Rilevamento di squilibrio elettrico e sovraccarichi

Rilevamento di squilibrio  elettrico e sovraccarichi Lo squilibrio elettrico può essere dovuto a diversi tipi  di cause: erogazione dell'alimentazione difettosa, bassa  tensione su una diramazione o resistenza di isolamento  anomala all'interno degli avvolgimenti del motore. Anche un piccolo squilibrio di tensione può causare  il deterioramento delle connessioni, riducendo la  quantità di tensione erogata, mentre i motori e altri  carichi assorbiranno una corrente eccessiva, forniranno  una coppia inferiore (con le relative sollecitazioni  meccaniche) e si guasteranno prima del tempo. Uno  squilibrio grave può bruciare un fusibile, riducendo le  operazioni a una sola fase. Nel frattempo, la corrente  non bilanciata tornerà sul neutro, per cui il gestore  multerà lo stabilimento per l’utilizzo di corrente di picco. In pratica, è praticamente impossibile bilanciare  perfettamente le tensioni in tutte e tre le fasi. La National  Electrical Manufacturers Association (NEMA) definisce lo  squilibrio come una percentuale: Squilibrio % = [(100)  (deviazione massima dalla tensione media)] ÷ tensione  media. Per aiutare gli operatori delle apparecchiature  a stabilire i livelli accettabili di squilibrio, la NEMA ha  elaborato specifiche per più dispositivi. Questi parametri  sono punti di riferimento utili durante gli interventi di  manutenzione e la ricerca guasti. Cosa controllare? Rilevare immagini termiche di tutti i quadri elettrici e  di altri punti di connessione con carichi elevati, come  motori, interruzioni, controlli, ecc. Laddove si riscontra  una temperatura maggiore è sufficiente seguire il circuito  ed esaminare diramazioni e carichi. Controllare i quadri e altri collegamenti senza  coperture. In teoria, è opportuno controllare i dispositivi  elettrici quando sono completamente riscaldati e  in condizioni stabili, con almeno il 40% del carico  tipico. In tal modo, le misure possono essere valutate  adeguatamente e confrontate con le normali condizioni  di funzionamento. Cosa cercare? Carichi uguali dovrebbero corrispondere a temperature uguali. In  una situazione di carico non bilanciato, le fasi con carico maggiore  risultano più calde delle altre a causa del calore generato dalla  resistenza. Tuttavia, un carico non bilanciato, un sovraccarico,  un collegamento difettoso e uno squilibrio di armoniche possono  creare una situazione di questo tipo. La misurazione del carico  elettrico è richiesta per diagnosticare il problema.   Nota: Un circuito o un ramo più freddo del normale potrebbe indicare un guasto in un componente. È una procedura corretta creare un ciclo di ispezione che  includa tutti i principali collegamenti elettrici. Utilizzando il software  fornito con la termocamera, è possibile salvare ogni immagine  acquisita su un computer e tenere traccia delle misure nel tempo.  In tal modo, si hanno a disposizione delle immagini di riferimento  per un confronto con le immagini successive. Questa procedura  consentirà di determinare se un punto caldo o freddo è anomalo. In  seguito a un’azione correttiva, le nuove immagini consentono di  determinare se le riparazioni sono state effettuate correttamente. NOTA APPLICATIVA Le immagini termiche sono un modo semplice di identificare evidenti differenze di temperatura nei circuiti elettrici trifase industriali rispetto alle normali condizioni di funzionamento. Attraverso l’analisi parallela dei gradienti termici delle tre fasi, i tecnici possono rapidamente individuare anomalie prestazionali su singole diramazioni causate da squilibri o sovraccarichi. Le termocamere Fluke ora  comprendono la tecnologia  IR-Fusion ®  che sovrappone  un’immagine visiva, o in  luce visibile, a un’immagine  a infrarossi per garantire  un’identificazione, un’analisi  e una gestione più efficienti  delle immagini. Le due  immagini vengono allineate con  attenzione a qualsiasi distanza,  mettendo in evidenza i dettagli  in modo da individuare più  facilmente i problemi.

