Tcnicas de monitoreo a condicinAntes que un equipo falle se pueden identificar sntomas de deterioro, sobre todo aquellos que estn relacionados con la edad de operacin, es en este instante cuando las tcnicas de monitoreo a condicin se utilizan para detectar alertas tempranas con el fin de evitar las fallas o evitar las consecuencias de estas.A continuacin se describen algunas categoras del mantenimiento a condicin(American Bureau of Shipping, 2004):Medicin de temperatura: ayuda a detectar posibles fallas relacionadas con un cambio de temperatura en el equipo como por ejemplo friccin excesiva mecnica (rodamientos defectuosos o lubricacin inadecuada entre otros) y en el caso de la transmisin de energa deteccin de puntos calientes en conectores ocasionadas por el aflojamiento por vibracin o desgastes en los contactos, deteccin baja de niveles de aceite en equipos inductivos ocasionadas por fugas, prdidas altas en pararrayos que indican alta resistencia de puesta a tierra.Monitoreo dinmico: implica la medicin y el anlisis de la energa emitida por el equipo mecnico en formas de onda tales como vibracin, pulsos y efectos acsticos, cualquier desviacin en las caractersticas puede indicar problemas como desgaste en componentes, desequilibrio, des-alineamiento y posibles daos; por ejemplo medidas de velocidad y desplazamiento en los interruptores mecnicos, entre otras.Anlisis de aceite: se puede emplear para diferentes tipos de aceite tales como lubricantes, hidrulicos y aislantes, este ltimo es muy empleado en los equipos inductivos del sistema de transmisin y se monitorean variables como: contenido de gases combustibles, humedad, partculas en suspensin, rigidez dielctrica entre otras, dando idea del envejecimiento, necesidades de productos pasivadores o regeneramientos.Monitoreo de Corrosin: el control de la corrosin (como por ejemplo inspecciones peridicas con cmaras de alta definicin) permite establecer la zona de afectacin, lavelocidad en la degradacin del material y el estado de los componentes, en especial laslneas de transmisin permiten determinar la condicin de los cables, herrajes yaislamiento.Pruebas no destructivos: las pruebas no destructivas implica, la realizacin de lasactividades que son no invasivas para el equipo bajo prueba. Muchas de las pruebas sepueden realizar mientras el equipo est en servicio como por ejemplo, nivel de ruido enequipo inductivo, pruebas de descargas parciales en aislamiento, respuesta de barrido enfrecuencia en el ncleo de los transformadores.Pruebas Elctricas: Tcnicas de monitoreo de condiciones elctricas como por ejemplo,pruebas de factor de potencia, medida de aislamiento, medidas de conductividad entreotras, permiten detectar algunos de los problemas de prdida del aislamiento elctricoen equipos.

Monitoreo de la condicinEl siguiente paso es identificar cuales modos de falla pueden ser monitoreados por el comportamiento del interruptor, bien sea que opere para despejar una falla o cuando sea requerido para el mantenimiento de los equipos de la baha en la subestacin. El objetivo es indisponer el menor tiempo posible el interruptor con el fin de determinar su condicin.Los desarrollos tecnolgicos ofrecen diversas tcnicas de monitoreo a condicin que pueden mejorar la estrategia de mantenimiento, como lo es los sistemas de adquisicin de datos representados por los rels de proteccin y registradores de fallas instalados en los circuitos medidas y control de la baha y las tcnicas de procesamiento de seales representadas por los sistemas de supervisin en las subestaciones los cuales permiten registrar los tiempos de apertura y cierre del interruptor a partir del instante de recepcin del comando. Se identifican diferentes tcnicas para el monitoreo a condicin (Report, 1996) descritas a continuacin:Des-energizado a energizado: Las actividades de mantenimiento por lo general requiere el equipo fuera de servicio que en ocasiones es costoso y requiere tiempo en recursos. Las tcnicas de diagnstico permiten probar los interruptores mientras estn en servicio. Por ejemplo, algunos dispositivos de prueba porttiles recogen seales comunes en los circuitos de control de interruptor a travs de conexiones estndar en el cubculo de control. Los datos se recogen mientras el interruptor est en servicio o en el instante en que se acciona de forma manual o de remota durante la prueba.Manual a automtico (online): Los desarrollos en los sistemas de adquisicin de datos reducen la participacin del personal en las actividades de mantenimiento, como ejemplo las descargas parciales en interruptores se pueden hacer sin indisponer el servicio y los datos pueden ser almacenados en un sistema de informacin (Meijer, Smit, Gulski, & Girodet, 2002). Otro ejemplo es el deterioro de los contactos de potencia relacionado con la corriente acumulada de cortocircuito, cuyo valor requiere el uso de equipos de registro transitorio conectados en lnea, los cuales permiten registros oscilo-grficos