Elaboración de formatos para recolecc= ión de datos de modos de fallo para el cálculo de fiabilidad en subestaciones y líneas de subtransmisión en la empresa Eléctrica de Riobamba S.A<= /b>.<= o:p>

Preparation of formats for data collection of fail= ure modes for the calculation of reliability in substations and sub-transmission lines in the “Empresa El= éctrica Riobamba S.A.”

César Marcelo Gallegos Londoño. [1], = Sergio Raúl Villacrés Parra. [2] & Mayra Alexandra = Viscaíno Cuzco. [3]

Recibido: 16-01-2021 / Revisado: 21-01-2021 /Aceptado: 15-02-2021/ Publicado: 05-03-2= 021

<= span style=3D'font-size:12.0pt;line-height:115%;font-family:"Times New Roman",se= rif; mso-ansi-language:ES-MX'>Abstract                 �= �                     DOI: https://doi.org/10.33262/concienciadigital.v4i1.2.1589

The aim of this research is to determine the neces= sary steps for data collection for the calculation of reliability indicators in urban electrical substations and urban primary feeders of the Empresa Eléctrica Riobam= ba S.A. Data collection is the fundamental step to obtain a correct analysis of the indicators, the results of the different analysis are directly related to t= he collected information credibility. The reliability of a piece of equipment = depends on how it was designed, that is, on its intrinsic characteristics, a good o= peration and maintenance of the equipment will be reflected in a lower incidence of failure events; However, these events always happen due to deficiencies in = its operation, maintenance, design, environmental conditions and normal degrada= tion process because of the usage. To estimate reliability, it is necessary to determine with several steps: at first, an adequate equipment taxonomy and definition of the limits of each system. The second step is data collection= , a good analysis depends on its quality, it is advisable to establish a good collection and a registration system always based on standardized and normalized definitions, the review of international regulations is essentia= l to correctly establish these concepts.

This research proposes a data collection method th= at can be used in methodologies such as Risk Based Inspection (RBI), Reliabili= ty Centered Maintenance (RCM), Life Cycle Costs (LCC) and RAM analysis, etc. T= he method will provide a very useful tool to establish strategies for the continual improvement processes and their future evaluation to verify the effectiveness of the measures taken.

Keywords: Failure modes,= Reliability, RAM Analysis, data collection

Resumen

El presente estudio tuvo como propósito determinar los pasos necesarios para la recole= cción de datos para el cálculo de los indicadores de fiabilidad en las subestaci= ones eléctricas urbanas y alimentadores primarios urbanos de la Empresa Eléctr= ica Riobamba S.A. La recolección de datos es el paso fundamental para obtener = un análisis correcto de los indicadores, los resultados de los distintos aná= lisis están directamente relacionados con la credibilidad de la información recolectada. Un concepto fundamental es comprender que la fiabilidad de un equipo depende de cómo este fue diseñado y construido, es decir de sus características intrínsecas, una buena operación y mantenimiento de los = equipos se verá reflejado en una menor incidencia de los eventos de fallo conserva= ndo su fiabilidad original, sin embargo, estos eventos siempre suceden, sea por deficiencias de mantenimiento= u operación, errores en el diseño, condiciones ambientales y por el proceso normal de degradación por el uso.

Para estimar la fiabilidad es necesario cumplir con varios pasos: el primero, una adecuada taxonomía de equipos y definición de los límites de cada sistema. El seg= undo paso, es la recolección de datos, un buen análisis depende de la calidad = de estos, es recomendable establecer un buen sistema de recolección y registro siempre basado en definiciones estandarizadas y normalizadas, la revisión = de la normativa internacional es fundamental para establecer correctamente estos conceptos. Esta investigación propone un método de recolección de datos = que puede ser utilizado en metodologías como el Inspección Basado en Riesco (= IBR), Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM), Costos del Ciclo de Vida (LC= C) y análisis RAM, etc. El método proporcionará una herramienta muy útil para establecer estrategias para la mejora continua de los procesos y su futura evaluación para constatar la eficacia de las medidas tomadas.

