Tecnología infrarroja – Usos, tipos y aplicaciones eléctricas

Al poder realizar inspecciones desde una zona fuera de peligro, los trabajadores pueden mantenerse a salvo y reducir el costoso tiempo de inactividad.

Todos los objetos emiten energía infrarroja (IR), conocida como una firma de calor. Las herramientas IR detectan y miden esa energía. El uso de la tecnología IR para la identificación de problemas y el mantenimiento, proporciona enormes ventajas en muchas aplicaciones industriales, comerciales y residenciales.

Una de las mayores ventajas de las herramientas de IR para los electricistas es que, debido a que los dispositivos no están en contacto con as partes energizadas, puede inspeccionar el equipo mientras está funcionando mientras se mantiene a una distancia segura.

Esto acelera la resolución de problemas y reduce el tiempo de inactividad. También hace que sea práctico realizar verificaciones de mantenimiento más frecuentes y, por lo tanto, aumentar la probabilidad de detectar problemas eléctricos en una etapa temprana. Sin embargo siempre se debe cumplir con todas las normas de seguridad de medición eléctrica y usar equipo de protección personal (PPE) adecuado, pero ahorra tiempo al no tener que realizar procedimientos de bloqueo y etiquetado antes de comenzar la inspección.

La tecnología infrarroja está disponible en una variedad de herramientas, que incluyen cámaras infrarrojas (también denominadas cámaras termográficas), termografos de infrarrojos visuales y termografosde infrarrojos (a menudo denominados pistolas de calor). El calor anormal (o la falta de él) es un indicador común de muchos problemas en el suministro eléctrico o los sistemas de distribución, y la tecnología IR se dedica a detectar diferencias de temperatura. Por lo tanto, estas herramientas son especialmente útiles para la solución de problemas eléctricos y para encontrar problemas como:

  • Sistemas sobrecargados o corriente excesiva.
  • Conexiones flojas, apretadas, sucias o corroídas
  • Fallas de componentes
  • Errores de cableado o componentes sub-especificados.
  • Problemas de calidad de energía como desequilibrio de fase o armónicos

Opciones de herramientas IR:

Existen tres categorías básicas de herramientas de medición IR, cada una adaptada a un nivel diferente de inspección:

Termómetros IR:

Los termómetros IR miden la temperatura en un solo punto. Si ya sabe dónde está el problema, puede apuntarlo con el termómetro de infrarrojos y obtener una lectura digital de la temperatura promedio del área. Estos son buenos para inspeccionar rápidamente transformadores, paneles eléctricos, disyuntores, motores y conductores para puntos calientes.

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Termómetros de infrarrojos visuales:

Los termómetros de infrarrojos visuales superan la brecha entre los termómetros de infrarrojos y las cámaras de infrarrojos (también denominadas cámaras termográficas). Al igual que los termómetros de infrarrojos, los termómetros de infrarrojos visuales son de apuntar y disparar, pero también proporcionan una imagen térmica de baja resolución e incluyen una cámara digital para que pueda combinar una imagen de luz visible con la superposición del mapa de calor para identificar la ubicación de un problema. Puede localizar rápidamente temperaturas anormales en los paneles eléctricos y el cableado, los disyuntores o protecciones, los paneles, los interruptores y los fusibles.

Cámaras IR:

Las cámaras IR (cámaras de imágenes térmicas) proporcionan imágenes de mayor resolución y mucha más información sobre los objetos de destino que un termografo IR visual. También son efectivos desde distancias más largas, lo que permite a los electricistas inspeccionar el equipo desde fuera de la zona de arco eléctrico. Las aplicaciones comunes incluyen la inspección de armarios de conmutación, paneles eléctricos, conductores trifásicos y bandejas porta cables.

Las ventanas IR mejoran aún más los beneficios de seguridad de la tecnología IR al permitirle realizar escaneos IR e inspecciones de luz visible de equipos eléctricos energizados a través de una ventana especializada de servicio pesado, en lugar de tener que abrir la puerta del panel o del gabinete del equipo de conmutación. Esto reduce significativamente el potencial de incidentes de arco eléctrico.

Aplicación de herramientas IR en aplicaciones eléctricas cotidianas:

Los electricistas pueden usar herramientas de IR tanto para diagnosticar problemas como para verificar que las reparaciones son exitosas. Obtener los mejores resultados con un dispositivo de IR requiere capacitación sobre el uso adecuado de la herramienta y sobre cómo las diferentes superficies de los materiales emiten, absorben o reflejan la energía de IR.

Las superficies de metal brillante o pulidas, por ejemplo, pueden mostrar lecturas incorrectas en su dispositivo de infrarrojos si no tiene en cuenta lo que se llama la «emisividad» de las superficies de material. Conocer la emisividad y ajustarla cuando sea necesario le permitirá utilizar mejor su herramienta IR para tomar temperaturas precisas y comprender la información que proporciona.

