CRL 1-hr: Nov 7 Introduction to Uptime Elements Reliability Framework and Asset Management System

Hay literalmente docenas de diferentes tipos de fusibles en uso en aplicaciones eléctricas industriales y comerciales, con todos los métodos y tipos de equipos utilizados para interconectarlos a los circuitos que están diseñados para proteger.

Cualquier termógrafo que ha realizado un escaneo eléctrico IR ha visto, sin duda, el infame "clip de fusible suelto" diagnóstico de una anomalía en un circuito.

Casi tan a menudo, sin embargo, hay otro culpable, y en ocasiones varios, responsables del calentamiento anormal en una conexión de fusibles. Sé que personalmente he culpado a la carga o a la transferencia térmica por el calentamiento en el barril del fusible, cuando algo andaba mal.

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Aplicación errónea o instalación incorrecta y la falta de familiaridad con los tipos y clases de fusibles dan como resultado anomalías térmicas que se presentan dentro de los circuitos de fusibles. La misma falta de comprensión acerca de la aplicación correcta de los fusibles también da lugar a un mal diagnóstico de las anomalías cuando son encontradas por termógrafos cualificados y con experiencia. Yo lo he hecho, he visto a mis compañeros de trabajo hacerlo, y lo he visto en los informes de algunos de nuestros competidores.

Al realizar un escaneo I en un dispositivo con fusibles, hay una serie de factores a considerar. Los fusibles no son tan complejos como los motores de refuerzo del transbordador espacial, el cubo Rubix, o incluso de concertar una cita con un desconocido por Internet, pero todavía hay algunas cosas que uno debe saber sobre los tipos y clasificaciones de los fusibles que contribuyen a la forma en cómo se calientan a la medida que aumenta su carga. Hablaremos de esta relación en este artículo.

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Dependiendo de la perspectiva, la palabra "fusible" pueden traer a la mente cualquier cantidad de diferentes tipos de dispositivos. Algunos de nosotros recordamos el fusible estilo tornillo antiguo que solía ser común en distribución de energía eléctrica residencial. Luego están los de plástico como los que trae mi camioneta, y los pequeñitos de vidrio como los que traía mi vieja camioneta. Y estoy seguro de que usted puede pensar en unos cuantos más. Sin embargo, lo que se suele ver en el Mantenimiento Predictivo eléctrico es diferente. Yo personalmente he visto grandes, limitadores elaborados en cajas de medio voltaje, hasta pequeños fusibles tipo KTK en los paneles de control. Lo único que tienen en común es que todos llevan corriente, que, por su propia naturaleza, produce calor. He visto anomalías térmicas en todos estos diferentes tipos de fusibles.

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Los equipos Principales de conmutación, especialmente si se trata de un interruptor de presión atornillado, a menudo pueden contener fusibles. Estos fusibles son los más grandes, tipo perno, y tienen una alta capacidad de interrupción de corriente, ya que pueden estar expuestos a altos niveles de corriente en el caso de un fallo. Más de las veces, estos fusibles pueden ser fusibles de retraso de tiempo. Esto simplemente significa que están diseñados para mantener una corriente de falla durante unos segundos, en vez de despejar inmediatamente al detectar una corriente por encima de su valoración. Esta característica es importante en lo que respecta a IR, por razones que veremos poco más adelante.

Descendiendo de los equipos de conmutación principal, hay otra forma de distribución de dispositivos que pueden contener fusibles. Normalmente, los dispositivos que se desconectan los tienen, como los motores de los ventiladores y las unidades de HVAC. Estos fusibles pueden, o no, ser de tipo de retraso de tiempo, dependiendo de las características de diseño. Casi siempre son físicamente más pequeños que los encontrados en los equipos de conmutación principal, y tendrá menos capacidad de interrumpir la corriente.