Palabras claves: E Modos de fallo, Fiabilidad, Análisis RAM, Recolección de datos

Introducción.

La red de transporte y distribución de energía es aquella que tiene por objeto la e= ntrega de energía eléctrica desde las subestaciones hacia los consumidores (Alcázar Ortega, 2019). La Empresa Eléctrica Riobamba S.A. (EERSA) cuenta con 4 subestaciones urbanas (Cement= erio, Salida a Guano, Parque industrial y sector Bypass) que tienen un voltaje de entrada de 69 kV y los transforma a 13.8 kV y 4.16kV para su distribución = con potencias que varían entre 10MVA y 15MVA, cuenta con 31 alimentadores con = una longitud total de 3675,28 km

Figura 1. Esquema sistema eléctrico

Fuente:= Los autores

Elaborado por: Los autores

&n= bsp;

Los sistemas eléctricos se ven afectados por varios fenómenos que van desde elevadas temperaturas, condiciones atmosféricas, vibraciones etc. Y otras perturbac= iones como transitorios, campos electromagnéticos, desbalances (Merc= ado & Peña, 2016). Estos fenómenos producen condiciones como variaciones de voltaje, elevadas corrientes que provocan calentamientos que conducen a fallos que disminuye = la vida útil de los equipos.

Como en cualquier tipo de activo los fallos provocan interrupciones de los sistemas de distribución eléctrico, definiéndose c= omo “fallo” al cese de la aptitud de un elemento para cumplir su función r= equerida (UNE-= 133306 Comite Europeo de Normalización, 2018). No todos los = fallos son producidos por fenómenos aleatorios, muchos de estos fallos son provoc= ados por la inadecuada planificación y programación del mantenimiento. Desde u= na perspectiva práctica, el fallo se podría definir como el resultado que se origina cuando un sistema o equipo no cumple con la función que se espera = que este realice en circunstancias normales de operación y considerando que se tienen listos todos los recursos necesarios para este proceso (UNE-= 133306 Comite Europeo de Normalización, 2018) (ESCOBAR, VILLA, & YANEZ, 2003) (MERU= ANE, 2014).

Para el cálcu= lo de la fiabilidad el parámetro fundamental es el tiempo operativo transcurrido entre dos fallos consecutivos llamado tiempo hasta el fallo (TTF) (UNE-133306 Comite Europeo de Normalización, 2= 018) (NACH= IAS, 1995). Otro concepto utilizado muy frecuentemente es el tiempo entre fallos (TBF)<= w:Sdt Citation=3D"t" ID=3D"-130950658"> (MORA, Mantenimiento Industrial Efectivo, 2012), a diferencia = del anterior este incluye el tiempo de reparación además del tiempo operativo= entre fallos y se define como la duración del tiempo entre dos fallos consecutiv= os (UNE-= 133306 Comite Europeo de Normalización, 2018), en la Figura = 2 se muestra la relación entre los dos conceptos tomados de norma ISO/TR-12489 = (Modelado de confiabilidad y cálculo de sistemas de seguridad), (ISO/TR-12489, 2016).

Figura 2. Diagrama TTF Y TBF=

Fuente:= PD CEN ISO/TR 12489:2016

Elaborado por: Los autores

&n= bsp;

La norma internacional I= SO 14224 ofrece lineamientos destinados para la recolección de datos en estud= ios de fiabilidad y mantenimiento establecido para la industria de petróleo y = gas natural (TROFFÉ, 2009), sin embargo, = estos lineamientos pueden adaptarse en cualquier tipo de infraestructura, el obje= tivo de su uso es proporcionar estandarización, simplicidad y solidez en los ca= sos de aplicación. Los estudios obtenidos del análisis de los datos de fiabil= idad son amplios de tal suerte que se convierten en una herramienta poderosa en = la toma de decisiones para mitigar el impacto que producen los fallos en disponibilidad y costos.