de las corrientes (Gale & Hensman, 1991).Peridico al monitoreo continuo: El mantenimiento peridico requiere la realizacin De pruebas en las diferentes subestaciones por parte de personal tcnico que en ocasiones considerando la distancia, el cual implica en ocasiones tiempos grandes endesplazamientos. Con el desarrollo de los canales de comunicacin como la fibra ptica o satelital, es posible llevar la informacin a centros de control para el procesamiento y anlisis de la informacin.Anlisis limitado al diagnstico avanzado: las decisiones de mantenimientogeneralmente se basan en el conocimiento emprico del personal. Con la evolucin de las tcnicas de procesamiento y anlisis de datos se ofrece una herramienta ms precisa que ayuda a la toma decisiones. Antes para el anlisis de la condicin el personal de mantenimiento compara los datos de referencia, y realiza la evaluacin sobre la diferencias encontradas. En la situacin actual el procesamiento de seales, la utilizacin de sistemas expertos, redes neuronales entre otras, se utilizan en el anlisis de los datospara la toma de decisiones (Kezunovic, Latisko, & Ved, 2005).A continuacin se clasifican los modos de falla y la forma como se realiza el monitoreo dela condicin de acuerdo a la siguiente las siguientes posibilidades:_ Monitoreo peridico con el equipo fuera de servicio._ Monitoreo peridico con el equipo en de servicio._ Monitoreo continuo automtico con el equipo en de servicio.Para cada modo de falla se indica la forma como se realiza el monitoreo; para lasvariables que no puedan ser monitoreadas con el equipo en servicio y que requieren elequipo fuera de servicio es necesario identificar el intervalo ptimo de intervencin. En laTabla 5-1 se clasifican los modos de falla.Para las pruebas se tomaron 62 interruptores instalados en el STN para los niveles detensin 230kV, los modos de falla para estos equipos son consultados y clasificados parala familia de acuerdo con la informacin histrica registrada en el sistema de informacindel periodo 1999 al 2013. Los resultados se describen en la En la Tabla 5-2 se muestranlos resultados de los histricos de fallas despus de hacer la clasificacin de los modosde falla descritos en el AMFE, y as determinar el nmero de veces que se presenta unmodo de falla, en el intervalo de tiempo recolectado de 1999 a 2013. Despus de realizarlos clculos de la tasa de falla 4 se procede a encontrar la frecuencia ptima deintervencin, ecuacin (3.2), tiempos medio entre fallas, ecuacin (2.10) y tiempo dereparacin ecuacin (2.11). Se observa que algunas actividades, es posible disminuir la frecuencia, como lo es la revisin de Cmara/Conexiones defectuosas yCmara/Contaminacin de aislamiento, las cuales pasaran de realizarse cada 6 aos a12.9 aos y de 6 aos a 8.3; igualmente indica que es necesario en algunas frecuenciasaumentarla como lo son las actividades relacionadas con Cmara/prdida propiedadSF6, que debera pasar de 12 aos a 6.6 aos. Sin embargo las frecuencias propuestasrequieren ser evaluadas con el personal experto para identificar las causas probables delas fallas, ya que es posible que con mejorar un conocimiento o entrenamiento depersonal sean reducidos los modos de falla.Tabla 5-2.Los clculos de confiabilidad, probabilidad y consecuencia se presentan La Tabla 5-3indica el riesgo asociado a cada modo de falla presentado en el perodo, el cual a travsde la ecuacin (2-7) permita el clculo de probabilidad de falla, asociado alcomportamiento del equipo o el nmero de veces que se ha presentado en el intervalo detiempo analizado. La consecuencia es valorada con el concepto de personal experto ycalculada para cada modo de falla. Se calcula igualmente cules son los riesgos paracada modo de falla, es as que es posible determinar cules son ms altos, como lo esprdidas de propiedades del SF6.Estos resultados permiten enfocar los recursos en aquellos modos de falla que tienen unriesgo mayor cada vez que ocurran; es decir, le permite al personal que evala definir lasacciones con prioridad mayor sobre los equipos, y de esta forma definir si un riesgo esalto a partir de los siguientes rangos de valoracin; estas escalas pueden ser ajustadasconforme se aplica la metodologa:De acuerdo a los rangos anteriores se clasifican los modos de falla respectivos,descritos en la Tabla 5-3, de la siguiente forma:Nivel 1: el modo de falla no tiene ningn efecto, no requiere anlisis.Nivel 2: el modo de falla requiere seguimiento y no presenta mayores efectos, el equiposigue operando con posibilidad de atencin con el mantenimiento peridico.Nivel 3: el modo de falla est en seguimiento, se requiere realizar pruebas para verificarsu condicin.Nivel 4: el modo de falla est presente y requiere atencin fuera del plan peridico.Nivel 5: el modo de falla est presente y requiere atencin de forma inmediata.Tabla 5-3 para cada modo de falla en un perdi de 6 aos que corresponde a unafrecuencia tpica de mantenimiento para este tipo de interruptores.

