Lubricantes en cabezales de bobinado: un enemigo del aislamiento entre espiras

Es sabido que por fuerzas de Lorentz (dF=I dL x B) los conductores de un bobinado se encuentran permanentemente sometidos a esfuerzos asociados a las corrientes que circulan por ellos. En el caso de motores trifásicos de inducción alimentados por un sistema de 50Hz…

9 de enero de 2024  + Pruebas eléctricas, casos de éxito

Es sabido que por fuerzas de Lorentz (dF=I dL x B) los conductores de un bobinado se encuentran permanentemente sometidos a esfuerzos asociados a las corrientes que circulan por ellos. En el caso de motores trifásicos de inducción alimentados por un sistema de 50Hz, las fuerzas de Lorentz tienen una componente continua y una alterna que oscila a dos veces la frecuencia de red, manifestándose como una vibración. Por este motivo, es fundamental que tanto los bobinados aleatorios como preformados sean provistos, mediante distintos recursos constructivos y de impregnación, de la rigidez mecánica suficiente para poder soportar estos esfuerzos sin sufrir daños debidos la abrasión de superficies aislantes por desplazamiento relativo en las interfaces entre conductores o entre conductores y aislamiento principal.

En el caso de los cabezales de bobinados (porción del bobinado por fuera del circuito magnético activo) la fijación depende principalmente de la rigidez proporcionada por las ataduras o enzunchados y de la posterior impregnación del bobinado. Este segmento del bobinado suele ser el más susceptible a los esfuerzos descriptos en el párrafo anterior, dado que los lados activos de las bobinas que se encuentran dentro de las ranuras cuentan adicionalmente con cuñas de fijación que restringen totalmente el movimiento de los conductores comprimiéndolos hacia el fondo.

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Si en los cabezales de bobinado se depositan lubricantes por tiempos prolongados, éstos pueden actuar sobre los intersticios que por cuestiones geométricas se forman entre conductores (principalmente en el caso de bobinados aleatorios) condicionando la adhesión suministrada por los barnices y resinas de impregnación. Si el desplazamiento relativo entre conductores es suficiente como para generar abrasión en el recubrimiento aislante de los mismos, se estará en presencia de un mecanismo de envejecimiento mecánico (abrasión) facilitado por causas ambientales (contaminación por lubricantes).

El proceso descripto se detectó en un motor de 550kW, 400V, 940A empleado en una prensa de aceite de girasol. En el lapso de un año, el ensayo de impulso pasó de detectar una leve inestabilidad en el error pulso a pulso (diferencia entre área de la onda producida por el impulso “n” y el impulso “n-1”) en una de las fases, a manifestar arco eléctrico entre espiras en las tres fases del bobinado. Una boroscopía interna realizada luego del ensayo evidenció elevados niveles de contaminación por lubricantes, permitiendo inferir la raíz causa del problema detectado.

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En este caso fue posible detectar el defecto a tiempo antes de que se alcance la instancia de falla gracias a nuestro servicio de ensayos, pero debe tenerse en consideración la importancia de realizar mantenimientos preventivos para reacondicionamiento de bobinados, además de respetar las cantidades de lubricante recomendadas por el fabricante.

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