=

A diferencia de la metodología del RCM (Mantenimiento basado en la fiabilidad), la norma ISO = 14224 predefine los modos de fallo por tipo de equipo lo que ahorra mucho tiempo = al no listar enorme cantidad de modos de fallo asociados a las funciones de lo= s equipos (TROFFÉ, 2009) . <= /span>

=

Según las normas internacionales la forma en que ocurre el fallo se define como “Modo de f= allo” y se puede asociar al evento que hace identificable un fallo, este debe ser descrito con un sustantivo y un verbo (MOUBRAY, 2002), ejemplo (Motor quemado).

=

Cada modo de falla anali= zado tiene una causa raíz que lo origina y algunas veces más de una. La Causa = raíz de un el modo de fallo se define como las circunstancias que lo provoca, es= tas pueden ocurrir durante las distintas fases por las que atraviesa el activo durante su ciclo de vida, como son: el diseño, la fabricación, la instala= ción, el montaje, la operación o mantenimiento y la desincorporación del activo. (ISO-14224, 2016).

=

Otro concepto fundamenta= l es el “Mecanismo del fallo” que se define como el proceso que conduce a un= fallo, este proceso puede ser físico, químico, lógico o una combinación de est= os, se debe definir las causas del fallo para todo tipo de equipos (ISO-14224, 2016).

=

Dentro de la informació= n asociada en cada evento del fallo, es necesario referirse al método de detección d= el fallo, que se define como la actividad o las actividades mediante las cuale= s se puede detectar que un equipo entró en un proceso de fallo (TROFFÉ, 2009) (HARRIS, 2000), esto es neces= ario para detectar al fallo en su etapa inicial, poder corregirlo y así evitar fallos catastróficos o múltiples.

=

El primer paso, que se r= ealiza para un análisis de fiabilidad en equipos es elaborar un listado ordenado jerarquizado y codificado de activos (GARCIA, 2017), en la Figura = 3 se muestra un ejemplo de la jerarquización.

Figura 3. Diagrama Niveles jerárquicos.

Fuente: Los Autores

Elaborado por: = Los autores<= /o:p>

En la recolecc= ión de datos para la fiabilidad se hace necesario crear familias, tipos y clase= s de sistemas y equipos, útil para identificar y organizar la información. Una= vez organizado el inventario debe crearse un código que identifique a cada act= ivo. Para definir las familias de equipos se tomó la clasificación en equipos: Eléctricos, Electrónicos, Mecánicos, Civiles, Instrumentación, etc. Cad= a familia tendrá un listado de tipos de equipos; por ejemplo, en la familia Eléctri= ca se van a encontrar: Disyuntores, Seccionadores, Transformadores, Pararrayos, e= tc. Un ejemplo se presenta en la Tabla 1.

Tabla 1. Familia y tipos de equipo

Fami= lia de equipo

Tipo= de equipo

Clas= e de equipo

Descripción

Código

Desc= ripción

Código

Desc= ripción

Cód= igo

ELEC= TRICO

E

Tran= sformador de potencia

TR

En aceite

1

seco=

2

Fuente: Los autores

Elaborado por: Los autores<= /o:p>

Para recoger la información útil en los determinar de los indicadores de fiabilidad, mantenibilidad y disponibilidad (RAM), corresponde definir

tablas con los campos necesarios, la norma ISO 14224 muestra un formato para la toma de in= formación mínima necesaria (Gallegos, Viscaíno, & Villacrés , 2020), ver Tabla 2.

Tabla 2. Registro de datos para el cálculo de la fiabilidad, mantenibilidad y di= sponibilidad.