Avanzando más abajo, nos encontramos con los fusibles miniatura, como a veces se les conoce. Los Tipo KTK y similares son los más cortos, que se encuentran típicamente dentro de los paneles de control. Una vez más, son más pequeñas que los encontrados corriente arriba, y a veces tienen características de retardo de tiempo. Es Importante resaltar que no porque este tipo de fusibles que usualmente llevan menos corriente que un fusible de un dispositivo de desconexión o de un equipo de conmutación principal, no significa que no habrá calentamiento anormal en ellos. Mi experiencia ha DEMOSTRADO que muy a menudo, estos pequeños fusibles pueden ser ignorados por completo, y por lo general, porque nadie espera que un fusible de 3 amperes se caliente demasiado. Pues bueno, si pueden calentarse demasiado.

Mencione antes acerca de los fusibles con retraso de tiempo, y son uno de los tipos que encuentro más a menudo en los sitios que visito con mi cámara Mikron de confianza. Los otros dos tipos que veo con más frecuencia son los de Respuesta Rápida y semiconductores. Aquí es donde todo se pone un poco tenebroso...

Tiempo de retraso es sinónimo de slow-blow. Los fusibles de retraso de tiempo se aplican generalmente en los circuitos donde la corriente alta se puede anticipar durante períodos de tiempo corto, sin ser el resultado de una falla. Aplicaciones de motor son un uso común para los fusibles de tiempo de retraso. Estos fusibles mantendrán los niveles actuales por encima de su calificación por períodos de tiempo más largos que un fusible de acción rápida lo haría. Para hacerse una idea sobre esto, vamos a hablar de las diferencias en su construcción.

Un fusible se compone de un elemento, el interior, rodeado de un relleno, muy a menudo de silicio. El relleno está encerrado en el cuerpo del fusible, la parte que vemos en el exterior, que normalmente es de fibra de vidrio o un material similar. El elemento es soldado a la parte exterior, la parte conductiva del fusible, ya sean hojas o terminales.

En caso de que no lo supiera, los redondos son conocidos como terminales. Suena como piezas de plomería, pero no es lo mismo. El elemento es un conductor, como un alambre o sección de bus, salvo que esta calibrado, lo que significa que tiene el tamaño para soportar una determinada cantidad de corriente, por un período de tiempo determinado, antes de que se sobre caliente y en última instancia se derrita. Aquellos de nosotros que hemos usado un fusible demasiado pequeño en nuestro automóvil hemos visto los elementos fundidos ya sea en los pequeños fusibles de cristal o en los de plástico.

En el uso común, el elemento de un fusible, obviamente se calentara. Cuando la cantidad de corriente es inferior a la capacidad de los fusibles, el calor se transfiere al material de relleno, y se disipa en el aire que lo rodea a través del cuerpo del fusible. Cuanto mayor sea la corriente aplicada, mayor es la temperatura de la superficie del cuerpo del fusible. Conociendo esto, puede alertar al termografista sobre los circuitos que se están acercando a la sobrecarga, o circuitos donde la carga esta desbalanceada. Si la superficie de uno de los cuerpos del fusible es más alta que las otras dos, asumiendo una distribución de 3 fases, entonces algo no está bien. Pero, ¿qué es?

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Antes mencione las diferencias entre los tipos de fusibles, y nombre algunos. No estoy molestando a nadie aquí, pero parece que hay una escuela de pensamiento entre el personal de mantenimiento que un fusible-es-un-fusible-es-un-fusible. Esto simplemente no es el caso. Si un determinado tipo de fusible - por ejemplo, un fusible de semi-conductores - está diseñada para soportar X-amperios para Y-mili-segundos, su elemento estaría construido del mismo tipo y densidad del material como, digamos, un fusible de retraso, diseñado para sostener X+50 amperios para Y+3 segundos? Ahora es el momento de sacudir la cabeza. No sólo el material de los elementos sería diferente, sino también el cuerpo del fusible podría ser diferente. Si el elemento está diseñado para soportar más corriente por más tiempo, o menos corriente por menos tiempo, sus propiedades eléctricas serian diferentes? Ahora usted debería mover la cabeza.

