Mike Howell, PE
Especialista de Soporte Técnico de EASA
El sistema de aislamiento escogido para cualquier rebobinado debe ser el adecuado para la aplicación, el voltaje y la capacidad del proceso de rebobinado del centro de servicio. En la mayoría de los casos, seleccionar una opción "igual o mejor" es una buena práctica.
Los sistemas de aislamiento se clasifican por su capacidad térmica de acuerdo con las normas aplicables (ej. IEEE Std. 1 e IEC 60085), y la Tabla 1 proporciona ejemplos para dichas clasificaciones. A menudo, los fabricantes de grandes máquinas realizan diseños para obtener aumentos de temperatura muy por debajo de la temperatura de la clase térmica. Por ejemplo, una máquina con aislamiento clase F (155°C) podría diseñarse para una temperatura de operación de 130°C.
Es importante diferenciar entre la clasificación térmica del sistema de aislamiento y el incremento de temperatura del motor. Si la máquina del ejemplo anterior, con una temperatura de funcionamiento original de 130 °C, se rebobina con aislamiento clase B, que tiene una conductividad térmica más baja que la original, el incremento de temperatura será mayor.
PráctIcas típicas de los fabricantes
Por diferentes razones, casi todos los estatores de pletina (solera) fabricados en la actualidad son procesados mediante impregnación por vacío y presión (VPI), Sin embargo, cuando las máquinas exceden el tamaño del equipo del fabricante, los sistemas de aislamiento más comunes incluyen bobinas Resin Rich (RR), termo selladas con cintas epóxicas de mica y una combinación de curado en horno y presión.
Sería muy raro que un fabricante use lo que coloqialmente conocemos como barnizado por inmersión y curado (dip & bake), donde se emplean cintas de mica totalmente curadas y barnizadas con burbujas de aire inherentes y donde las capas adyacentes no quedan unidas.
Dependiendo de la geometría de la ranura, la sección del conductor y el voltaje nominal, diferentes sistemas de aislamiento también podrían ser más ventajosos desde la perspectiva de las dimensiones. La Figura 1 proporciona diseños típicos para voltajes a tierra en sistemas de aislamiento comunes a lo largo de un rango de voltajes comunes. Tenga en cuenta que, si bien los sistemas de aislamiento tipo inmersión y curado se muestran para máquinas de 6,6 kV, no se recomiendan para esa clase de voltaje y, en general, un fabricante no los usaría para ningún voltaje medio.
Práctica de reparación típica
La mayoría de los rebobinados de media tensión actuales también se procesan mediante VPI global, pero existen excepciones, siendo la más común que el centro de servicio no tenga un sistema VPI adecuado o que el estator se esté bobinando en el sitio. Consideremos situaciones en las que el centro de servicio no cuenta con un sistema VPI adecuado para el proyecto. Una alternativa es subcontratar el proceso VPI, en cuyo caso se debe considerar subcontratar todo el rebobinado a un centro de servicio calificado. Esto mitigará los riesgos asociados con el transporte de un estator sin procesar y la aplicación combinada de mano de obra, materiales y procesos que se pueden encontrar cuando un centro de servicio está bobinando y otro realiza el proceso VPI.
Si el VPI no es una opción, un sistema de aislamiento RR (Resin Rich) puede ser una alternativa adecuada, especialmente para máquinas con tensiones nominales arriba de los 5 kV. Por lo general, las máquinas con muhos polos se pueden bobinar con la mayoría de las bobinas completamente curadas debido a la deflexión lateral mínima de la bobina requerida para la instalación. Cuando el número de polos es menor y se requiere una mayor deflexión, se suelen utilizar bobinas con cabezas de bobina flexibles. Aunque hay excepciones, la deflexión máxima para bobinas completamente curadas generalmente debe limitarse a aproximadamente 0,188 pulgadas (5 mm). Para máquinas con tensiones por debajo de 5 kV, el espesor del aislamiento a tierra permitido suele ser más delgado de lo deseado para un sistema de bobina RR. Para la mayoría de los fabricantes de bobinas, el espesor mínimo del aislamiento a tierra de un solo lado es de alrededor de 0,06 pulgadas (1,5 mm), como se muestra en la
Figura 2. A veces se utilizan bobinas tipo inmersión y curado en rebobinados de 6,6 kV, y si el espesor del aislamiento de tierra es conservador, el usuario final podría obtener una vida útil razonable. Sin embargo, el usuario final también debería esperar un aumento de temperatura alto y un devanado mucho más susceptible a sufrir daños por descargas parciales.
Cuando el VPI no es una opción y la tensión nominal es inferior a 5 kV, la mejor alternativa puede ser una bobina de tipo inmersión y curado. Los ejemplos incluyen motores donde simplemente no hay espacio adecuado para una bobina dura RR o hidro genadores de mediados del siglo XX que se están modernizando, donde un aumento en la sección del cobre puede ser más deseable que paredes de aislamiento conservadoras. Cualquiera que sea la tensión nominal, los motores construidos originalmente con devanados de estator VPI global experimentarán un mayor aumento de temperatura con devanados de reemplazo de tipo inmersión y curado.
ANSI/EASA AR100
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