Categoría de datos

Datos que registrar

Descripción

Identificar al activo

Número del Mantenimiento

Número de identificación único

Código del act= ivo

ej. Tag del equipo

Código del fal= lo (*)

Registro del fallo (solo es relevante para el mantenimiento correc= tivo)

Información del Mantenimiento

Fecha de realización del mantenimiento (*)

Fecha de ejecución las tareas de mantenimiento (fecha de inicio)<= o:p>

Tipo de Mantenimiento (*)

Correctiva / preventiva / modificativo

Criticidad del Mantenimiento

Alta / media / baja

Tiempo planific= ado del mantenimiento

Relevante solo para el mantenimiento preventivo<= /p>

Tareas de Mantenimiento

Actividad de mantenimien= to (puede tener instrucciones)

Impacto para la producción

Alta / media /baja

Sub-unidad aten= dida

Nombre de la subunidad intervenida, relevante en el mantenimiento correctivo

Componente aten= dido

Especificar el componente que estuvo en mantenimiento, relevante e= n el mantenimiento correctivo

Repuestos<= /o:p>

Disponibilidad de materiales y repuestos (para compra o en existen= cia)

Recursos de Mantenimiento

Horas hombre mantenimiento, por disciplina

Horas hombre mantenimiento por disciplina (mecánico, eléctrico, instrumentos, otros)

Horas hombre to= tales

Total, de H/H de mantenimiento

Fuente: Norma ISO 14224=

Elaborado por: Los autores<= /o:p>

Para el presente estudio la información de los fallos debe recolectarse en el formato de la Tabla 3.

Tabla 3. Tabla para recolección de datos de Falla

RECOLECCIÓN DE DATOS DE FALLO

Mes

Semana

Subestación

Alimentador

Sistema

Equipo

Fecha y hora inicio

Fecha y hora de fin

Tiempo de paro

Descripción del fallo

Modo de fallo

Mecanismo de fallo

Subdivisión del mecanismo de fallo

Causa de fallo

Sub causa del fallo

Impacto

Acciones correctivas

Método de detección

Fuente: Los autores

Elaborado por: Los autores<= /o:p>

Para la identificación de los mecanismos de fallo mencionados anteriormente es necesario realizar una clasificación de estos, la norma ISO 14224 sugiere = los siguientes:

·      =    Fallas mecánicas

·      =    Fallas de material

·&n= bsp;        Fallas de instrumentación=

·&n= bsp;        Fallas eléctricas

·&n= bsp;        Influencia externa <= /span>

·&n= bsp;        Varios

En la Tabla 4 se muestran los campos necesarios para la identificación de los mecanismos y sub-mecan= ismos de fallo:

Tabla 4. Mecanismos de fallo

Meca= nismo de fallo

Sub mecanismo de fallo

Desc= ripción del mecanismo de fallo

Código

Notación

Código

Notación

1

Fallo Eléctrico

1.1<= o:p>

Corto circuito

Cort= ocircuito

Fuente: ISO 14224

Elaborado por: Los autores<= /o:p>

La causa del fallo consiste en determinar el eve= nto desencadenante que da lugar al fallo, las causas del fallo se identifican en las siguientes categorías (ISO-14224, 2016):

·&n= bsp;        Causas relacionadas con el dise= ño (Capacidad inapropiada / Material inapropiado)

·&n= bsp;        Causas relacionadas con la fabricación e instalación (Falla de fabricación / Falla de Instalación)=

·&n= bsp;        Causas relacionadas con la operación (Error de operación / error de mantenimiento / desgaste esperad= o, etc.)

·&n= bsp;        Otras

Otro punto por definir s= on las categorías de los métodos de detección, mediante los cuales los fall= os se hacen manifiestos, los métodos de detección se clasifican en las siguient= es categorías (ISO-14224, 2016) (MORA, Mantenimiento Planeación, ejecución y control, 2009).

=

·&n= bsp;        Mantenimiento periódico

·&n= bsp;        Pruebas de correcto funcionamie= nto

·&n= bsp;        Inspecciones sensoriales

·&n= bsp;        Monitoreo de la condición.

