Causas y solución del fallo en el cierre del interruptor principal del generador de un buque y de la desconexión por avería

1. Determinación de las causas del fallo en el cierre del interruptor principal y resolución de las mismas

1. Determinación de las causas del fallo en el cierre del interruptor principal

Condiciones para el cierre manual del interruptor principal: que el disparador no se active y que el resorte de almacenamiento de energía esté correctamente cargado. Condiciones para el cierre eléctrico del interruptor principal: que se cumplan las condiciones para el cierre manual y que, además, la bobina de cierre y el circuito de control de cierre funcionen correctamente.

Al accionar el interruptor para cerrarlo, se oye claramente el ruido del mecanismo interno y el cierre de los contactos. En el panel frontal del interruptor y en el cuadro de distribución hay indicadores que señalan que el interruptor principal está cerrado.

(1) Conexión eléctrica: al pulsar el botón, el interruptor principal no reacciona, mientras que la conexión en modo manual funciona correctamente.

El fallo se encuentra en el circuito de control de cierre. Para comprobarlo, se puede pulsar el botón de cierre y, al mismo tiempo, medir con un multímetro si la señal de cierre llega al terminal correspondiente del interruptor. Si la señal de cierre llega al terminal del interruptor, el fallo se encuentra en el circuito de control interno del interruptor.

(2) Tanto al cerrar el interruptor de forma eléctrica como manual, se oye cómo se acciona el mecanismo interno, pero no se cierra.

El fallo se encuentra en el mecanismo mecánico del interruptor principal y es necesario realizar una inspección más detallada; los dispositivos de disparo de protección y los enclavamientos eléctricos, entre otros, están funcionando correctamente. Un disparo erróneo del dispositivo de protección del generador, o el hecho de que no se haya restablecido tras el disparo, así como el enclavamiento con la toma de tierra, pueden provocar que el interruptor principal permanezca en estado de disparo. Los dispositivos de disparo de protección y los enclavamientos eléctricos, por lo general, se activan mediante la activación de la bobina de disparo del interruptor automático; se puede comprobar si hay señal de disparo en los terminales externos de la bobina del disparador de subtensión y de la bobina del disparador de derivación utilizando un multímetro, Los posibles problemas que pueden afectar a la señal son: corriente de sobrecarga, corriente de cortocircuito, corriente de fallo a tierra o corriente transitoria excesiva al cerrarse.

Explicación sencilla:

(1) El disparador por pérdida de tensión no se activa: compruebe si el fusible está fundido; compruebe que los contactos del pulsador del disparador estén en buen estado; compruebe la bobina del disparador por pérdida de tensión; si hay un corte en el circuito, repárela o sustitúyala por una nueva.

(2) Desajuste del disparador de sobrecorriente (valor de disparo demasiado bajo): calibrar y ajustar al valor especificado.

(3) El mecanismo de disparo presenta un desgaste grave y no se engancha: reparar el mecanismo de disparo o sustituirlo por uno nuevo.

(4) No se ha restablecido tras la activación del disyuntor térmico: espere unos segundos a que el elemento calefactor se restablezca.

2. Simulación de fallo en el cierre del interruptor principal

Tomemos como ejemplo el DW95, cuyo sistema de almacenamiento de energía es de tipo electromagnético, y simulemos un fallo.

(1) Establecimiento del punto de fallo: los contactos del circuito de control de la bobina de cierre están abiertos.

Síntoma: Al accionar la palanca manual para cerrar el circuito, al pulsar el botón de cierre no se produce ninguna reacción.

Análisis: Si es posible cerrar el interruptor manualmente, significa que el sistema de almacenamiento de energía, los contactos y el mecanismo de reenclavamiento funcionan correctamente; si al pulsar el botón de cierre no se produce ninguna reacción, significa que la avería se encuentra en el circuito de control de cierre.

