Para poder detectar los defectos que se exponen en el post: “Causas de averías eléctricas en alternadores y motores de AT.”
es conveniente realizar
periódicamente una revisión en la que se incluyen una serie de operaciones que
comportan una inspección visual cuidadosa y la realización de ensayos no
destructivos. Las prácticas de mantenimiento más convenientes se describen a
continuación.
Normas para evitar la absorción de agua en los devanados
Para evitar la condensación de
vapor de agua en la superficie de los devanados y su absorción posterior en
máquinas que deben permanecer paradas durante un largo periodo de tiempo, se
deben seguir las siguientes reglas:
- Mantener la temperatura de los devanados ligeramente por encima de la temperatura ambiente, para impedir la condensación del vapor de agua. Generalmente bastará con una diferencia de temperatura del orden de 5 ºC. Si la sala de máquinas está sometida a variaciones bruscas de temperatura es preciso aumentar este margen de seguridad.
- La cantidad de calor necesario para mantener esta diferencia de temperatura de 5 ºC, puede calcularse mediante la fórmula aproximada:
Siendo:
H
= potencia calorífica en kW
D
= Diámetro de la carcasa en m.
L
= Longitud del estator en m.
Esta fórmula es válida para generadores o motores de eje horizontal de carcasa cerrada. El calor necesario puede aportarse mediante estufas introducidas en el recinto de la máquina. Si la máquina está desmontada, se la deberá cubrir con una lona o similar para favorecer la concentración de calor en los devanados. También puede aportarse este calor haciendo circular una corriente continua por el devanado de excitación del rotor; normalmente bastará con una corriente igual al 15 % de la nominal de excitación.
Eliminación del agua absorbida por los devanados
En las máquinas que han sufrido
una inundación o han estado durante un periodo largo de tiempo paradas en un
ambiente húmedo sin que se haya previsto ningún medio para evitar la absorción
de agua por los devanados, es preciso generalmente proceder a un secado
cuidadoso antes de ponerlas de nuevo en servicio.
La eliminación de agua se puede
realizar por calentamiento hasta alcanzar una temperatura no superior a 90 ºC
en la parte del devanado fuera de las ranuras. El calentamiento puede hacerse
mediante estufas o haciendo circular una corriente por los devanados del
estator.
En máquinas que han sufrido una
inundación, es preferible calentar de manera cíclica, no sobrepasando la
temperatura de 90 ºC, salvo que el fabricante de la máquina indique lo
contrario.
El calentamiento debe ser
paulatino, sin brusquedades, para evitar la formación excesiva de vapor en el
interior del aislamiento.
El control del proceso de secado
se puede realizar mediante la medida periódica del Índice de Polarización con
un generador de corriente continua de 500, 1000 o 5000 V. hasta conseguir un
valor superior a 2.
Es necesario prever siempre una
ventilación suficiente durante el calentamiento para favorecer la salida del
vapor de agua producido.
Si se utilizan estufas, se
deberán distribuir convenientemente de forma que el calentamiento de la máquina
sea uniforme.
El calentamiento también puede
lograse haciendo circular por los devanados principales del estator una
corriente alterna. Esta corriente puede obtenerse haciendo girar la máquina en
cortocircuito; es preciso en este caso un cuidadoso control de la velocidad y
la excitación para evitar calentamientos excesivos tanto en los devanados por
exceso de corriente como en los cojinetes por defecto de engrase si la
velocidad es reducida.
Eliminación de la contaminación superficial
En máquinas de ventilación
abierta, el depósito de polvo amasado con agua y aceite sobre los devanados
puede ser considerable. En este caso es conveniente proceder a una limpieza de
la superficie de las bobinas, generalmente no basta con una limpieza en seco y
es necesario utilizar un producto disolvente que no ataque a la superficie de
las bobinas.
Esta limpieza no debe
considerarse como absolutamente efectiva, pues, si bien reduce las corrientes
de fuga a lo largo de la superficie del devanado situado fuera de las ranuras,
puede no tener ninguna influencia sobre el riesgo de perforación cuando existen
grietas en el aislamiento, pues la suciedad acumulada en dichas grietas no
desaparece por limpieza, e incluso puede empeorar al rellenarse las grietas que
antes estaban limpias.
Revisiones
Es recomendable establecer un
programa periódico de revisiones que incluyan la extracción del rotor y el
estator del estado del alternador mediante inspección visual y ensayos. Lo
normal es hacer coincidir estas revisiones con las de otros elementos mecánicos
o con periodos de parada prolongada. El periodo de las revisiones sucesivas
debe también ajustarse a los resultados obtenidos en cada revisión, con un
mínimo de unos dos años y un máximo de cinco.
Se recomienda también una
revisión general inmediatamente después de haber sufrido el alternador unas
condiciones de falta severa, como un cortocircuito próximo a la máquina o un
cierre en oposición de fase, para observar posibles deformaciones de las
bobinas o rotura de amarres. Normalmente bastará en estos casos dejar
accesibles las partes externas del devanado, sin que sea normalmente necesario
sacar el rotor.