Para estandarizar las acciones de mantenimiento se sugieren las siguientes categorías (ISO-14224, 2016) (HARRIS, 2000) (KNEZEVIC, 1966) (CRESPO, SÁNCHEZ, = & MOREU DE LEON, 2004):

·&n= bsp;        Lubricación<= /p>
·&n= bsp;        Inspecciones sensoriales

·&n= bsp;        Mantenimiento basado en condici= ón

·&n= bsp;        Pruebas de funcionamiento<= /o:p>

·&n= bsp;        Reparación o reacondicionamien= to

·&n= bsp;        Reemplazos

Finalmente es necesario definir las categorías de los modos de fallo a nivel 4 (equipos) para este= paso se deben realizar tablas por tipo de equipo, Tabla 5.

Tabla 5. Modo de Fallo

Tipo de Equipo<= /b>

Código del modo de fallo

Descripción

ESO

Equipo sobrecalentado<= /span>

Fuente: = Los autores

Elaborado por: Los autores<= /o:p>

&nbs= p;

Metodología.

La metodología para la recolección de datos para el cálculo de la fiabilida= d en sistemas eléctricos se resume en los pasos que se detallan a continuación=

·&n= bsp;        El primer objetivo es identific= ar y delimitar los sistemas de la de las subestaciones y líneas de subtransmisi= ón para ello se debe estudiar las posibles configuraciones de las subestacione= s y redes de distribución eléctrica.

·&n= bsp;        Estructurar las familias y los tipos de equipos, para ello se debe realizar listados de equipos y definir = una estructura para su codificación.

·&n= bsp;        Estructurar la taxonomía de los equipos respetando los niveles jerárquicos estandarizados para cada tipo de instalación.

·&n= bsp;        Definir los parámetros para la recolección de datos para la fiabilidad en función de conceptos tomados d= e la normativa internacional.

·&n= bsp;        Determinar las tablas de mecani= smos y sub-mecanismos de fallo.

·&n= bsp;        Determinar las tablas de causas= del fallo.

·&n= bsp;        Determinar las tablas de métod= os de detección del fallo.

·&n= bsp;        Determinar y clasificar los tip= os de tareas de mantenimiento.

·&n= bsp;        Determinar las tablas de modos = de falla para cada uno de los tipos de equipos.

Resultados.

Para realizar el inventario técnico en la Empre= sa Eléctrica Riobamba S.A, se delimitaron cuatro niveles jerárquicos. Ubicación es el nombre del nivel más alto, esto corresponde= a todo lo que engloba la subtransmisión, en el segundo nivel jerárquico denomina= do Secciones les corresponden a las subestaciones eléctricas y a las líneas = de subtransmisión que interconectan las subestaciones, el tercer nivel jerár= quico son los sistemas en los cuales se divide cada una de las subestaciones que = se mencionan a continuación:

·&n= bsp;        Barra de 69 k=

·&n= bsp;        Barra de 13.8KV

·&n= bsp;        Bahía de alimentación 69kv

·&n= bsp;        Sistema de transformación=

·&n= bsp;        Alimentadores 138kv<= /span>

·&n= bsp;        Protecciones Eléctricas

·&n= bsp;        Cuarto de control y servicios a= uxiliares

En el caso de las líneas de transmisión y los alimentadores son consideradas como un solo sistema, están definidos con l= os nombres de los lugares a los cuales llevan el servicio. Las líneas de subtransmisión que conectan las subestaciones tienen un recorrido de 138.4= 6 km, además cuenta con 31 alimentadores con una longitud de 3675 km.=

Los sistemas están constituidos por equipos los cuales pertenecen a la cuarta jerarquía dentro de la taxonomía, para su organización se crearon dos clasificaciones, la primera corresponde a la familia de equipos y dentro de cada familia se identifican los tipos de equipos. En las Tablas 6 y 7 se muestran las familias y tipos de equipos desarrollados para el presente estudio. Para cada familia de equipos se cre= ó su código de identificación con un dígito alfabético.
Tabla 6. Familias de equipos