En este trabajo se dio cumplimiento a los objetivos propuestos, a travs de lautilizacin de las metodologas de RCM, CBM y riesgo. Como resultado se lograaplicarla en un equipo de relevancia para el sistema de transmisin y conposibilidad de extenderlo a los dems equipos, dado que las decisiones se iniciancon la elaboracin del AMFE._ Los cambios entregados por la metodologa posibilita definir las frecuencias demantenimiento a partir del anlisis de riesgo y condicin de los equipos a travsde tecnologas, las cuales si aplican correctamente reducen de forma significativael riesgo que se presentar ante un evento inesperado o que se incurran ensobrecostos por hacer tareas no requeridas._ Con el mantenimiento centrado en confiabilidad se logra mejorar el conocimientode los equipos y como estos pueden llegar a no cumplir la funcin deseada, sinembargo su aplicacin exige gran recurso de horas hombre y su implementacinpuede ser dispendiosa; razn por la cual debe aplicarse solo a aquellos activosque son crticos para la operacin del sistema o que causen grandes prdidasoperacionales._ Los clculos de confiabilidad y probabilidad de falla tienen grandes riesgos con laveracidad de la informacin histrica, ya que en ocasiones no se dispone de ella olos datos ingresados no cumplen con las caractersticas requeridas. En estesentido es importante entrenar al personal que realiza las pruebas y diligenciar lainformacin en los sistemas respectivos. Para esto es necesario tener personaldedicado a revisar y aprobar la informacin, ya que se pueden tener grancantidad de equipos con mltiples variables a controlar._ Uno de los retos con el clculo de las frecuencias optimas de intervencin estrelacionado con las diferentes frecuencias que pueden resultar, para evitar cadamodo de fallo, esto se convierte en una dificultad al momento de intervenir losequipos, dado que no se pueden indisponer todo el tiempo por el impacto quecausa al sistema. En este sentido la metodologa para determinar qu frecuenciaprevalece sobre otra estara dado por la valoracin del anlisis de riesgo, es decirla de mayor riesgo determina la frecuencia de intervencin principal._ El mantenimiento basado en condicin introduce una optimizacin en laintervencin de los equipos, ya que algunas actividades que se realizan paradiagnosticarlos pueden ser sustituidas sin necesidad de indisponer los activos conlas posibles consecuencias que esto trae para el sistema de transmisin. Por talmotivo es necesario continuar con la incorporacin de estas metodologas._ Para lograr ser ms efectivos en la incorporacin de la tecnologas del monitoreoen lnea es necesario evaluar su integracin con los dems sistemas deinformacin como lo pueden ser los sistemas de gestin de la operacin o lossistemas de informacin de mantenimiento, de tal forma que faciliten la toma delas decisiones al personal experto._ Para aplicar el monitoreo a condicin especficamente en interruptores o equiposde transformacin se pueden utilizar tecnologas disponibles en las empresas,como lo son los sistemas de supervisin que registran tiempos del orden demilisegundos o los registradores de falla que permiten almacenar la oscilografade los eventos. El reto importante para las compaas est en utilizar estainformacin de las reas de operacin en tiempo real para lograr los beneficios._ El concepto de criticidad y riesgo cobra gran relevancia y sus valores pueden serajustados de acuerdo a las necesidades del negocio o la empresa, su aplicacincobra importancia desde el punto de vista que permite focalizar los recursos enlos activos ms crticos y no utilizarlo en aquellos que no tengan tanto impacto._ Es de importancia tener una clara estrategia de informacin de confiabilidad.Dicha estrategia va ms all de la elaboracin y aplicacin de cdigos de falla, la estrategia no solo debe relacionar todo el proceso de mantenimiento, desde laplaneacin, ejecucin y evaluacin, sino que tambin debe incluir unentendimiento, teniendo en cuenta el contexto operacional, de lo que constituyeuna falla potencial y una falla funcional.

