Termografia en Sistemas Electricos
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
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Inspeccin de sistemas elctricoscon cmaras termogrficas
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Al finalizar este seminario usted debera saber lo siguiente acerca de lascmaras termogrficas:
Algunos principios bsicos de los infrarrojos.
Limitaciones bsicas de las cmaras termogrficas.
Entender las ventajas de uso de I en las inspecciones elctricas.
!so prctico de cmaras termogrficas.
"mo realizar una inspeccin correcta.
Algunos trucos # sugerencias.
$bjetivos del seminario
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Introduccin a la termografa infrarroja
Las cmaras infrarrojas de %lu&eoperan en el rango de ' a () *m
L$+,I-!..E$+
.AE+*m
10-4
10-2
0.28
0.40
2.00
6.00
8.00
15.00
-/0I"$
Rayos X
Ultravioleta
Casiinfrarrojo
Onda cortaInfrarrojo
MedioInfrarrojo
Onda larga
Infrarrojo
Microondas
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entro del espectro electromagntico1 la radiacininfrarroja se encuentra entre el espectro visible # las
microondas.
El calor infrarrojo irradiado no puede ser visto porlos ojos pero puede sentirse a travs de la piel.
-odos los objetos1 sin importar su temperatura1emiten radiacin infrarroja.
La intensidad de la radiacin depende de latemperatura .
!na cmara convierte la 2imagen infrarroja3 en unaimagen visible.
Imagen visual
Misma imagen en IR
45u son los infrarrojos6
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45u es la termografa6
Es la ciencia 7ue permite observar patrones trmicos utilizandocmaras especialmente desarrolladas.
En lugar de capturar luz visible1 estos instrumentos crean imgenestrmicas a partir de la energa infrarroja 8I9 medida # conviertenla informacin en imgenes 7ue se corresponden con la
temperatura.
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entajas del uso de la tecnologa I
;ermite realizar mediciones sin contacto.
;ermite realizar mediciones seguras #precisas.
osconsiderables.
;ermite inspeccionar instalaciones eidentificar elementos mu# rpidamente
con gran velocidad.
;ermiten identificar lugares especficos.
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entajas para la actividad
Inspeccin ms eficaz # veloz. Localizacin deproblemas ocultos.
;ermite realizar mediciones seguras # precisassin interrumpir la produccin.
etectan anomalas antes 7ue =a#a da>osconsiderables.
;ermite inspeccionar instalaciones e identificarelementos mu# rpidamente con gran
velocidad.
educcin del riesgo.
ocumentacin # validacin del trabajo.
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0antenimiento 4;reventivo o correctivo6
La termografa puede ser usada tantopara prevenir # anticipar problemascomo para encontrarlos luego de suocurrencia.
La termografa permite identificar
problemas ms rpido 7ue cual7uierotra tecnologa predictiva.
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0antenimiento 4;reventivo o correctivo6
0A+-E+I0IE+-$ EA"-I$eparar los e7uipos luego 7ue los mismos se =a#an roto.
0A+-E+I0IE+-$ ;EE+-I$;rcticas de mantenimiento basadas en perodos de tiempo # dise>adaspara e?tender la vida @til de los e7uipos # reducir la probabilidad de fallas.;or ejemplo1 cambiar el aceite en el automvil cada BBB &m.
0A+-E+I0IE+-$ ;EI"-I$Es la realizacin de mediciones para obtener informacin sobre lascaractersticas operativas de los e7uipos 8vibracin1 temperatura1 etc.9 # el
empleo de tendencias a partir de dic=a informacin para predecir laocurrencia de fallas de los e7uipos o condiciones de operacin noconvenientes.La reparacin o el reemplazo son completados antes de alcanzar dic=ascondiciones.
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-ransferencia de energa
La energa calrica siempre flu#e desde el punto ms caliente =acia elms fro =asta alcanzar el e7uilibrio.
En la termografa el e7uilibrio calrico no proporciona informacin deimportancia.
La transferencia de calor provee de ma#or informacin al estudio.
La transferencia de calor en estado estacionario es cuando el flujo decalor es constante en el tiempo. ;or ejemplo1 un motor elctrico 7ue =aestado funcionando durante un periodo de tiempo
La transferencia de calor transitoria es cuando la temperatura cambiacontante # significativamente. ;or ejemplo1 un motor 7ue se calienta #refrigera constantemente.