Método de reparación: Comparando con el circuito de control de cierre, se puede pulsar el botón de cierre y, al mismo tiempo, comprobar con un multímetro si la señal de cierre llega al terminal correspondiente del interruptor; lo importante es confirmar si el contactor de cierre se activa o no.

(2) Configuración del punto de fallo: los contactos del circuito de la bobina de pérdida de tensión se abren.

Fenómeno: Al mover la palanca y pulsar el botón de cierre, se produce la acción de cierre, pero se interrumpe inmediatamente.

Análisis: El resorte de almacenamiento de energía funciona correctamente, pero el mecanismo de disparo no se vuelve a accionar, lo que indica un fallo en el disparador; podría tratarse de un fallo mecánico (por ejemplo, un desgaste grave del mecanismo de disparo que impide que el gancho se enganche) o de un fallo eléctrico (por ejemplo, que el disparador por pérdida de tensión no reciba alimentación o que el disparador de excitación separada reciba alimentación de forma anómala).

Método de reparación: comprueba primero el circuito eléctrico; enseguida se observará que la bobina de pérdida de presión no recibe corriente, con lo que basta con localizar el punto de corte.

Ampliación: Las situaciones como el funcionamiento erróneo del dispositivo de disparo, la falta de reinicio tras el disparo o el enclavamiento con la toma de corriente en tierra, etc., suelen resolverse desconectando la bobina del disparador por falta de tensión del interruptor principal; esto puede comprobarse midiendo con un multímetro si hay señal de disparo en los terminales externos de la bobina del disparador por falta de tensión.

(3) Configuración del punto de fallo: se ha reducido el valor de los parámetros del disparador de sobrecorriente.

Síntoma: En ocasiones, el generador se conecta, pero otras veces no; una vez conectado, al aumentar la carga se produce inmediatamente un disparo.

Análisis: Las variaciones en la carga pueden provocar un disparo, lo que suele deberse a un desajuste en los parámetros del disparador de sobrecorriente; las variaciones aleatorias de la corriente de impacto durante el cierre hacen que, en ocasiones, el cierre se produzca y, en otras, no.

Método de mantenimiento: Calibrar y ajustar el valor de disparo por sobrecorriente al valor especificado.

(4) Establecimiento del punto de fallo: fallo mecánico.

Una vez descartados los fallos eléctricos, se puede comprobar si se trata de un fallo mecánico. Este tipo de avería suele requerir la intervención del fabricante.

Las averías mecánicas más habituales son:

① La biela está suelta: basta con apretarla;

② Desgaste del mecanismo de disparo: es necesario sustituirlo por uno nuevo;

③ El electroimán de cierre está atascado: aflojar y ajustar;

④ La palanca del disparador no gira con soltura o el muelle de retorno está desgastado: ajustar según corresponda.

2. Determinación de las causas de la desconexión por fallo del interruptor principal y su solución

1. Determinación de las causas de la desconexión por fallo del interruptor principal

Si no se producen cortocircuitos ni puestas a tierra directas en el sistema, y la protección por relé no se activa, la desconexión automática del interruptor se denomina “disparo erróneo”. El análisis, la evaluación y la gestión de un “disparo erróneo” suelen realizarse en las tres etapas siguientes.

(1) A partir de las siguientes características de los fenómenos observados en el incidente, se puede determinar que se trata de una “disparada errónea”.

Antes de la desconexión automática, las lecturas de los instrumentos del cuadro de control del generador en el que se encontraba el interruptor principal y los indicadores de aislamiento del cuadro de distribución eran normales, lo que indica que no había ningún fallo por cortocircuito en el sistema; tras la desconexión, los indicadores de tensión, corriente y potencia del cuadro de control de dicho generador marcaban cero.

(2) Averiguar las causas y tratar cada caso por separado.