La presente tesis propone una forma de utilizar tecnologas existentes de mantenimiento basado en confiabilidad, el monitoreo a condicin y el anlisis de riesgo aplicada a equipos elctricos del Sistema de Transmisin Nacional en empresas del sector elctrico con el fin de programar las actividades de mantenimiento requeridas por los equipos.Esto se logra utilizando como base para el anlisis la metodologa de MantenimientoCentrado en Confiabilidad (siglas en ingls RCM), el cual entrega como resultado los modos de falla y las tareas para evitar que estos ocurran; una vez definidas las tareas se analiza la posibilidad de incorporar tecnologas de diagnstico en lnea o fuera de ella, para determinar la prioridad de realizar una accin de mantenimiento. La prioridad es definida a partir de un anlisis de riesgo y criticidad, el riesgo combina la probabilidad de ocurrencia de un modo de falla, la consecuencia y la facilidad de deteccin entregado por la condicin; la criticidad se calcula a partir del impacto en la prestacin del servicio y la clasificacin dada por un estudio de la UPME (Unidad de Planeacin Minero Energtica) para las subestaciones del sistema Colombiano. La probabilidad de ocurrencia es valorada a partir del histrico de modos de falla, identificados en el estudio de RCM y las consecuencias son valoradas considerando aspectos de continuidad del servicio, seguridad de las personas, el impacto al medio ambiente y los costos de reparacin.La metodologa es aplicada para una familia de interruptores con histricos de fallas desde el ao 1999 hasta el 2013, la informacin es clasificada y agrupada para realizar los clculos de confiabilidad y probabilidad de falla.Palabras clave: Mantenimiento basado en condicin, mantenimiento basado enconfiabilidad, mantenimiento basado en riesgo, sistema de transmisin nacional,frecuencias de mantenimiento.

Otro tipo de tarea preventiva es la definida por la estrategia del mantenimiento basadoen condicin MBC, el cual, a diferencia del anterior no tiene una frecuencia determinaday depende del monitoreo de variables y sus lmites para cada equipo, como lo son, elnmero de horas de uso, nmero de operaciones, valor de corriente acumulada,monitoreo de contenido de humedad en el aceite, y otras. El MBC indica cundo elequipo tiene una falla en desarrollo o ya es inminente, no considera los efectos de fallade un componente o el beneficio de prevenirlos. (Niu, Yang, & Pecht, 2010).El mantenimiento basado en condicin tiene altos costos en su implementacin, raznpor la cual la decisin de hacerlo requiere conocer la importancia del equipo en sucontexto operacional y acompaarse de un anlisis de costos para evaluar el beneficioen el ciclo de vida, con el fin de justificar la inversin.Utilizando el RCM y MBC la estrategia de mantenimiento en las empresas del sectorelctrico puede ser modificada mediante la combinacin de estas dos metodologas, de tal forma que permita focalizar ms en las necesidades de operacin, con un alto grado de eficiencia en el uso de recursos y mejorando los esfuerzos del mantenimiento.Adicional a lo anterior es necesario incorporar los criterios del mantenimiento basado en riesgo MBR- para determinar cundo y las consecuencias de intervenir el equipo a partir de un modo de falla detectado, esta decisin considera elementos de probabilidad de falla y criticidad de la baha donde se encuentra instalado el equipo. Lo anterior hace parte de la gestin del riesgo en el contexto operacional del equipo, de la importancia

del mismo y los criterios de valoracin definidos.