Para proceder a una revisión
completa es conveniente sacar el rotor de la máquina, para poder hacer una
inspección visual detallada. Si el rotor no se extrae, esta inspección no podrá
realizarse correctamente, pero sí los ensayos que se citan en la 2ª parte de
este post, los cuales pueden hacerse con el rotor montado.
Inspección visual
La inspección visual es una
práctica de mantenimiento insustituible para la detección de ciertos defectos o
posibles causas de avería. En está inspección se deberán observar los
siguientes elementos:
Devanado del estator:
a) Grado de contaminación superficial de las barras de bobina. Si se considera necesario, deberá hacerse una limpieza en la forma que se ha indicado para la “Eliminación de la contaminación superficial”.
b) Existencia de deformaciones en las partes exteriores al núcleo que pudieran haberse producido por esfuerzos electrodinámicos durante, por ejemplo, un cortocircuito.
c) Existencia de grietas, erosión por rozamiento o huellas de golpes en el aislamiento.
d) Existencia de polvillo blanco en la zona de las bobinas a la salida de las ranuras, en las cabezas de bobina o en barras colectoras. Este polvillo es normalmente debido a efecto corona, que erosiona la superficie del devanado.
e) Existencia de hinchamientos y falta de adherencia entre las diferentes capas del aislamiento.
f) Comprobación de apriete de las cuñas de cierre de ranura. Esta operación se puede realizar golpeando las cuñas con un martillo ligero: un ruido claro indicará falta de presión entre la cuña y la bobina. Las cuñas flojas deberán reemplazarse.
g) Comprobación del apriete de las bobinas contra los anillos de sujeción, cuerdas de amarre y tacos de separación entre bobinas. Esta operación puede hacerse también golpeando los tacos de separación con un martillo ligero. Deberán reemplazarse las cuerdas y tacos flojos o rotos.
h) Comprobar si hay indicios de vibración de las bobinas en forma de polvo producido por erosión del aislamiento en las zonas de contacto de las bobinas con tacos de separación o amarres.
i) Observar el aislamiento en la zona de conexión entre bobinas y a las barras colectoras. Una decoloración de estas zonas puede ser debido a calentamiento de las conexiones.
j) Revisar el cableado de los detectores de temperatura del devanado y los terminales de la caja de conexiones.
k) Comprobar el estado de los tubos de ventilación de las bobinas en los alternadores refrigerados por H2.
l) Observar el estado del barniz superficial de acabado. Si aparece resquebrajado o falta de algunos puntos, se debe proceder a aplicar una nueva capa de barniz de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
Núcleo:
a) Verificar si hay presencia de aceite o suciedad en la superficie interna del núcleo.
b) Comprobar que no existen signos de erosión mecánica por rozamiento con el rotor o algún elemento extraño.
c) Comprobar el estado de limpieza de los canales de ventilación del núcleo.
d) Verificar si aparecen indicios de vibración de las chapas, que suelen originar un depósito de polvillo rojizo.
e) Observar cualquier variación de la coloración de la superficie del núcleo, que podría deberse a calentamientos locales por corrientes de Foucault al haberse perdido el aislamiento entre chapas, probablemente por falta de apriete o vibración.
f) Comprobar el apriete de los pernos de sujeción del núcleo.
Rotor:
a) Contaminación superficial del bobinado. Si es necesario se hará una limpieza en la forma descrita en “Eliminación de la contaminación superficial”.
b) Verificar si hay movimiento o desplazamiento de las bobinas.
c) Comprobar el estado del aislamiento entre espiras y a tierra.
d) Inspeccionar las conexiones entre las bobinas y los anillos colectores.
e) Comprobar el apriete de las piezas polares.
f) Observar el estado del barniz de acabado de las bobinas. Si está agrietado o ha saltado alguna en alguna zona, se debe proceder a aplicar una nueva capa de barniz.
g) Comprobar el apriete de las barras del devanado amortiguador.
h) Comprobar el estado de los aislamientos del colector.
i) Comprobar el estado de la superficie de los anillos colectores, presión de las escobillas y vibración de los portaescobillas.
Excitatriz:
a) Comprobar el estado de limpieza de las bobinas y, si es necesario, limpiarlas en la forma descrita en “Eliminación de la contaminación superficial”.
b) Observar el estado del barniz de acabado y, si es preciso, barnizarlas de nuevo.
c) Inspeccionar el colector y escobillas. Si es necesario, pulirlo o rectificarlo.
Barras de salida:
a) Comprobar el estado de limpieza de barras, Pasamuros y aisladores soporte.
Continua en: Mantenimiento eléctrico de Alternadores y Motores de Alta Tensión (Parte 2ª)
https://imseingenieria.blogspot.com/2016/12/mantenimiento-electrico-de-alternadores.html
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https://imseingenieria.blogspot.com/2016/12/mantenimiento-electrico-de-alternadores.html
FUENTE:
ASINEL: Mantenimiento eléctrico de alternadores y motores de alta
tensión
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