Los Dos Tipos de Fallos Eléctricos
Descubra los dos tipos de fallos eléctricos que amenazan su actividad: la degradación lenta y los incidentes repentinos. Descubra cómo proteger sus activos frente a ambos riesgos.
¿Por qué una protección a medias supone un riesgo total en los sistemas eléctricos?
En primer lugar, es fundamental comprender un concepto clave que muchos responsables de mantenimiento pasan por alto: las fallas eléctricas no siguen un patrón único. Por lo tanto, existen dos mecanismos de falla completamente distintos en los sistemas eléctricos industriales, cada uno de los cuales requiere estrategias de protección específicas.
En un principio, muchas organizaciones invierten exclusivamente en una tecnología de protección, ya sea termografía o mitigación de arcos, creyendo que están adecuadamente protegidas. Sin embargo, este enfoque unilateral deja al descubierto vulnerabilidades críticas. En este sentido, comprender la diferencia entre una falla lenta y una falla rápida es esencial para diseñar estrategias de confiabilidad verdaderamente robustas.
Por encima de todo, la pregunta que todo gestor debe hacerse es: ¿cubre mi estrategia de protección ambos tipos de fallos eléctricos? En otras palabras, ¿está protegido contra la degradación progresiva y contra los eventos catastróficos instantáneos?
El Fallo Lento: Degradación térmica progresiva
El fallo lento en los sistemas eléctricos es el tipo más común de deterioro de los activos. Las conexiones eléctricas, los barridos y los componentes sufren constantemente procesos graduales de deterioro que, con el tiempo, provocan fallos.
Causas del Fallo Lento en los Cuadros Eléctricos:
1. Las conexiones que se aflojan con el tiempo debido a la vibración, los ciclos térmicos o un par de apriete inadecuado en la instalación inicial aumentan la resistencia de contacto. Como resultado, el punto de conexión comienza a disipar más energía en forma de calor.
2. Las sobrecargas sostenidas, incluso aquellas por debajo de los límites de disparo de las protecciones convencionales, aceleran el envejecimiento de los aislamientos y los componentes. De este modo, materiales que deberían durar décadas se degradan en cuestión de años.
3. El propio envejecimiento natural de los materiales aislantes contribuye al proceso. Por ejemplo, los aislamientos que pierden propiedades dieléctricas con el paso de los años elevan gradualmente la temperatura de funcionamiento de los componentes.
El síntoma característico: sobrecalentamiento y puntos calientes
Por lo tanto, el síntoma universal de un fallo lento es la aparición de puntos calientes. En este sentido, la temperatura en las conexiones afectadas puede aumentar de forma progresiva a lo largo de días, semanas o incluso meses.
Al igual que una enfermedad crónica, la degradación térmica ofrece oportunidades para intervenir. Sin embargo, esta oportunidad solo existe si se cuenta con una monitorización adecuada para detectar las anomalías térmicas en sus etapas iniciales.
Por otro lado, sin una vigilancia continua, los puntos calientes evolucionan silenciosamente hasta alcanzar temperaturas críticas. Finalmente, el componente falla de forma catastrófica a través de un arco eléctrico secundario causado por la degradación del aislamiento.
Protección contra Fallos Progresivos: Termografía Online Continua
Sin duda, la tecnología más adecuada para mitigar los fallos lentos es la monitorización termográfica continua. A diferencia de las inspecciones termográficas periódicas manuales, los sistemas en línea como ZYGGOT® Temperatura vigilan cada punto crítico 24/7.
Asimismo, la termografía en línea detecta aumentos anómalos de temperatura mucho antes de que se conviertan en críticos. De este modo, el equipo de mantenimiento puede programar las intervenciones en el momento óptimo, cuando la reparación es sencilla y no hay riesgo de fallo catastrófico.
La falla rápida: el evento catastrófico instantáneo
Por el contrario, la falla rápida en los sistemas eléctricos funciona según una lógica completamente diferente. De forma inmediata, un evento desencadena un arco eléctrico de altísima energía sin ningún aviso térmico previo.
Causas de la falla rápida por arco eléctrico:
1. El error humano, como por ejemplo, la caída de una herramienta conductora sobre barras energizadas, el contacto accidental durante el mantenimiento o los procedimientos de operación inadecuados pueden iniciar arcos devastadores.
2. La degradación extrema no detectada (conexiones completamente carbonizadas, aislamientos totalmente comprometidos) puede acabar rompiéndose de forma explosiva. Por lo tanto, paradójicamente, las fallas lentas no detectadas acaban convirtiéndose en eventos rápidos.
