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sometidos a patrones de ruido cotidianos al abrir la ventana
del dormitorio, poner en marcha el motor de un coche, oír el
compresor del refrigerador, etc. De manera intuitiva, reconocemos
las desviaciones de estos patrones de ruido y podemos
iniciar la inspección del dispositivo. Lo mismo ocurre
con los equipos de T&D: un patrón de ruido anormal puede
indicar una condición de estado deficiente.
Secuencias de imagen y video
Los humanos expertos siempre empiezan una inspección de
equipos con una verificación visual. Las piezas desgastadas,
sueltas, movidas, corroídas o deformadas de los componentes
se pueden detectar fácilmente. Para un monitoreo continuo,
las imágenes grabadas se pueden analizar con algoritmos
de visión por ordenador, y se pueden detectar desviaciones
respecto a imágenes anteriores. El principal reto es la visión
limitada de una cámara y que puede ser necesario instalar
varias cámaras. Una desventaja es que la cantidad de datos
registrados es mucho mayor que en los demás tipos de sensores,
pero una ventaja es que es un método intrínsecamente
no intrusivo.
Acelerómetro
Las señales de vibración se pueden medir con acelerómetros.
En comparación con los micrófonos, un acelerómetro muestra
una mayor adaptabilidad al entorno, ya que la señal de
vibración se transmite principalmente a través de estructuras
sólidas. Así, en entornos de subestaciones con muchos componentes
diferentes, las señales de vibración son más adecuadas
que las acústicas, ya que la fuente de la señal puede
correlacionarse claramente con cada sensor. Además, las
vibraciones de muy baja frecuencia, por ejemplo, las oscilaciones
de las líneas aéreas inducidas por el viento, son más
fáciles de medir con acelerómetros.
Una posible aplicación de un acelerómetro en un interruptor
de vacío (VCB, por sus siglas en inglés) es identificar
momentos clave durante el funcionamiento en los que se
producen eventos específicos, por ejemplo, el momento en
1
0.5
-0.5
-1
02550
75 100 125 150 175 200
Tiempo (ms)
Vibración
Separación de contactos, polo A
figura 2. Ejemplo de mediciones realizadas durante una
operación de cierre del VCB con un acelerómetro para
la señal de vibración y la medición de la separación de
los contactos (una señal " alta " indica un estado abierto, y
" cero " indica una posición cerrada).
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t1
t2
el que la cerradura empieza a moverse y el tiempo de cierre,
que se muestran en la figura 2. En función de las características
específicas de la señal de vibración, se pueden extraer los
puntos de tiempo de evento t1 (reacción de la cerradura) y t2
(primer toque de contacto) y, de este modo, obtener el tiempo
de funcionamiento.
Para aplicar una estrategia de mantenimiento predictivo
en un sistema eléctrico, es necesario desplegar sensores a
gran escala. En consecuencia, se requieren características
de bajo costo, tamaño reducido, bajo consumo de energía y
adaptabilidad al entorno. Por desgracia, estos requerimientos
suelen entrar en conflicto con parámetros de rendimiento
del sensor como el ancho de banda, la relación entre señal y
ruido y la respuesta en frecuencia, por lo que es necesario
realizar una evaluación detallada para seleccionar el sensor.
En la figura 3, se muestra un ejemplo de comparación
entre cuatro acelerómetros diferentes. El sensor 1 es un
acelerómetro piezoeléctrico de alto rendimiento con salida
analógica. Tiene amplio ancho de banda, un bajo consumo
de corriente en estado encendido y un rango de medición
medio, pero es bastante costoso. El sensor 2 está basado en
sistemas microelectromecánicos (SMEM) y tiene un rango
de medición mucho mayor con un ancho de banda superior
similar, es menos costoso pero requiere mayor potencia
durante su funcionamiento. El sensor 3 también es un acelerómetro
de tipo SMEM diseñado para un rango de medición
inferior. Funciona con un ancho de banda menor, pero también
es más barato. El sensor 4 es un acelerómetro SMEM
de consumo ultra bajo diseñado para aplicaciones de baja
frecuencia de muestreo, pero también es mucho más barato.
150
100
50
-50
1.2
0.8
0.4
100
10
200
150
100
50
16.5
11
5.5
12 3
Sensor
4
figura 3. Una comparación de los parámetros del sensor
para cuatro tipos diferentes de acelerómetros.
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Señal normalizada
BW (kHz) Rango (g) Precio (US$) ion (mA)
T (°C)
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