Morsetti allentati: che fare?

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Morsetti allentati:
Un banale condizione di morsetto
allentato può portare a guasti spesso
particolarmente onerosi.
Oggi la strumentazione a disposizione
dell’impiantista può efficacemente aiutare a
risolvere tali problematiche.
a cura della Redazione
Le tre possibili visualizzazioni
La termografia rappresenta un interessante
settore in particolare sviluppo
per applicazioni che, sinora,
sembravano senza soluzione.
Ad esempio non sempre è facile misurare
con strumenti “tradizionali” grandezze
che possono consentire di comprendere
come si sta sviluppando la
vita operativa di un componente o di
un dispositivo. La misura della temperatura,
e del suo modificarsi può rappresentare
invece un’interessante soluzione.
Ed ecco perché sono utili le
immagini termografiche effettuate sui
sistemi elettrici poiché sono in grado
di mostrare le condizioni operative
delle apparecchiature installate.
Sembra, per la verità, una procedura
molto recente, In realtà l’introduzione
della termografia è avvenuta oltre
quaranta anni or sono e la principale
applicazione termografica non è stata
per l’ambiente militare ma ha riguardato
proprio l’ispezione degli
impianti elettrici.
Il motivo per cui la termografia è così
adatta al monitoraggio degli impianti
elettrici è che i componenti elettrici
cominciano a deteriorarsi subito dopo
l’installazione. Qualunque sia il carico
di un circuito, vari fattori come vibrazioni,
usura ed età provocano l’allentamento
dei contatti elettrici, mentre le
condizioni ambientali possono accelerarne
la corrosione. In breve, tutti i collegamenti
elettrici, nel corso del funzionamento
dell’impianto, vanno incontro
a deterioramenti che possono
causare anche gravi problemi. Se non
vengono individuati e riparati al più
presto, tali collegamenti difettosi sono
che fare?
causa di guasti che si ripercuotono
sull’intero impianto. Ma è proprio questo
malfunzionamento dell’impianto
che porta ad una interessante condizione
che permette di risolvere la questione.
Fortunatamente (da questo
punto di vista), un contatto allentato o
corroso aumenta la resistenza nel
punto di collegamento e poiché un aumento
della resistenza elettrica provoca
un aumento di calore. A questo
punto possono entrare in azione gli
strumenti termografici. Tramite un’immagine
termica è possibile rilevare un
problema durante il suo sviluppo, prima
che si trasformi in un guasto a tutti
gli effetti. E grazie a tale azione, l’individuazione
e la correzione dei collegamenti
difettosi prima che si verifichi
un guasto previene lo sviluppo di incendi
ed eventuali interruzioni potenzialmente
gravi per le attività produttive,
commerciali e istituzionali. Queste
azioni predittive hanno una grande
importanza perché il guasto di un impianto
fondamentale comporta inevitabilmente
un aumento dei costi, un
aggravio di manodopera e materiali
nonché una riduzione della produttività.
Tale situazione mette quindi a rischio
la redditività aziendale, ma anche
la sicurezza di dipendenti, utenti e
clienti.
Le argomentazioni riportate di seguito
sono incentrate sull’uso della termografia
per l’individuazione di problemi
relativi a collegamenti allentati, eccessivamente
tesi o corrosi negli impianti
elettrici, tramite il confronto delle temperature
dei collegamenti stessi all’interno
dei quadri.
Cosa controllare
Con la termografia è possibile controllare
le coperture dei quadri elettrici
e mettere in esercizio l’impianto
con almeno il 40% del carico massimo.
Inoltre è anche possibile misurare
il carico in modo da valutare adeguatamente
le misure rispetto alle
normali condizioni di funzionamento.
Naturalmente - dovrebbe essere
ovvio, ma è bene ricordarlo - le coperture
dei quadri elettrici devono
essere rimosse soltanto da personale
qualificato autorizzato utilizzando
le adeguate protezioni personali.
Infine è possibile memorizzare immagini
termiche di tutti i collegamenti
con temperature superiori a
n° 6 Giugno 2009
quelle di altri collegamenti simili
sottoposti a carichi simili. Il confronto
tra le immagini termografiche di
una serie di morsetti che dovrebbero
essere sottoposti alla stessa corrente
permette di capire se esiste
una situazione di guasto.
Cosa cercare
In generale, con la termografia è
possibile individuare i collegamenti
più caldi degli altri. Essi presentano
un’alta resistenza che probabilmente
può essere dovuta all’allentamento,
all’eccessiva tensione o alla corrosione.
Generalmente (anche se
non sempre), le zone calde correlate
ai collegamenti risultano più calde

n° 6 Giugno 2009
nel punto di alta resistenza e si raffreddano
man mano che ci si allontana.
Come è stato detto, in caso di ulteriore
allentamento o corrosione, i
collegamenti surriscaldati possono
provocare un guasto e quindi devono
essere sistemati prima possibile.
La soluzione migliore è creare un
percorso di ispezione regolare che
includa tutti i quadri elettrici chiave
e qualsiasi altro collegamento ad alto
carico, come dispositivi di azionamento
o di disconnessione, comandi
ecc.
Salvare un’immagine termica di ciascun
collegamento sul computer e
tenere traccia delle misure nel tempo,
utilizzando il software in dotazione
con la termocamera. In questo
modo, si ottengono immagini di riferimento
che consentiranno di determinare
più facilmente eventuali anomalie
di una zona calda e di verificare
se gli interventi di riparazione sono
stati efficaci.
Cosa indica un “allarme rosso”
Le apparecchiature in condizioni tali
da costituire un rischio per la sicurezza
dovrebbero essere riparate
con priorità assoluta.
