¿Se sobrecalienta el panel eléctrico sin ninguna razón aparente?

A veces, sustituir las piezas es la única manera de proceder.

Un electricista tenía un cliente con un problema muy habitual: uno de los paneles eléctricos se sobrecalentaba. Lo que, de algún modo, hacía que la situación fuese inusual era el hecho de que el sobrecalentamiento no fuese el resultado de ninguna de las causas habituales.

Se llamó al electricista para que resolviera el problema con un panel eléctrico con 42 disyuntores que suministraba energía a decenas de servidores y a otras cargas no lineales. El técnico de TI del cliente observó que la parte frontal del disyuntor principal de 225 A, cuyo supuesto color debía ser blanco, era claramente amarillo. Al tocarlo, se percató de que no solo había perdido color sino de que estaba extremadamente caliente.

Aunque no se habían producido cortes eléctricos, los recursos que se alimentaban a través de este panel eran importantes; por esa razón, el cliente no podía permitirse esperar hasta que se produjese una incidencia, así que hacía falta abordar el problema con anticipación.

Resolución de problemas con la alimentación encendida

Puesto que incluso un apagón intencionado hubiera sido muy difícil de programar, el proceso de solución de problemas se llevó a cabo con el suministro eléctrico encendido. En un estudio inicial sobre el entorno, el electricista observó que el conductor neutro contaba con dos conductores de 4/0, uno era un conductor neutro de tamaño extragrande que normalmente se encuentra en los tableros de paneles y que se destina a la transferencia de las cargas no lineales. Esto le indicó que el sistema se había diseñado correctamente.

Lo siguiente que hizo fue sacar su pinza Amperimétrica 376 de Fluke, y detectó que la corriente se encontraba muy por debajo de los 225 A en las tres fases, entre los 108,9 A y los 130,3 A. Puesto que el panel alimentaba cargas no lineales, el siguiente paso lógico era observar los armónicos en la corriente. El electricista conectó la pinza 376 en el conductor neutro y se dio cuenta de que la corriente era bastante baja, de solo unos 38,9 A. Si los armónicos estuviesen causando algún problema, la corriente en el neutro habría sido igual o más alta que una de las corrientes de las fases.

Armónicos descartados

¿Qué pasaba pues con las cargas procedentes del panel? ¿Quizás había armónicos de tensión? Esta vez el electricista sacó su analizador de energía eléctrica 434 de Fluke para comprobar los armónicos en las cargas procedentes del panel en cuestión. El contenido de armónicos concordaba con el tipo de cargas que abastecía. La tensión era buena y la corriente no era ni demasiada alta ni había ningún exceso de armónicos; una vez más, había llegado a un callejón sin salida.

Pero no había acabado. A continuación, pasó a registrar la caída de la tensión en toda la línea y los conductores de fase de la carga del disyuntor principal (ver tabla 1). Una conexión suelta o mala, o un problema interno con el circuito podían producir una gran caída de la tensión, algo más de 100 milivoltios.

Tabla 1.Caída de la tensión registrada en los conductores del disyuntor principal y la carga de amperios en los conductores de fase en una inspección inicial en mayo de 2012.
Mediciones

Fase A: 51,1 de milivoltios

Fase A: 122,9 amperios

Fase B: 41,6 milivoltios

Fase B: 108,9 amperios

Fase C: 137,1 milivoltios

Fase C: 130,3 amperios

Figura 1
Figura 1. Una imagen infrarroja de una cámara termográfica Fluke de los conductores de fase del disyuntor principal indica que el conductor de la fase C está notablemente más caliente que los de las fases A y B.

Las tensiones medidas a través de las fases “A” y “B” se encontraban dentro del rango correcto. No obstante, al obtener la medición de la fase “C” de 137 mV se hizo bastante obvio ver de dónde procedía el calor. Puesto que el problema todavía no garantizaba que no se produjese un apagón, el electricista sacó su cámara termográfica de Fluke, la cual, sorprendentemente, no indicaba que la fase C estuviese notablemente más caliente que las fases A y B (ver figura 1).

En la parte superior del disyuntor, el cable estaba muy caliente pero se notaba cada vez más frío a medida que la cámara se alejaba del disyuntor. Esto indicaba que, lo más probable, es que el problema se hallase en el terminal de cables o en el punto en que este se conectaba al disyuntor.