La corriente al cuadrado por la resistencia es la fórmula para el calor.

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Si todos los parámetros del circuito permanecen constantes, y la resistencia cambia, la temperatura cambia. Estas son cosas de nivel I, lo sé, pero se aplica a los fusibles. Los ingenieros de tipo intelectual que diseñan fusibles y sistemas de energía, conocen esto. Por eso, cuando usted compra que desconectar, dice: "Utilice fusibles tipo X, clase Tal". Para muchos electricistas, 100 amperios son 100 amperios. "Este fusible tiene un cien, funcionará". No necesariamente. Y si ese chico nuevo del tercer turno coloca un fusible semi conductor en donde debe ir un fusible de retraso de tiempo, cuando lo miro con mi cámara Mikron de confianza, se va a ver diferente. Y en mi ignorancia, podría llamarlo un fusible dañado del clip. No se rían, lo he visto.

Además, cuando un fusible está expuesto a las corrientes por encima de su calificación, pero por un período insuficiente para fundir por completo el elemento, el elemento puede dañarse o fundirse parcialmente, y por lo tanto no con tanta conductividad como antes de dañarse. Esto significa que la resistencia ha cambiado, que a su vez, significa que se verá distinto en su cámara. No es un fusible dañado del clip, no es "carga". El fusible está dañado y necesita ser reemplazado. O podría terminar como la figura 5.

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La conclusión es simple. Pasamos horas manejando estas cámaras alrededor, y lo hemos visto todo. La amplitud (span) de su cámara esta configurada un poco baja, se ve un objeto brillante en su campo de visión, y cuando se detiene y mira, es un fusible. Se supone que debe estar caliente, ¿no? Sí, claro, la fase C es más caliente. Ve más cerca, debe ser el clip del fusible. Analiza un poco más, y decide que la fase C tiene un poquito más de carga que las otras dos. Cuando Juan el ingeniero recibe nuestro informe, le dice a José, el electricista, quien toma su instrumento y lo verifica. Él te llama un nombre desagradable, ya que te desapareciste hace tiempo, y obviamente no sabías lo que estabas hablando, y va a la sala de descanso para comer salchichas de Viena y galletas. Tres semanas más tarde, aquel fusible mal aplicado o dañado no ejecuta correctamente su función, y la línea 3 se reduce. En gran parte por los beneficios del mantenimiento predictivo.

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Cuando vemos un fusible que está caliente, se lo debemos a nosotros mismos y a nuestra empresa o cliente el aplicar algunos conocimientos más profundos. Los fabricantes de estos pequeños dispositivos de protección ofrecen grandes cantidades de datos técnicos en sus sitios web para ayudarnos a comprender cómo estos productos se comportan, y cómo deben utilizarse. Por lo que sabemos, podemos ser la única persona que abre el panel, salvo cuando algo falla. Tome nota de cómo los diferentes tipos y clasificaciones de fusibles se ven en su cámara, y cuando vea un fusible caliente, asegúrese de que es el tamaño correcto, tipo o clase. Claro, está caliente, pero ¿por qué?

Este artículo fue originalmente publicado como una presentación en ThermalSolutions, uno de los principales eventos de aprendizaje en el mundo de la termógrafia infrarroja. Para más información sobre la conferencia visitar www.thermalsolutions.

David Sirmans es un ingeniero que tiene a su cargo el desarrollo de negocios para Power Distribution Service Inc. Es ex- oficial de la Marina de los EEUU, recibió su licenciatura en Ingeniería Eléctrica a través del programa Campus de la Marina. Dave es el orgulloso padre de seis hijos, y pasa su tiempo libre como entrenador de la pequeña liga y disfruta de la hermosa Georgia al aire libre con su familia.

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