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-res formas de transferencia de calor
"$+!""IC+ (slidos9
"$+E""IC+ 8fluidos # gases9 AIA"IC+ 8ondas electromagnticas9
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-ransferencia de calor por conduccin
"onduccin es la transferencia de calor de una molcula a otra
en los slidos # algunas veces en los l7uidos. A altas temperaturas las molculas vibran rpidamente #
transfieren su energa a a7uellas de su vecindad 7ue seencuentran con menos temperatura # vibrando mslentamente.
Los metales son buenos conductores de calor. Lo conducen atravs del flujo de electrones1 as como tambin entre
molcula # molcula.
Los no metales son generalmente pobres conductores decalor.
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Ejemplos de transferencia de calor por conduccin
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-ransferencia de calor por conveccin
"onveccin es la transferencia de calor entre los fluidos ogases 7ue flu#en # las superficies.
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Ejemplo de transferencia de calor por conveccin
escarga de agua refrigerante de una planta de energa trmica.
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-ransferencia de calor por radiacin
El efecto de la radiacin es diferente a los de conveccin # a
los de conduccin.
La conduccin # la conveccin son proporcionales a ladiferencia de temperatura.
La radiacin emitida por una superficie es proporcional a latemperatura absoluta elevada a la cuarta.
El intercambio de calor entre dos objetos involucra unacompleja relacin entre la geometra 1 la emisividad # losobjetos del entorno.
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El poder de la conveccinD
30C 25C 22C
"on viento de &mF= GH - G'"
47C 35C 27C
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Efectos del viento
El viento puede reducir significativamente la temperaturade un punto caliente.
egla de oroD Vientos de 16 km/h reducen ! tem"er!tur! en un 25#
$ uno de 32 km/h en un 33#.
La escala de viento de Jeaufort nos brinda mas detallespara la estimacin de su velocidad.
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4"mo se obtiene una imagen trmica6
xxx pixels
xxx
pixels
"ada uno de los cientos de pi?els1 contiene el e?acto valor de latemperatura. El dispositivo1 a travs de un complejo grupo de
algoritmos1 asigna un color especfico 7ue correspondee?actamente con un valor especfico de temperatura encontrado enuna @nica coordenada K.
Algunas cmaras guardan una imagen
7ue en realidad no contiene ning@nvalor medido.$tras cmaras guardan una imagenllamada 2totalmente radiomtrica31 la
cual contiene la totalidad de lastemperaturas de cada punto. Estaspueden ser llevadas a una ;" para unposterior anlisis.
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Imgenes radiomtricas
Es como
tener cientos
determmetros
infrarrojos
en uno%
"uando una imagen es capturada mediante una cmaratermogrfica %lu&e1 todos los datos de fondo tambin seguardan junto con la imagen para permitir un anlisis de
postMprocesamiento en profundidad.
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efle?in1 absorcin # transmisin
"uando la radiacin I impacta la superficie de un objeto:
;arte puede ser reflejada 89.
;arte puede ser absorbida como calor 89. ;arte puede atravesar el objeto 89.
e acuerdo a la (N Le# de la -ermodinmica:
O O G (
"onociendo 7ue emisividad 89 G absorcin 89:Entonces O O G (;ara materiales opacos: G B1 G ( M
Esta relacin es fundamental para el funcionamiento de las cmaras I.
AIA"IC+ I
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A tener en cuentaQ
&odos os o'etos or)*nicos tienen un! emisi+id!d cerc!n! 0,5.
o+o, c!, "iedr!, "!"e, teties.
intur!s no met*ic!s, "*stico, )om!.
ceite, )r!s! $ so+entes.
ediciones coni!'es
misi+id!d su"erior ! 0,60.
Conocer $ m!ne!r ! tem"er!tur! !m'iente o de ondo.
"ic!r cint! o "intur! "!r! !ument!r ! emisi+id!d.
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Alta emisividad
u"ericies no 'ri!ntes.
t! emisi+id!d. intur! (de cu!uier coor, cint! !is!dor! u oid!cin
intens!.
edicin de tem"er!tur! coni!'e $ re"eti'e,
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Jaja emisividad
u"ericies 'ri!ntes
9!! emisin. t! reein t:rmic!.
;e'e tenerse en cuent! e ondo.
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alores correctos de emisividad
E,LA E $$
>se 0,5 "!r! tod!s !ue!s su"ericies "int!d!s decu!uier coor.
i es un met! no "int!do o no corro=do, se de'e us!r un+!or de 0,20 o menos.
+!or de emisi+id!d de os m!teri!es m!s comunes se os"uede encontr!r en e m!nu! de usu!rio de ! c*m!r!.