Familia de equi= po

Descripción

Código

Eléctrico

E

Mecánico

M

Electrónico

T

Instrumentación

I

Civil

C

Fuente: Los autores

Elaborado por: Los autores<= /o:p>

Dentro de cada familia se identificaron y clasificaron los tipos de equipo, para su estruc= tura de codificación, se utilizaron dos dígitos alfabéticos que resultan ser abreviaciones de su nombre, en el caso de que en un sistema existan más de= uno del mismo tipo se añaden dos dígitos numéricos secuenciales para identif= icarlos

Tabla 7. Tipos de equipos

Descripción

Código

Descripción

Código

Transformador

TR

Herrajes

HE

Disyuntor

DI

Cable

CB

Mecanismo de operación

MO

Poste

PO

Seccionador

SC

Luminaria

LU

Pararrayos

PA

Seccionador fusible

SF

Barra

BA

Banco de baterías

BB

Puesta a tierra

TI

Ups

UP

Transformadores de corriente

TC

Reconectadores

RC

Transformadores de voltaje

TP

Tablero de control

TA

Aisladores

AI

Banco de capacitores

BC

Fuente:= PD CEN ISO/TR 12489:2016

Elaborado por: Los autores

Un ejemplo de taxonomía= para una subestación se muestra en la Figura 3. En el primer nivel tenemos a to= do el sistema de Subtransmisión, en el segundo nivel están ubicadas las subesta= ciones eléctricas, para el tercer nivel tenemos los sistemas que componen cada subestación y finalmente en el cuarto nivel el listado de equipos que conf= orma cada sistema.

Figura 3. Taxonomía subestación eléctrica

Fuente:= Los autores

Elaborado por: Los autores

Como se puede notar en el nivel cuatro de la Figura 3 se visualiza la estructura de codificación acumulada por niveles, S01 es el código de la subestación 1 para el ejemp= lo la Subestación Cementerio, el código a nivel de sistema es de tres dígitos = de estructura numérica, 001 representa el Sistema Bahía de alimentación y 0= 02 representa el Sistema de Transformación, a su vez el sistema 001 está for= mado por pararrayos, seccionadores, disyuntor y su mecanismo de operación, para= el sistema 002 tenemos seccionadores, disyuntores, transformadores de potencia, etc. La estructura de codificación a nivel de equipos cuenta con cinco dí= gitos, el primero es la familia de equipo (E Familia eléctrica) los dos siguientes caracteres corresponden al tipo de equipo (TR Transformador de potencia), l= os dos últimos dígitos son numéricos, utilizados para diferenciar equipos d= el mismo tipo.

Un ejemplo de la recolec= ción de datos de falla según los parámetros descritos para la fiabilidad en la= Tabla 3 se muestran a continuación.

=

_         Mes: 02

_         Semana: 07

_         Subestación: 02

_         Sistema; Alimentador Guano=

_         Equipo: Reconectador RC-05=

_         Fecha y hora de inicio: 2020-06= -18 09:45:00

_         Fecha y hora de fin: 2020-06-18= 10:25:00

_         Tiempo de paro: 00:40:00

_         Descripción del fallo: corto circuito en la red de medio voltaje

_         Modo de fallo: DES desconocido<= o:p>

_         Mecanismo de fallo: fallo exter= no 2

_         Subdivisión del mecanismo de f= allo: Ambiental, viento fuerte 2.4

_         Causa del fallo: general, no se conocen detalles

_         Impacto: pérdida de servicio e= n 40 minutos

_         Acciones correctivas: reinicio = de reconectador

_         Método de detección: ninguna<= o:p>

=

En la Tabla 8 = se muestra el desarrollo de los mecanismos de fallo para equipos eléctricos en líneas de subtransmisión y subestaciones de distribución, la tabla trae = dos conceptos, el mecanismo y el sub-mecanismo de fallo, cada uno de ellos con = su respectivo código, la idea de clasificar en mecanismos y submecanismos de = fallo es tener más información relevante siempre y cuando haya certeza de ello,= es importante que el mecanismo de fallo esté relacionado con un nivel jerárq= uico menor del inventario (nivel de equipo o ítem mantenible), en la práctica = los mecanismos de falla representan modos de falla pero a un nivel jerárquico menor.

