¿Cómo diagnosticar una zona que consume energía pero no calienta?

Es evidente que la energía eléctrica pasa por el circuito ya que el amperímetro muestra una zona que consume su corriente nominal. Sin embargo, un escaneo infrarrojo de la superficie de la placa calefactora muestra una región completamente fría donde debería haber calor. Se utiliza la entrada eléctrica, pero la salida térmica está ausente en la ubicación adecuada-a menudo porque la energía se transforma en calor en algún lugar no deseado, como una conexión terminal corroída o suelta fuera de la placa calefactora.

Este problema a veces se confunde con un elemento calefactor defectuoso y es una falla de campo común en los sistemas de calefacción industriales.

Reconocer el comportamiento eléctrico de la falla
Cuando una zona consume energía, no surge la condición de placa calefactora; la observación crucial es que la corriente se mantiene normal mientras no hay rendimiento de calefacción.

Esto implica que el circuito todavía es eléctricamente continuo, pero la distribución de la resistencia ha cambiado dramáticamente.

La disipación de potencia en un circuito de calefacción resistivo está determinada por:

P=I2RP=I^2 RP=I2R

Cuando la corriente permanece constante pero la resistencia aumenta en un área localizada, esa región se convierte en la principal fuente de calor del circuito.

El calor que falta se esconde en una conexión calefactada.

Junta de alta-resistencia como mecanismo primario de falla
Cómo se desarrolla la falla
En una zona de calentamiento que funciona bien, la resistencia se distribuye predominantemente a través del propio elemento calefactor. Sin embargo, a medida que una conexión se debilita, la corrosión, el aflojamiento o la oxidación pueden generar una unión de alta-resistencia no deseada.

Los sitios de falla típicos consisten en:

Bloques de terminales fuera de la platina

Conexiones entre contratistas

Terminales y engarces para cables

Portafusibles

Terminales de caja de conexiones

Contactos para salida de relé

A medida que aumenta la resistencia en uno de estos lugares, el comportamiento eléctrico del circuito varía.

Redistribución de la caída de voltaje
Debido a que la corriente permanece constante a través del circuito en serie, la caída de voltaje se concentra en el punto de resistencia más alto.

Como consecuencia:

La conexión defectuosa se calienta excesivamente.

El elemento calefactor recibe un voltaje más bajo.

La superficie del plato permanece fría.

La energía eléctrica se desvía con éxito hacia la junta defectuosa en lugar del elemento calefactor.

Por qué los dispositivos de protección no se activan ante la falla
Una de las propiedades más engañosas de este estilo de falla es que la protección del circuito a menudo permanece inactiva.

Esto ocurre porque:

La corriente total del circuito permanece dentro de los límites nominales.

Los fusibles y disyuntores reaccionan más a la sobrecorriente que a las caídas de voltaje mal asignadas.

Desde un punto de vista contemporáneo, el sistema parece eléctricamente normal.

Como resultado, aunque el rendimiento térmico se deteriora drásticamente, el defecto podría continuar sin ser detectado.

Uso de imágenes térmicas para diagnóstico
Localización rápida de fallos
Un escaneo con cámara térmica de toda la línea eléctrica ofrece una confirmación visual rápida de la ubicación del fallo.

La inspección debe consistir en:

Contactores

Bloques al final

Tendidos de cables

Portafusibles

Puntos de conexión para calentadores.

Cajas de conexiones

Cualquier punto de resistencia aberrante aparecerá como un punto caliente localizado.

Esto ocurre porque incluso una resistencia modesta bajo la corriente operativa puede desperdiciar una potencia significativa:

P=I2RP=I^2 RP=I2R

Las imágenes térmicas hacen que el defecto sea visiblemente evidente, ya que incluso una resistencia de nivel de miliohmios-en niveles de corriente elevados puede producir un calor significativo.

Por qué el elemento calefactor parece frío
El elemento calentador no obtiene suficiente potencial eléctrico para producir calor ya que la pérdida de voltaje se consume aguas arriba.

Como consecuencia:

La resistencia del elemento no se altera.

La entrada de energía del calentador disminuye

La temperatura de la superficie se mantiene alrededor de las condiciones ambientales.

Hay poca o ninguna reacción térmica.

Esta discrepancia entre la entrada eléctrica y la salida de calor es la pista de diagnóstico crucial.

Técnica metódica de resolución de problemas
Verificación de Caminos Eléctricos
Verificar la continuidad y el flujo de corriente a través de la zona es el primer paso en el proceso de diagnóstico. Dado que hay corriente presente, el énfasis se traslada de los problemas de circuito abierto-a las fallas resistivas.

Los puntos clave de inspección incluyen:

Estanqueidad mecánica de terminales

Evidencia de oxidación o decoloración.

Terminales de cable flojos o sobrecalentados

aislamiento deteriorado cerca de los conectores

indicaciones de picaduras o formación de arcos

Mapeo de firmas térmicas
La generación de calor se mapea a lo largo de todo el curso de la corriente mediante imágenes térmicas.

Por lo general, un único punto de acceso aberrante puede señalar la posición precisa de una falla sin necesidad de desmontar el circuito.

En complejos sistemas de calefacción multi-zona, esta técnica reduce drásticamente el tiempo de resolución de problemas.

Medidas Correctivas
Tras la identificación de la junta de alta-resistencia, las acciones correctivas suelen consistir en:

Limpieza de superficies de contacto oxidadas.

Reapretar las conexiones de los terminales

Reemplazo de conexiones o terminales rotos

Reemplazo de portafusibles sobrecalentados

Reparación o reemplazo de contactos de contactores.

Después de la restauración, las pruebas térmicas y eléctricas deben indicar la restauración de la distribución del calor sobre la placa.

Prevención de la recurrencia
Las mejoras de confiabilidad-a largo plazo podrían consistir en:

Comprobaciones periódicas de par en las conexiones de los terminales.

Utilizando terminales resistentes a la oxidación.

Sellado de carcasa mejorado para disminuir la corrosión.

Programas de inspección de ciclos térmicos.

Al realizar mantenimiento preventivo, termografía infrarroja.

En los sistemas de calefacción de alta-corriente, las interfaces mecánicas y eléctricas estables son cruciales.

En conclusión
Un signo clásico de un problema de cableado resistivo en lugar de un elemento calefactor que funciona mal es una zona de calentamiento fría que sigue consumiendo electricidad. En tales circunstancias, la energía eléctrica se transforma en calor en una conexión involuntaria de alta-resistencia, generalmente ubicada fuera de la placa en terminales, conexiones o dispositivos de conmutación.

Una zona que consume energía sin problemas con la placa calefactora se diagnostica de manera más eficiente mediante imágenes térmicas, que indican instantáneamente un sobrecalentamiento localizado a lo largo del circuito eléctrico. El rendimiento térmico normal se reanuda después de que se restablece el voltaje del elemento calefactor.

En el diagnóstico de campo, lo que fluye en los cables es tan crucial como lo que fluye en el calentador, y la imagen térmica sigue siendo el enfoque más rápido y confiable para descubrir puntos ocultos de pérdida de energía.