Antes de abandonar el emplazamiento, el electricista conectó el registrador trifásico de calidad de la energía 1735 de Fluke a los conductores que alimentaban el disyuntor principal de 225 A y lo dejó durante una semana tomando medidas de la corriente. Tampoco se percibieron anomalías en la corriente. (Ver la figura 2)

Puesto que durante el proceso de solución de problemas se había aislado la localización del problema pero no se había detectado la causa exacta, el cliente y los asesores eléctricos decidieron sustituir todas las conexiones del panel, incluidos todos los disyuntores, y extender conductores nuevos. "Hemos llegado a este punto porque el coste de la inactividad y la gravedad del sistema son tan importantes que el cliente necesita que esto se repara. No quieren tener que enfrentarse a otro corte de nuevo un día de estos", explica el electricista.

Figura 2
Figura 2. Los registros de la corriente en los conductores que alimentan el disyuntor principal que se recopilaron durante una semana no mostraron ninguna anomalía, lo cual indicaba que el problema se encontraba en el terminal de cables o en el punto en que este se conecta al disyuntor.

La solución

Más tarde, el cliente tuvo la oportunidad de desconectar el panel y sustituirlo. Aún así, los técnicos no quisieron correr riesgos. Antes de programarse la desconexión del panel, el interior del nuevo panel, completado con disyuntores principales y en los ramales, se envió a una empresa externa independiente para someterlo a un proceso de pruebas. La empresa de pruebas ajustó todas las conexiones internas según las especificaciones y efectuaron una prueba digital con el ohmímetro de baja resistencia para verificar la integridad de las conexiones internas.

Con la bandera de salida alzada para el panel nuevo, los asesores técnicos se pusieron manos a la obra. Desconectaron el panel antiguo, desconectaron todos los conductores y quitaron las conexiones internas. Llegados a este punto, efectuaron un examen visual y vieron que había signos graves de sobrecalentamiento en el punto en el que la barra de la fase A se conecta con el disyuntor principal. [Ver la figura 3]

A continuación, los electricistas instalaron nuevas barras de fase interiores, disyuntores de ramales, disyuntores principales y conductores de fase, además de volver a conectar todos los conductores. Después de volver a conectar el panel al suministro eléctrico, lo probaron para verificar que el panel nuevo funcionaba según lo especificado. Usando el multímetro de aislamiento 1587 de Fluke, tomaron una serie de mediciones de la tensión, incluidas la caída de la tensión en toda la línea y de la carga del disyuntor principal, el cual indicaba las siguientes caídas de tensión:

Figura 3
Figura 3. Después de extraer el panel, la fase A mostraba signos de sobrecalentamiento grave en el punto en el que se conecta al disyuntor principal, revelando de este modo un problema previo con la fase A que ya se había corregido anteriormente.  
  • Fase A: 50,4 milivoltios
  • Fase B: 48,8 milivoltios
  • Fase C: 41,4 milivoltios

Estas mediciones se encontraban dentro del rango normal, por lo que, a continuación, midieron la carga de amperios en los conductores de las fases con la pinza amperimétrica 376 de Fluke:

  • Fase A: 144,1 amperios
  • Fase B: 133,7 amperios
  • Fase C: 132,6 amperios

Estas lecturas quedaban también dentro del aceptable 80 % de los requisitos estipulados.
Finalmente, se procedió a escanear los conductores de fase del disyuntor principal sometido a cargas usando la cámara termográfica Fluke. El escáner mostraba cargas equilibradas en las tres fases.  

Figura 4
Figura 4. Una imagen termográfica de los conductores de fase del disyuntor principal tomada con la cámara termográfica Fluke después de la sustitución del panel muestra cargas equilibradas en las tres fases

Siguiendo adelante

Aunque las mediciones mostraban que el nuevo panel funcionaba dentro de la estipulación de la carga del 80 %, los asesores esperaban que se acercase pronto al umbral del 80 %. A medida que la carga aumentaba, así lo hacía la temperatura, por lo que recomendaron al cliente hacer un seguimiento de la situación y plantearse instalar un nuevo alimentador de potencia en un futuro no muy lejano.