Con este conocimiento y capacitación, está listo para abordar algunos de los problemas eléctricos más comunes que se pueden encontrar con las herramientas de IR:

Desequilibrio trifásico : comience por capturar imágenes térmicas de paneles eléctricos y otros puntos de conexión de alta carga, como unidades, desconexiones y controles. Dondequiera que descubra temperaturas más altas, siga ese circuito con su cámara termográfica y examine los ramales y cargas asociadas.

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Compare las tres fases lado a lado y verifique las diferencias de temperatura. Un circuito frío de lo normal podría indicar un componente defectuoso. Las fases más pesadas aparecerán más cálidas. Un conductor caliente puede indicar que es de tamaño insuficiente para la carga normal o está sobrecargado.

Sin embargo, una carga desequilibrada, una sobrecarga, una conexión defectuosa y armónicos pueden crear un patrón similar, así que haga un seguimiento con mediciones eléctricas o de calidad de energía para diagnosticar el problema.

Tenga en cuenta que las caídas de voltaje en los fusibles y los interruptores también pueden aparecer como desequilibrios en el motor y exceso de calor en el punto de la raíz. Por lo tanto, antes de asumir que se ha encontrado la causa, vuelva a verificar con una cámara termográfica y use un multímetro o medidor de pinza para tomar las medidas actuales.

Conexiones y cableado : busque conexiones que tengan temperaturas más altas que las conexiones similares con cargas similares. Las temperaturas más altas podrían indicar una conexión floja, demasiado apretada o corroída con mayor resistencia. Los puntos calientes relacionados con la conexión por lo general, pero no siempre, aparecen más cálidos en el punto de resistencia, y se enfrían a más distancia de ese punto.

En algunos casos, un componente frío es anormal debido a que la corriente se desvía de la conexión de alta resistencia. También puede encontrar cables rotos o de tamaño insuficiente o aislamiento defectuoso. Las pautas de NETA (InterNational Electrical Testing Association) establecen que cuando una diferencia de temperatura entre componentes similares bajo cargas similares excede los 15 ° C, se deben realizar reparaciones inmediatas.

Fusibles : si un fusible aparece caliente en un escaneo térmico, puede estar a su capacidad nominal o cerca de él. Sin embargo, no todos los problemas aparecen como calor. Por ejemplo, si se quema un fusible, producirá una temperatura más fría que la normal.

Al evaluar un punto caliente eléctrico, observe si el calor continúa a lo largo del cable hacia la carga, lo que indica un problema relacionado con la carga, o si está aislado de la conexión, lo que indica un problema relacionado con la conexión.

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Centros de control de motores (MCC) : para evaluar un MCC bajo carga, siga los procedimientos de seguridad para abrir cada compartimiento y compare las temperaturas relativas de los componentes clave, que incluyen barras de bus, controladores, arrancadores, contactores, relés, fusibles, interruptores, desconectadores, alimentadores, y transformadores. Siga las sugerencias anteriores para inspeccionar conexiones y fusibles e identificar el desequilibrio de fase.

Transformadores : para los transformadores llenos de aceite, puede usar una cámara termográfica para observar las conexiones de bujes externos de alto y bajo voltaje, los tubos de enfriamiento y los ventiladores y bombas de enfriamiento, así como las superficies de los transformadores críticos. Los tubos de enfriamiento deben aparecer calientes. Si uno o más tubos están relativamente fríos, es probable que el flujo de aceite esté restringido. Tenga en cuenta que, al igual que un motor eléctrico, un transformador tiene una temperatura de funcionamiento mínima que representa el aumento máximo permitido de temperatura por encima de la temperatura ambiente (típicamente 40 ° C). Un aumento de 10 ° C por encima de la temperatura de funcionamiento de la placa de identificación puede reducir la vida útil del transformador hasta en un 50%.

Es mucho más difícil detectar problemas en los transformadores secos, con un generador de imágenes infrarrojo porque sus temperaturas de bobina son mucho más altas que las temperaturas ambiente.

Hazlo de forma segura:

No hay duda de que la tecnología IR puede ayudar a reducir el peligro eléctrico tanto para la resolución de problemas como para las tareas de mantenimiento. A medida que las herramientas de IR y las ventanas de IR se vuelven más asequibles y fáciles de usar, se están convirtiendo rápidamente en una herramienta de acceso en los cinturones de herramientas para trabajadores eléctricos y en un componente crítico para los programas de seguridad de la empresa.

Recomendación:

Mida la carga en el momento de cada escaneo para que pueda evaluar adecuadamente sus mediciones frente a las condiciones normales de operación. Para obtener los mejores resultados de una inspección infrarroja (IR), el equipo objetivo debe calentarse y funcionar a la tensión nominal y en condiciones de estado estable, con al menos el 40% de la carga típica.