Misure elettriche, di isolamento e temperatura su motori e azionamenti

Misure elettriche,
di isolamento e temperatura
su motori e azionamenti
Multimetri per test di isolamento
e termocamere: due tipi di strumenti di test
che interagiscono perfettamente.
La maggior parte degli impianti
devono garantire la massima durata
dei motori in uso, in quanto la
sostituzione è un'operazione costosa
in termini di prezzi e manodopera.
Le misure dei parametri elettrici,
resistenza d'isolamento e temperatura
sono tre test in grado di rilevare
la presenza di guasti in motori,
azionamenti e quadri elettrici,
nonché di prolungare la loro vita
operativa. Usati in modo combinato,
le termocamere consentono di
rilevare la presenza di potenziali
problemi, mentre i test elettrici e di
resistenza dell'isolamento consentono
di determinarne la causa.
Grazie alle termocamere palmari,
come il modello Fluke Ti30,
è possibile ottenere mappature
termiche in motori da 1000 hp a 5
hp. Una termocamera è uno
strumento utile per l'esecuzione di
controlli a campione, la verifica di
un'eventuale surriscaldamento dei
motori e dei relativi quadri e
comandi, nonché
per la ricerca dei guasti e
l'individuazione del componente
guasto specifico. Inoltre, è in grado
di verificare l'eventuale presenza di
squilibrio tra le fasi, collegamenti
difettosi e riscaldamenti anomali
nell'impianto di alimentazione
elettrica.
Nota applicativa
Un multimetro per test di
isolamento come il Fluke 1587, è in
grado di eseguire la maggior parte
degli altri test necessari per la
diagnosi e la manutenzione dei
motori. Quando un motore presenta
dei problemi, verificare la tensione di
alimentazione e utilizzare il tester di
isolamento per controllare lo statore
e i contatti dei comandi, misurare la
resistenza di isolamento della linea e
dei circuiti di carico a terra e la
resistenza degli avvolgimenti
fase-fase e fase-terra.
Suggerimenti per le misure termiche
La mappatura del riscaldamento di
un motore contiene numerose
informazioni sulla qualità e le
condizioni del motore stesso.
Il surriscaldamento provoca il rapido
danneggiamento degli avvolgimenti.
Infatti, ogni incremento di 10° C al di
sopra della temperatura di esercizio
prevista, riduce la durata degli
avvolgimenti del motore del 50%,
anche se si tratta di un riscaldamento
temporaneo.
Se una lettura di temperatura al
centro della copertura di un motore
risulta irregolarmente elevata,
eseguire un'immagine termica del
motore permette di individuare
precisamente la provenienza dell'alta
temperatura, ad esempio
avvolgimenti, cuscinetti o
accoppiamento (il riscaldamento di
un accoppiamento è indice di un
problema di disallineamento).
Le cause principali delle anomalie
termiche sono generalmente dovute
a superfici di contatto ad alta
resistenza, ai collegamenti o ai
contatti dell'interruttore. In generale,
questi componenti presentano il
riscaldamento più elevato nel punto
di maggiore resistenza, si raffredda
man mano che ci si allontana.
L'immagine termica mostra un
esempio di collegamento della fase
centrale sul lato di linea di un
interruttore; osservare il
raffreddamento del conduttore nella
parte superiore dell'immagine.
Gli squilibri del carico, voluti o
meno, vengono evidenziati come
punti caldi, su tutta la linea di fase
o sul componente sovraccaricato o
sulla parte sottodimensionata.
Un modello simile è visualizzabile
anche in caso di squilibrio di
armoniche. Se il riscaldamento è
presente su tutto il conduttore
potremmo trovarci di fronte a un
sottodimensionamento del conduttore
o ad un sovraccarico sulla linea.
Per stabilire quale delle due è
l’ipotesi corretta è sufficiente
misurare la potenza effettiva e
compararla con la potenza nominale
del carico.
I componenti guasti generalmente
risultano più freddi di componenti
simili funzionanti. L'esempio più
comune è un fusibile bruciato.
Nell’alimentazione di un motore ciò
può provocare un funzionamento
monofase e, forse, un costoso guasto
del motore.
2 Fluke Corporation
Esempi
Questa immagine termica mostra una scatola di comando con collegamenti caldi
sulle fasi A e B. Non è possibile determinare la causa principale soltanto
dall'immagine, anche se si tratta di un problema di carico o squilibrio.
Questa immagine mostra un cuscinetto (o una guarnizione) caldo sulla pompa.
Chiaramente lo spazio è ristretto, ma è ancora possibile confrontare il cuscinetto con
la copertura circostante.
Questa immagine mostra un altro problema
relativo ai cuscinetti, con un trasferimento di
calore sul giunto del lato opposto.
Misure elettriche, di isolamento e temperatura sui motori e azionamenti.
Questa immagine mostra il riscaldamento
del motore dovuto a un flusso d'aria
ridotto o, più probabilmente, a un
problema di disallineamento.