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Emisividad tpica de superficies
uminio "uido 0,05 !tino 0,08
9ronce "uido 0,10 @ie+e 0,80
9ronce "oroso 0,55 cero )!+!niA!do 0,28
Co're oid!do 0,65 cero en roo 0,24Co're oid!do ! ne)ro. 0,88 cero ru)oso 0,6
ie 0,8
@icke 0,05 &un)steno 0,05
intur! 0,4 )u! 0,8
intur! con !c!'!do "!t! 0,31 Binc en "!nch! 0,20
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+ivel # alcance
!c!nce re"resent! ! +ent!n! t:rmic!, ue es e +!orm*s !to $ m*s '!o de tem"er!tur! en e c!m"o de +isin. >n
!c!nce m*s estrecho d!r* m!s det!es t:rmicos $ m*scontr!ste.
ni+e re"resent! ue t!n !t! o '!! est!r* es! +ent!n!.
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+ivel # alcance
!nu!mente !ust!do
sc!! !utom*tic!
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-ama>o del spot
t!m!Fo de s"ot es e *re! detect!d! "or un sim"e detector.
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!n ejemplo realQ
s "osi'e +er e "unto c!iente, "ero
! medicin ue o'ten)o es errne!"or consider!r un *re! de medicin
m!$or ! ! de "unto c!iente.
cerc*ndose ! "unto c!iente, seo'tiene un! medicin "recis!G
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El ajuste de foco es crticoD
)udiA!r e oco de ! im!)en t:rmic! es cr=tico "!r! re!iA!r un! e!ct!medicin, o)r*ndose
&em"er!tur!s m*s "recis!s. C!rid!d en ! im!)en.
;i!)nsticos det!!dos.
!tis!ccin de ciente.
Cu!uier cos! "uede ser modiic!d! u o"timiA!d! con "osteriorid!d ene sotH!re, "ero e oco @IG
Conseos "r*cticos
>su!mente e oo hum!no es m*s sensi'e "!r! h!cer un meor
!uste de oco con im*)enes en '!nco $ ne)ro (esc!! de )rises. I'ser+!r ! !)udeA! de os 'ordes.
>tiiA!r JK-Lusion.
ostener ! c*m!r! con irmeA!.
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4En 7u consiste el IM%usionT6
JK-Lusion soo est* dis"oni'e en os eui"os deLuke.
JK-Lusion meAc! ! im*)en t:rmic! con ! im*)en+isu!.
L!ciit! ! inter"ret!cin de ! inst!!cin $ !s!nom!=!s encontr!d!s
ermite +er e conteto de ! medicin.
ermite eer cu!uier indic!dor o tetoim"reso en e eui"!miento.
L!ciit! ! "resent!cin de re"ortes.
+it! ! necesid!d de e+!r un! c*m!r! oto)r*ic!con+encion!
$ud! ! o)r!r un meor enoue $! ue tr!'!! "or!ine!cin de im*)enes.
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IM%usionT 0odos de visualizacin
%ull I "onvencional
%undidos IFisual
;I; %ull I
;I; %undido IFisual
Alarmas de "olor
isual "ompleto
&odos os modos de +isu!iA!cin est*n dis"oni'es en e sotH!re
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Aplicaciones de medicin trmica
Elctrico
Motores
Control de procesos
Edificios ytechos
Transportede fluidos
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Inspeccin de sistemas elctricos
;es'!!nce de c!r)!s. rmnicos (de 3M orden en neutro.
istem!s so'rec!r)!dos.
Jncrementos de resistenci! encircuitos de'idos ! coneionessuet!s o corro=d!s.
L!!s en tr!nsorm!dores.
Conductores deicientes.
L!!s en '!ncos de c!"!citores.
:rdid!s $ c!ent!miento inde'ido.
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"omponentes 7ue se suelen inspeccionar
C!!s de usi'es. C!'es $ coneiones. Ke:s / Jnterru"tores. is!ntes. C!"!citores.
u'est!ciones. Jnterru"tores !utom*ticos. Contro!dores. &r!nsorm!dores.
otores. 9!ncos de '!ter=!.
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entajas en la inspeccin de sistemas elctricos
ermite r*"id!mente detect!r ! tem"er!tur! en o'etose:ctric!mente c!r)!dos.
oc! o nin)un! interru"cin ! !s o"er!ciones. Keduccin de cortes de ener)=! no "ro)r!m!dos o "er=odos de
in!cti+id!d.
Keduccin de costos de re"!r!cin.
Keduccin de costos de m!ntenimiento.
eores t!s!s de "roduccin $ c!id!d.