3. Fenómenos externos como picos de tensión o descargas atmosféricas pueden desencadenar arcos eléctricos instantáneos incluso en sistemas perfectamente mantenidos.
El Síntoma Característico: Arco Eléctrico y Explosión de Energía
Sin duda, el síntoma de un fallo rápido es inconfundible: un arco eléctrico que libera una energía equivalente a la de los explosivos químicos.
Mientras que las fallas lentas ofrecen días o semanas de aviso, las fallas rápidas por arco eléctrico ocurren en microsegundos. Por lo tanto, no hay tiempo para el análisis o la toma de decisiones humanas; solo los sistemas automáticos ultrarrápidos pueden mitigar el evento.
Protección contra Fallo Rápido: Mitigación Activa de Arco
La única tecnología eficaz contra los arcos eléctricos es la mitigación activa ultrarrápida. A diferencia del uso exclusivo de disyuntores (que tardan entre 50 y 100 milisegundos en actuar), los sistemas especializados como el ZYGGOT® Arco detectan y mitigan los arcos en 300 microsegundos.
De este modo, la energía incidente que causa daños a los equipos y supone un riesgo mortal para las personas se reduce satisfactoriamente en comparación con las protecciones convencionales. Como resultado, los eventos que serían catastróficos se vuelven manejables.
Igualmente importante es que la detección por radiación ultravioleta (UV) no depende de la corriente ni de la temperatura. Por lo tanto, el sistema identifica el arco por su firma luminosa característica, actuando incluso en situaciones en las que las protecciones convencionales fallarían.
El error estratégico: Protección unilateral en sistemas eléctricos críticos
Lamentablemente, muchas organizaciones implementan solo una capa de protección. Esto genera dos vulnerabilidades críticas distintas:
Escenario 1: Solo Termografía Online (Vulnerable a los Eventos)
Las plantas que han invertido exclusivamente en monitorización termográfica están excelentemente protegidas contra la degradación lenta. Sin embargo, siguen siendo completamente vulnerables a los eventos instantáneos.
Escenario 2: Solo Mitigación de Arco Eléctrico (Ciegos ante la Degradación)
Por otro lado, las instalaciones que han implementado únicamente protección contra arco eléctrico cuentan con la máxima seguridad frente a eventos instantáneos. Sin embargo, operan completamente a ciegas ante la degradación silenciosa que se produce entre bastidores.
La solución integrada: Protección completa contra fallo lento y fallo rápido
La ingeniería moderna de fiabilidad eléctrica exige un enfoque dual. Definitivamente, no se trata de elegir entre la termografía o la mitigación de arcos eléctricos, sino que es imprescindible implementar ambas.
Por lo tanto, la solución ideal combina la protección contra fallo lento y fallo rápido en una arquitectura unificada.
ZYGGOT® THM+ARC: Protección integrada contra ambos tipos de fallos eléctricos
Varixx ha desarrollado el ZYGGOT® THM+ARC, el único sistema del mercado que integra de forma genuina la monitorización termográfica continua y la detección/mitigación de arcos eléctricos mediante UV en un único relé inteligente.
ZYGGOT® THM+ARC elimina la vulnerabilidad unilateral. De este modo, su instalación cuenta con:
• Termografía en línea continua que supervisa hasta 100 sensores de temperatura por sistema, detectando fallos lentos en sus etapas iniciales. Al mismo tiempo, cada conexión crítica, bus y componente se encuentra bajo vigilancia 24/7.
• Detección de arcos mediante ultravioleta (UV) con hasta 100 sensores por pasarela, lo que suma un total de hasta 4000 sensores de arco en todo el sistema, protegiendo contra fallos rápidos e instantáneos. De este modo, cualquier evento se detecta y se mitiga en menos de 260 microsegundos.
Una protección completa requiere una visión doble de los fallos eléctricos
Comprender la diferencia entre un fallo lento por degradación y un fallo rápido por un evento es fundamental para diseñar estrategias eficaces de fiabilidad eléctrica. Por encima de todo, hay que reconocer que la protección unilateral, ya sea solo termografía o solo mitigación de arcos, deja al descubierto vulnerabilidades críticas.
Por lo tanto, la ingeniería moderna exige soluciones integradas que combinen la monitorización termográfica continua para detectar la degradación progresiva con la detección y mitigación ultrarrápida de arcos eléctricos para proteger contra eventos instantáneos.
El ZYGGOT® THM+ARC de Varixx representa esta evolución: un único sistema que ofrece protección completa contra ambos tipos de fallos eléctricos, en una arquitectura compacta, escalable e inteligente.
¿Desea evaluar qué tipo de fallo representa un mayor riesgo en su operación y cómo implementar una protección integrada?
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