Suggerimenti sul test di resistenza dell'isolamento
I problemi di isolamento di motori
e azionamenti sono generalmente
provocati da un'installazione
scorretta, da una contaminazione
ambientale, da problemi meccanici,
da sollecitazioni o usura. Il test di
isolamento può essere facilmente
inserito tra le regolari operazioni
di manutenzione del motore,
per individuarne il deterioramento
prima che si verifichi un guasto,
nonché durante le procedure di
installazione, per verificarne la
sicurezza e le prestazioni.
Durante l'esecuzione dei cicli di
misura, il test di resistenza
dell'isolamento potrebbe essere
considerato l'anello mancante che
consentirebbe di ripristinare il
funzionamento del motore con
la semplice sostituzione di un cavo.
I tester di isolamento applicano
una tensione DC fra gli elementi
che costituiscono l’isolamento ed
eseguono la misura della corrente
risultante. In tal modo sono in
grado di calcolare e visualizzare
la resistenza dell'isolamento.
Generalmente, il test verifica la bontà
della resistenza dell'isolamento tra
un conduttore e la terra o tra
conduttori adiacenti. Due esempi
tipici sono il test di isolamento degli
avvolgimenti dello statore del motore
e il controllo della resistenza fra i
conduttori e le parti meccaniche e
di protezione del motore.
I multimetri per test di isolamento
combinano le funzioni relative alla
resistenza dell'isolamento con quelle
di altri test di misura ed elettrici per
motori e azionamenti, dalla misura
dell'alimentazione di rete fino alla
temperatura di contatto. La differenza
principale è che i test di resistenza
dell'isolamento vengono eseguiti su
sistemi non alimentati, mentre i test
elettrici (e termici) vengono quasi
sempre effettuati su sistemi sotto
tensione.
3 Fluke Corporation
Test elettrici e di resistenza
dell'isolamento sui motori
1. Ispezione visiva
Innanzitutto accertatevi della
possibilità di disalimentare il
motore considerando le possibili
conseguenze che ciò comporta.
• Condurre un'ispezione visiva,
olfattiva e termica, chiedendo
all’utente le modalità di
malfunzionamento e controllando
i dati della targa. Verificare il
serraggio dei connettori.
• Utilizzare un multimetro per
controllare la tensione a monte
dell’interruttore e
sull’azionamento.
Evitate il rischio di che un
controcircuito nel motore dia
luogo ad un incendio, se
l’alimentazione è buona, il
problema risiede nel motore.
Misure elettriche, di isolamento e temperatura sui motori e azionamenti.
2. C
ontrollo dei contatti
di comando
Successivamente, controllare la
qualità dei contatti di comando:
1. Eseguire le procedure
necessarie per raggiungere in
sicurezza il punto di misura e
scollegare il motore
2. Chiudere manualmente i
contatti di avviamento .
3. Impostare la più bassa gamma
in ohm sul tester di isolamento.
4. Misurare la resistenza in
ciascun gruppo di contatti.
5. La lettura dovrebbe essere
quasi zero. Se la lettura risulta
superiore a 0,1 ohm, il gruppo di
contatti corrispondente deve
essere sostituito.
3. M
isura della resistenza di
isolamento dei circuiti di
carico e alimentazione
verso terra.
Misurare la resistenza di
isolamento dei circuiti di linea e
di carico a terra. Tuttavia, prima
di eseguire un QUALSIASI test di
isolamento dovete isolare
qualsiasi dispositivo elettronico
(compesi i controlli) dai circuiti
sotto test, quindi:
1. Rendere accessibile il punto di
misura
2. Impostare la tensione di test
adeguata (250, 500 o 1000 V) sul
tester di isolamento.
3. Misurare i valori di resistenza
sull’azionamento tra fase e terra
sia dal lato dell’alimentazione che
da quello del carico
Per superare questi test, i circuiti
di linea e di carico devono
mostrare una resistenza elevata.
Come regola generale, per
garantire un funzionamento
sicuro, i dispositivi AC
richiedono un minimo di 2
megaohm verso terra, mentre
quelliDC richiedono 1
megaohm.
Nota: alcune aziende utilizzano per
le proprie apparecchiature soglie di
resistenza dell'isolamento minime
differenti, da 1 a 10 megaohm.
La resistenza delle apparecchiature
nuove dovrebbe risultare superiore,
da 100 a 200 megaohm e oltre.
Se i valori della resistenza del
lato di carico sono accettabili, è
possibile effettuare il test
successivo. In caso contrario,
tentare di risalire alla causa del
problema: si tratta di un guasto
dovuto dallo scarso isolamento
dell’azionamento, dei cavi o del
motore?
4. R
esistenza degli
avvolgimenti fase-fase
e fase-terra
Misurare la resistenza
dell'isolamento fase-fase
e fase-terra.
Risultati validi:
• Valori di resistenza bassi,
comparabili ed equilibrati sulle
tre fasi dello statore
• Valori di resistenza elevati sul
test di isolamento fase-terra
Problemi:
• Gravi deficit di resistenza, come
un corto tra fase e fase.
• Qualsiasi tipo di squilibrio della
resistenza fra gli avvolgimenti. Se
le letture differiscono di un valore
superiore a qualche percento, il
motore è probabilmente
pericoloso e se ne sconsiglia
l'alimentazione
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4 Fluke Corporation
Misure elettriche, di isolamento e temperatura sui motori e azionamenti.
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