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"ondiciones para la inspeccin de sistemas elctricos
I'ser+!cin direct! !'r! !s "uert!s de com"!rtimiento
cu!ndo resute "osi'e.
Jns"eccione con ! c!r)! m*s !t! "osi'e.
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;roblemas de alta resistencia de contacto
@tese en este c!so ue e usi'e so!mente
est* c!iente en un etremo. sto se de'e !ue en dich! "osicin tiene !t! resistenci! de
cont!cto.
i estu+iese c!iente en !m'os etremos, e
"ro'em! se inter"ret!r=! de orm! dierente.
>n circuito so'rec!r)!do, un deseuii'rio de
!se o un usi'e insuiciente "ro+oc!r=!n e
so'rec!ent!miento de !m'os etremos deusi'e.
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;roblemas de alta resistencia de contacto
c!or est* !soci!do con ! su"ericie de
cont!cto o conein.
"es!r de ue so "uede c!ent!r *re!s
circund!ntes, su inuenci! disminu$e
conorme se !e! de "unto de cont!cto.
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
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;roblemas de sobrecarga o dese7uilibrio
stos "ro'em!s "or o )ener! se !soci!n
con conductores de t!m!Fo menor !neces!rio, so'rec!r)!s $ deseuii'rios de
!se.
Com"!re com"onentes simi!res !se ! !se
"!r! oc!iA!r dierenci!s de tem"er!tur!.
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
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Inspeccin de tableros elctricos>'iue r*"id!mente un deseuii'rio de !se ue "roduAc!ecesi+o c!or en os conductores.
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Aplicaciones en transformadores
N!$ dos ti"os de tr!nsorm!dores en !ceite o secos.
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
44/90
Aplicaciones en transformadores
n e c!so de os tr!nsorm!dores en !ceite se de'en ins"eccion!r
!s si)uientes *re!s
9ushin)s.
C!m'i!dores de tom!s.
@i+ees de !ceite.
nri!miento de tu'os.
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
45/90
Aplicaciones en transformadores
n e c!so de os tr!nsorm!dores secos se de'en ins"eccion!r !s
si)uientes *re!s
rotecciones contr! so'retensiones.
Coneiones.
9o'in!s.
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
46/90
Aplicaciones en interruptores
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
47/90
Aplicaciones en subestaciones de transformacin
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
48/90
Aplicaciones en subestaciones de transformacin
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
49/90
Aplicaciones en subestaciones de empresas de suministro
Conmut!dores de todos os ti"os.
&r!nsorm!dores.
!s!muros.
Venti!dores "!r! enri!miento.
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
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Aplicaciones en subestaciones de empresas de suministro
n !s su'est!ciones tr!nsorm!dor!s es con+eniente re+is!r
C!"!citores.
Conectores.
Conductores.
B!"!t!s.
is!ntes.
m"!mes. 9!nde!s "ort!c!'es.
i!s $ circuitos de c!r)!.
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
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LE+-E -ELE$JPE-I$
Aplicaciones en subestaciones de transformacin
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
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Lente teleobjetivo
conse!d! "!r! mediciones ! dist!nci!.
C!"tur!s con )r!n ni+e de det!e.
@o reuiere rec!i'r!cin "!r! su incor"or!cin.
L*ci inst!!cin $ uso.
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-iU con lente estandar
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
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-iU con lente teleobjetivo -ELE(
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
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LE+-E ,A+ A+,!LA
Inspeccin de tableros elctricos
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
56/90
Lente gran angular
LE+-E ,A+ A+,!LA
conse!d! "!r! mediciones en u)!res estrechos.
ceente "!r! medicin de )r!ndes estructur!s.
istem! u JK-LusionR.
@o reuiere rec!i'r!cin "!r! su incor"or!cin.
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
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E+-A+A< I+%A$PAn! +ent!n! JK es un "unto de ins"eccin
"erm!nentemente mont!do en un )!'inetee:ctrico.
*s de # de os !ccidentes "or !rcos
e:ctricos ocurren cu!ndo ! "uert! de "!neest* !'iert!.
ermite ! ins"eccin +isu! $ "or inr!rroos
sin uit!r e "!ne co'ertor.
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
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entanas infrarrojas
in +ent!n!s inr!rro!s, !s ins"ecciones ! tr!+:s determo)r!=! inr!rro! reuieren un !r)o $ en)orroso
"roceso
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7/23/2019 Termografia en Sistemas Electricos
60/90
entanas infrarrojas
JE+E%I"I$