del motor). De la misma forma, muy poca o ninguna protección se obtiene cuando el supresor se aterriza con una varilla de tierra o un “delta de tierras”.

Diferentes opciones de supresor de picos para instalaciones de motores sumergibles

  • Supresor de picos integrado internamente en los motores: Característica única en motores Franklin Electric de 4” monofásicos hasta 5HP y todos los motores trifásicos hasta 3HP (fácilmente identificables por un diagrama de un papalote en el estator)

Papalote

  • Supresor de picos monofásico: típicamente montado en las cajas de control
  • Supresor de picos trifásico: incluido en paquete cuando se solicita equipo de protección Submonitor Premium

Supresor Trifasico

En instalaciones donde no se utiliza el cable de tierra desde el motor hasta la caja de control o arrancador, se recomienda colocar un cable desde la tubería metálica de descarga del pozo o desde el ademe del pozo hasta el supresor de picos. Los cables para aterrizar los supresores deben ser de cobre tipo trenzado de igual o mayor calibre al utilizado para energizar el motor (y como mínimo 12 AWG). Es aún de mayor utilidad si el supresor se aterriza también (además de la tubería de descarga o ademe), a la tierra del suministro eléctrico.

Procedimientos que nos ayudan a determinar si un motor ha sido dañado por una descarga

  • Motor instalado en el pozo

Utilice un Multímetro para verificar la resistencia en los devanados del motor de acuerdo al manual de Aplicación, Instalación y Mantenimiento (AIM) de Franklin Electric. Después, utilizando un Megger, verifique la resistencia de aislamiento entre todas las líneas y tierra de acuerdo a los valores en la página 45 del manual AIM.

Multímetro - Megger

  • Motor fuera del pozo

Visualmente verifique el motor por señales de daño tales como cables o conectores quemados o achicharrados. También inspeccione el interior de las cajas de control o arrancadores para señales del mismo tipo. Busque agujeros a través de la carcaza del estator; particularmente cerca del área donde se conecta el cable del motor. Sujete la flecha del rotor y trate de girarla. Si no se puede girar, es muy probable que la lámina interna del estator se haya abultado o expandido debido al calentamiento provocado por altos voltajes inducidos. Busque también cualquier cambio de color (generalmente el acero inoxidable se torna azul) en la carcaza del motor. Reconfirme los datos de resistencia de aislamiento (con Megger) y de resistencia de bobinas (con Multímetro) de acuerdo a los valores indicados en el manual AIM.

Motor con Descarga Eléctrica

Esperamos que la información presentada en este Franklin Aid le sea de utilidad y ayude a estar mejor preparado para prevenir e identificar daños por sobretensiones o descargas cuando estas ocurren.