Si se produce una “disparada errónea” del panel de protección debido a un contacto accidental o a un manejo incorrecto por parte del personal, o a vibraciones externas que provoquen la desconexión automática, se deberá subsanar la causa de la avería del interruptor y restablecer el suministro eléctrico de inmediato. En caso de averías en otros componentes eléctricos o mecánicos que impidan restablecer el suministro eléctrico de forma inmediata, se deberá contactar con el jefe de máquinas para explicarle la situación, dejar fuera de servicio el interruptor que ha sufrido la “disparada errónea” y proceder a su reparación.

(3) Realizar una inspección y un análisis de las averías, tanto eléctricas como mecánicas, de los interruptores que se han “disparado por error”.

Causas de las averías eléctricas: activación errónea de las protecciones o ajuste incorrecto de los ajustes, o averías en los circuitos de los transformadores de corriente y tensión; aislamiento deficiente en los circuitos secundarios; puesta a tierra en dos puntos en el sistema de corriente continua (puesta a tierra en dos puntos en el circuito de disparo).

Causa de la avería mecánica: el soporte de mantenimiento de la posición de cierre y el pestillo de apertura no se mantienen en su posición, lo que provoca la desconexión automática.

2. Demostración de un fallo por disparo intempestivo del interruptor principal

(1) Establecer el punto de fallo: simular las vibraciones del buque.

Síntoma: Solo se produce una alarma de corte de corriente, sin que se active ninguna alarma de avería concreta.

Análisis: Si no se trata de una protección por relé, podría deberse a un contacto accidental o a una maniobra errónea por parte del operador, o bien a vibraciones provocadas por fuerzas mecánicas externas, ya que el mecanismo de disparo no podría mantenerse en su posición, lo que provocaría un “disparo erróneo”.

Procedimiento: Se puede cerrar el interruptor inmediatamente para restablecer el suministro eléctrico.

(2) Identificación del punto de fallo: los parámetros del disparador de sobrecorriente se han reducido.

Fenómeno: Cuando la potencia de carga del generador es elevada, es muy probable que se produzca un corte de corriente.

Análisis: El aumento de la carga puede provocar un disparo; por lo general, esto se debe a un desajuste en los parámetros del disparador de sobrecorriente, aunque también puede deberse a una avería en los circuitos de los transformadores de corriente o de tensión, o a un aislamiento deficiente en los circuitos secundarios, lo que puede provocar señales de disparo erróneas.

Método de mantenimiento: Calibrar y ajustar el valor de disparo por sobrecorriente al valor especificado.

(3) Identificación del fallo: la tensión del resorte de reacción del disparador por pérdida de tensión es excesiva.

Fenómeno: Al arrancar un motor asíncrono de gran potencia, se dispara el interruptor del generador.

Análisis: Al arrancar un motor asíncrono de gran potencia, se produce una caída instantánea y considerable de la tensión; si la fuerza del resorte de reacción del disparador por pérdida de tensión es excesiva, esto provocará un disparo erróneo del mismo.

Solución: Reducir la tensión del muelle de reacción.

3. Diagnóstico y solución de los problemas que impiden que el interruptor principal se desconecte

En caso de que no sea posible abrir el interruptor principal de forma eléctrica, intente primero abrirlo manualmente pulsando el botón de apertura situado en el panel del interruptor; si la apertura manual se realiza con éxito, se puede extraer el interruptor principal para inspeccionar más a fondo el circuito de control de la apertura eléctrica del mismo; Si no es posible realizar la desconexión manual, se debe considerar la posibilidad de abrir manualmente el interruptor de conexión entre los dos tramos de la barra colectora o de desconectar el interruptor principal de aislamiento de la falla en la barra colectora a la que está conectado el interruptor principal; una vez aislado el tramo de la barra colectora conectado al interruptor principal de aislamiento de la falla y el interruptor principal haya quedado completamente sin alimentación, se podrá extraer el interruptor principal, para inspeccionar más a fondo el dispositivo de disparo mecánico del interruptor principal y el circuito de control de la desconexión eléctrica.