Le linee guida fornite dall’International
Electrical Testing Association
(NETA) suggeriscono che quando la
differenza di temperatura (T) tra
componenti simili sottoposti a carico
simile supera i 15 °C, è necessario effettuare
immediatamente un intervento
di riparazione.
L’associazione NETA raccomanda di
procedere allo stesso modo anche
quando il valore T tra un componente
e la temperatura ambiente supera
i 40 °C.
Potenziale costo del guasto
Lasciato irrisolto, il surriscaldamento
di un collegamento elettrico allentato
o corroso potrebbe essere la causa
dell’interruzione di un semplice fusibile
e comportare il fermo dell’intero
processo produttivo. Quindi, possiamo
ipotizzare che ciò comporti almeno
mezz’ora per interrompere l’alimentazione,
trovare un fusibile di ricambio
in magazzino e sostituire il fusibile
guasto. Il costo relativo alla
perdita di produzione varierebbe in
base al tipo di industria e di lavorazione;
tuttavia per alcuni settori,
mezz’ora di perdita produttiva può
comportare costi molto elevati.
Ad esempio, nel settore delle acciaierie,
la perdita produttiva risultante da
inattività è stata valutata di circa
e1.000 al minuto.
Follow-up
I collegamenti surriscaldati devono
essere smontati, puliti, riparati e rimontati.
Se l’anomalia persiste, è possibile
che il problema non siano i collegamenti,
ma potrebbe essere stato
effettuato un intervento di riparazione
errato. E qui allora vengono utili
gli strumenti “tradizionali”.
Un multimetro, un multimetro a pinza
o un analizzatore di rete permettono
a questo punto di individuare altre
possibili cause del surriscaldamento,
come una condizione di sovraccarico
o di squilibrio. In ogni caso, ogniqualvolta
viene individuato un problema
tramite una termocamera, è possibile
utilizzare il software a disposizione
per documentare i risultati in un report,
includendo un’immagine termica
e un’immagine digitale dell’apparecchiatura.
Questo è il modo migliore
per evidenziare i problemi riscontrati
e i conseguenti interventi di riparazione
consigliati.
Suggerimento per
l’acquisizione delle immagini
Nell’uso di una termocamera però è
necessario fare molta attenzione ad
alcuni aspetti legati all’acquisizione
dei dati. L’hardware utilizzato per i
collegamenti e i contatti elettrici è
spesso lucido e riflette l’energia a
raggi infrarossi emessa da altri oggetti
nelle vicinanze; ciò può interferire
con la misura della temperatura
e l’acquisizione delle immagini. Anche
un’apparecchiatura molto sporca
può compromettere la precisione
delle immagini. Per ovviare a questi
inconvenienti, è necessario attendere
che l’apparecchiatura non sia sot-
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Visualizzazioni possibili con una termocamera a IR a fusione di immagine
to tensione e applicare uno strato di
colore scuro non riflettente sulle
aree della misurazione. Inoltre bisogna
fare attenzione a non utilizzare
materiali combustibili come carta
carbone o nastro in plastica.
Gli attuali progressi
Gli specialisti di termografia desiderano
da sempre una termocamera
che produca immagini dotate di un
ampio campo visivo e di una risoluzione
estremamente elevata.
Una termocamera che combini queste
due funzioni utilizzando solo la
tecnologia ad infrarossi avrebbe un
costo così elevato da risultare proibitiva
per la maggior parte delle applicazioni.
Un modo meno costoso per offrire
una funzionalità adeguata in un unica
termocamera è la fusione di
un’ampia immagine visibile con
un’immagine ad infrarossi più piccola.
Il vantaggio maggiore per gli specialisti
di termografia è che possono
identificare e determinare immediatamente
le aree problematiche catturate
all’infrarosso all’interno di
un’immagine visibile.
Le immagini a luce visibile sono in
genere più chiare, più nitide e dotate
di una maggiore risoluzione spaziale
rispetto alle immagini ad infrarossi.
Un motivo evidente sta nel fatto che
il sensore del visibile è costituito da
un maggior numero di rilevatori.
Non è però così evidente che le im-
magini visibili vengono generalmente
prodotte dalle radiazioni riflesse,
mentre le immagini ad infrarossi utilizzate
per visualizzare la temperatura
registrano le radiazioni emesse.
La radiazione visiva riflessa può
produrre un contrasto nitido con
bordi precisi e differenze di intensità;
ad esempio, quando una sottile
linea bianca è vicino ad una sottile
linea nera. D’altro canto, il calore
proveniente da oggetti caldi viene
trasferito agli oggetti vicini producendo
variazioni di temperatura.
Pertanto, in un’immagine ad infrarossi
non vengono rilevate le presenze
di bordi ma solo le differenze
di temperatura.
La terza ragione per la quale le immagini
visibili sono più nitide è che
possono essere visualizzate negli
stessi colori, sfumature ed intensità
osservabili dall’occhio umano.
Di conseguenza, struttura ed aspetto
dell’oggetto analizzato vengono interpretati
più facilmente attraverso
le immagini visibili.
Del resto, l’intensità del calore non è
visibile e viene mostrata nelle immagini
ad infrarossi con colori fittizi
spesso di difficile interpretazione.
A questo proposito Fluke ha realizzato
una serie di termocamere in grado
di catturare un’immagine e di mostrare
i dettagli a luce visibile e la relativa
temperatura tramite un’immagine
ad infrarossi, ovvero una termocamera
capace di fondere le due immagini
in una (Tecnologia IR-fusion).