Fluke Italia S.r.l. Viale Lombardia 218   20861 Brugherio (MB)  Tel: (39) 02 3600 2000  Fax: (39) 02 3600 2001  E-mail: [email protected]  Web: www.fluke.itFluke (Switzerland) GmbH  Industrial Division   Hardstrasse 20   CH-8303 Bassersdorf   Telefon: 044 580 75 00   Telefax: 044 580 75 01   E-Mail: [email protected]   Web: www.fluke.ch  ©2015 Fluke Corporation. Tutti i diritti riservati.  Dati passibili di modifiche senza preavviso.  06/2015 Pub_ID: 10984-ita   Non sono ammesse modifiche al presente  documento senza autorizzazione scritta da  parte di Fluke Corporation. 2   Fluke Corporation     Rilevamento di squilibrio elettrico e sovraccarichi Suggerimento per l'acquisizione delle  immagini  L’uso principale della termografia è l’individuazione  delle anomalie elettriche e meccaniche. Nonostante  normalmente si pensi il contrario, la temperatura di  un dispositivo, persino quella relativa, potrebbe non  essere sempre il miglior indizio di possibili guasti.  Molti altri fattori sono da tenere in considerazione,  comprese le variazioni della temperature ambiente  e i carichi elettrici o meccanici, le indicazioni visive,  la criticità dei componenti, il comportamento di  componenti simili, le indicazioni provenienti da  altri test, ecc. Tutto ciò indica che il migliore utilizzo  della termografia è nell’ambito di un monitoraggio  completo delle condizioni e di un programma di  manutenzione predittiva. Cosa indica un “allarme rosso”? La priorità degli interventi di riparazione dovrebbe  essere innanzitutto stabilita in base alla sicurezza (ossia  intervenendo in primo luogo in presenza di condizioni  delle apparecchiature che costituiscono un rischio per la  sicurezza), seguita dalla criticità delle apparecchiature e  dal livello di aumento della temperatura. Le linee guida della NETA (InterNational Electrical  Testing Association) consigliano di intervenire  immediatamente quando la differenza di temperatura  (DT) tra componenti simili sottoposti a carichi simili  supera i 15 °C oppure quando il valore DT tra la  temperatura di un componente elettrico e quella  ambientale supera i 40 °C. Gli standard NEMA (NEMA  MG1 -12.45) invitano a non utilizzare motori con  squilibri di tensione superiori all'uno per cento. Di fatto,  la NEMA consiglia di effettuare il derating dei motori in  caso di funzionamento a livelli superiori di squilibrio.  Le percentuali di squilibrio sicure sono diverse per altre  apparecchiature. Qual è il costo potenziale di un guasto? Il guasto di un motore è la conseguenza tipica di uno  squilibrio di tensione. ll costo totale include il costo del  motore, la manodopera richiesta per la sostituzione, il  costo del prodotto eliminato a causa della produzione  irregolare, il funzionamento della linea e la perdita dei  profitti durante il periodo di inattività della linea. Mettiamo che il costo annuale per la sostituzione  di un motore da 50 CV sia di $ 5000, manodopera  inclusa. Supponiamo 4 ore di tempi di inattività con   un mancato guadagno di $ 6000 all'ora. Costo totale:  $ 5000 + (4 x $ 6000) = $ 29000 annui Follow-up Quando un’immagine termica indica che un intero  conduttore è più caldo degli altri componenti in un  certo settore del circuito, è possibile che il conduttore  sia sottodimensionato o sovraccarico. Controllare la  potenza nominale e il carico effettivo del conduttore per  determinare quale delle due situazioni si sta verificando. Fluke.  Keeping your world     up and running. ® Utilizzare un multimetro a pinza o un analizzatore  di rete per controllare l'equilibrio elettrico e il carico su  ogni fase. Per quel che concerne la tensione, controllare  la protezione e i gruppo di comando per verificare  l’eventuale presenza di cadute di tensione. In generale, la tensione di rete dovrebbe rientrare nel  10% della tensione nominale riportata sui dati di targa.  La tensione tra neutro e terra indica il livello carico del  sistema e consente di tracciare la corrente armonica. In  caso di una tensione tra neutro e terra superiore al 3%,  diventa necessario effettuare ulteriori verifiche. I carichi cambiano e una fase può  improvvisamente essere il 5% inferiore su una  diramazione, se entra in gioco un carico monofase  notevole. Anche le cadute di tensione sui fusibili  ed interruttori possono presentarsi come squilibri  sul motore elettrico e calore eccessivo sul punto di  origine del problema. Prima di poter presumere di  avere trovato la causa, effettuare un doppio controllo  con una termocamera e un multimetro o misurando  la corrente con un multimetro a pinza. Né l'alimentatore né i circuiti derivati devono  essere caricati fino al limite massimo consentito.  Le equazioni relative al carico del circuito devono  tener conto anche delle armoniche. La soluzione  più comune al sovraccarico è la ridistribuzione dei  carichi tra i circuiti o la gestione del momento in cui i  carichi entrano in gioco nel processo. Grazie al software correlato, è possibile  documentare ogni problema individuato con una  termocamera in un report, includendo un’immagine  termica e un’immagine digitale dell’apparecchiatura.  Questo è il modo migliore per comunicare i problemi  riscontrati e suggerire gli interventi di riparazione.