1. Determinación de las causas por las que el interruptor principal no se dispara

La desconexión de los interruptores automáticos de aire en bastidor también puede realizarse de dos formas: eléctrica y manual. Normalmente se utiliza el método eléctrico, es decir, se acciona la desconexión del interruptor mediante el botón de desconexión del cuadro de distribución o una señal procedente del sistema de control automático, a través del circuito de control de desconexión. Como medida de seguridad, los interruptores principales suelen conservar la opción de desconexión manual, que acciona directamente el mecanismo mecánico del interruptor principal mediante un botón situado en el panel del interruptor.

(1) Si no es posible abrir el interruptor ni de forma eléctrica ni manual, será necesario inspeccionar más a fondo el mecanismo mecánico del interruptor principal.

(2) Si es posible abrir el interruptor manualmente pero no de forma eléctrica, el punto de fallo se encuentra en el circuito de control de apertura. El control de la apertura eléctrica también se lleva a cabo desconectando la bobina del disparador de subtensión del interruptor o conectando la bobina del disparador de excitación, se puede comprobar manteniendo pulsado el botón de apertura del cuadro de distribución y midiendo con un multímetro los terminales externos de la bobina del disparador de subtensión y de la bobina del disparador de excitación.

Causas habituales de que la compuerta no se abra y cómo solucionarlo:

(1) La bobina de disparo no funciona: compruebe si la tensión de funcionamiento de la bobina de disparo es la correcta y si el fusible está fundido; compruebe que los contactos del botón de disparo estén en buen estado; revise la bobina de disparo y, si está en abierto, repárela o sustitúyala por una nueva.

(2) Los contactos principales están quemados y pegados: compruebe, repare o sustituya los contactos principales.

(3) El mecanismo de transmisión se ha atascado: compruebe y repare el mecanismo de transmisión.

2. Demostración de averías (tomando como ejemplo el DW95, almacenamiento de energía en el electroimán)

(1) Establecimiento del punto de fallo: los contactos del circuito de la bobina de derivación se han abierto.

Síntoma: Se puede desconectar manualmente, pero al pulsar el botón de desconexión no se produce ninguna reacción.

Análisis: Por lo general, la desconexión por control remoto se lleva a cabo mediante un disparador de excitación separada. La desconexión por control remoto cuenta además con un circuito de disparo específico. La avería puede producirse en el circuito de control de disparo o en el circuito de la bobina de excitación separada.

Método de reparación: Utilizar un multímetro para detectar el punto de corte en el circuito con la alimentación desconectada.

(2) Establecer el punto de fallo: reducir la fuerza del resorte de reacción.

Fenómeno: El generador presenta fallos de subtensión y potencia inversa sin que se produzca un disparo.

Análisis: Tanto la protección contra subtensión como la protección contra potencia inversa provocan el disparo del interruptor mediante la activación del disparador por pérdida de tensión. Si no se produce el disparo, significa que el disparador de pérdida de tensión no se ha activado; esto puede deberse a que la bobina de pérdida de tensión no se ha desactivado —por ejemplo, porque los contactos normalmente cerrados no se han accionado—, o bien a un atasco mecánico de la palanca o a que la fuerza del resorte de reacción es demasiado débil.

Método de reparación: Una vez solucionada la avería en el circuito eléctrico, se puede presionar manualmente la armadura del disparador para comprobar si el movimiento mecánico del mismo es fluido y cuál es la fuerza ejercida por el muelle de reacción. La avería se soluciona aumentando la fuerza del muelle de reacción.

(3) Configuración del punto de fallo: otros fallos.

Análisis: El atasco del mecanismo de transmisión del interruptor principal también puede provocar que no se suelte el contacto. En primer lugar, se debe comprobar si el mecanismo de bloqueo presenta algún problema. Si los contactos principales se han quemado y se han pegado, esto también puede impedir que se suelte el contacto.