Caso de estudio: SubMonitor Argentina

Escrito por Carlos Vergara

 

Recientemente se presentó un caso interesante de desbalance de corriente en una instalación de un motor sumergible  al norte de Argentina.

Como en muchos otros casos, las protecciones del motor reconocieron el problema y protegieron la integridad del equipo apagándolo y suspendiendo su operación.  Posteriormente, personal de servicio de un distribuidor de Franklin Electric en la zona atendió a la llamada del usuario final ya  que esta falla era recurrente y no permitía trabajar al motor de manera continua.

Al llegar a la instalación, el personal de servicio procedió a evaluar la situación y realizó pruebas para determinar si el problema de desbalance de corriente se encontraba del lado del motor o del lado del suministro.

Esta prueba es sencilla y consiste en rotar cada uno de los cables del motor para determinar si la fase desbalanceada se mueve o se queda estática. Si la fase desbalanceada se mantiene en la misma terminal se puede asumir que el origen del desbalance no se debe al motor. A continuación, se hace lo mismo con las terminales que vienen del suministro eléctrico para determinar qué línea tiene el problema y se busca la mejor conexión con el menor desbalance.

Así mismo, se toman lecturas del voltaje de alimentación sin carga (motor apagado) y con carga (motor encendido) para observar si las lecturas cambian y si el sistema tiene capacidad para operar la carga. Como dato curioso, en este caso particular, a pesar del desbalance de corriente que accionaba las protecciones del motor, el voltaje se veía estable y balanceado, detalle que no concordaba con las mediciones de corriente. Una corriente desbalanceada por un problema en el lado del suministro supondría un desbalance de voltaje cuando la carga es conectada a la red de energía eléctrica.

Dado que no había causas aparentes para el desbalance de corriente se optó por recurrir a un recurso más sofisticado. En este caso se decidió tomar lecturas de termografía infrarroja para poder detectar puntos calientes en el sistema eléctrico que pudieran ayudar a dar con la causa del desbalance percibido al encender el motor.

Se hicieron mediciones en el arrancador, los cables del motor cables de alimentación, transformador y líneas de transmisión, encontrando lecturas de temperatura dentro de los parámetros esperados. La línea desbalanceada presentaba un ligero sobrecalentamiento  a lo largo de todo el recorrido hasta el transformador, mientras que el resto de las líneas tenía lecturas aceptables.

Durante la inspección del transformador y el circuito de baja tensión se encontró una lectura muy por encima de lo esperado. Se observaron lecturas entre 82.6°C y 91.7°C en un fusible del circuito de baja tensión, mientras que el resto de los fusibles presentaba lecturas alrededor de los 21°C.

De esta forma, se pudo determinar la zona del problema y se pudieron tomar las medidas correctivas. Se encontró que el fusible de baja tensión de una fase estaba mal ajustado y no hacia buen contacto con las terminales de conexión. Esta condición estaba ocasionando problemas de arco eléctrico y sobrecalentamiento en esa fase además del desbalance de corriente.

Una vez encontrado el problema, se hicieron los ajustes necesarios y el equipo opero con normalidad y la protección dejó de desconectar el motor.

El uso de la técnica de termografías infrarrojas resultó de gran ayuda para poder identificar  un problema que no era visible a simple vista y nos permite exponer de manera visual los problemas adicionales ocasionados por el desbalance de corriente. Independientemente de la sobre corriente derivada, se puede ver que la temperatura de los conductores es más elevada de lo normal, constituyendo un riesgo para la integridad del forro de los conductores de fuerza. Aun cuando las protecciones del motor pueden ser anuladas o canceladas para permitir operar al motor bajo condiciones desfavorables, el sobrecalentamiento derivado de este tipo de problemas constituye no solo un riesgo para el equipo sino para la seguridad de los operadores del pozo. El forro de un conductor sobrecalentado puede literalmente derretirse y dejar expuesto el conductor comprometiendo la seguridad de la instalación y de los usuarios.

Por otro lado, el fenómeno de sobrecalentamiento no es exclusivo de un mal ajuste de conexiones. El enemigo número 1 de cualquier máquina es el sobrecalentamiento y prácticamente cualquier problema eléctrico o mecánico trae consigo un sobrecalentamiento también que en el tiempo resulta ser muy dañino para un motor eléctrico y constituye una causa de falla altamente destructiva en los equipos. En el caso del desbalance de voltaje el incremento de temperatura es un factor de mucho cuidado. La tabla siguiente muestra el porcentaje de incremento de temperatura como efecto de un cambio porcentual en el desbalance de voltaje. De la figura se puede ver que un desbalance de voltaje de tan sólo 5% genera hasta un 50% de incremento en temperatura.1

Finalmente, este caso es interesante porque nos abre el panorama para poder llevar a cabo diagnósticos de instalación en  casos de desbalance con más recursos técnicos. Comúnmente centramos nuestra atención a fallas en el suministro eléctrico o a problemas en el motor pero pasamos por alto otras causas también comunes y más simples de resolver como en este caso, una conexión mal ajustada o mal apretada. De la misma forma, usted podría enfrentarse a un caso similar donde teniendo acceso a un sistema de medición de temperatura como el de termografías, podrá identificar más rápidamente los puntos calientes o de atención para poder resolver el problema y evitar una falla en su equipo de bombeo.