Tabla 8. Mecanismos de fallo

Mecanismo de fallo

Sub mecanismo de fallo<= /p>

Descripción del mecanismo de fallo

Código

Notación

Código

Notación

1

Fallo Eléctrico

1.1

Circuito abiert= o

Desconexión, c= able roto

1.2

Ausencia de vol= taje

Sin suministro = de energía

1.3

Falla a tierra<= o:p>

Baja resistencia eléctrica

1.4

Sobrecarga=

Carga mayor a la nominal

1.5

Daño en la red=

Bajantes en mal estado

1.6

Variaciones de voltaje

Voltajes más b= ajos o altos que el nominal

1.7

Cortocircuito

Cortocircuito

1.8

Sobrecalentamie= nto

Conexión floja=

1.9

Equipo quemado<= o:p>

Pérdida del aislamiento

1.10

Desconexión intencional

Vandalismo=

1.11

Error en la con= exión

Mantenimiento incorrecto

1.12

Capacidad insuficiente

Error en el dis= eño

1.13

Condiciones atmosféricas

Viento, descarg= as eléctricas, lluvia

1.14

Otro=

Poste caído

2

Infl= uencia Externa

2.1<= o:p>

Terceros

Error de operación

1.2<= o:p>

Terceros

Interferencia deliberada

2.3<= o:p>

Terceros

Empresas o contratistas

2.4<= o:p>

Terceros

Choques de vehículos<= /span>

2.4<= o:p>

Ambientales

Lluvia / viento=

Fuente:= Los autores

Elaborado por: Los autores

&n= bsp;

El desarrollo de las cau= sas de los fallos se tomó de la norma ISO 14224, el detalle se indica en la ta= bla 9. Las causas del fallo están relacionadas por la acción u omisión de accio= nes relacionadas con el personal, por eso menciona errores en el diseño, fabri= cación, operación, mantenimiento y gestión. Es muy recomendable tener causas y sub-causas del fallo para cada categoría. La descripción de las causas del fallo puede generarse en varios niveles jerárquicos dependiendo de la información disponible.

&n= bsp;

Tabla 9. Causas y sub-causas del fallo

Núm= ero de código

Nota= ción

No. Código de subdivisión

Subd= ivisión de la causa de falla

Desc= ripción de la causa de falla

1

Causas concernientes al diseño del activo

1

Gene= ral

Dise= ño o configuración inapropiada del equipo (forma, tamaño, tecnología, configuración, operabilidad, mantenibilidad, etc.), pero no se conocen mayores detalles.

1.1

Capa= cidad inapropiada

Dime= nsiones/capacidad inadecuada.

1.2

Mate= rial inapropiado

Sele= cción de materiales inapropiados.

2

Causas concernientes a la fabricación/ instalación

2

Gene= ral

Falla relacionada a la fabricación o instalación, pero no se conocen mayores detalles.

2.1

Fall= a de fabricación

Fall= a de fabricación o procesamiento.

2.2

Fall= a de instalación

Fall= a de instalación o montaje (no incluye montaje después de mantenimiento)

3

Causas concernientes

al mantenimiento y a la operación=

3

Gene= ral

Fall= a concerniente a la mala operación/uso normal o mantenimiento mal realizado, pero no se= saben muchos detalles.

3.1

Serv= icio en contextos operacionales extremos

Cont= exto operacional imprevistas, por ejemplo, operación una máquina fuera del r= ango apropiado de sus parámetros normales de funcionamiento, temperaturas alt= as.

3.2

Erro= res humanos en la operación de equipos

Error humano: Error sin intención, mala utilización, error por negligencia, descuido en la operación, ejemplo cansancio del personal

3.3

Erro= res humanos en la ejecución del mantenimiento

Error humano: Error sin intención, mala utilización, error por negligencia, descuido en la operación, ejemplo cansancio del personal

3.4

Desg= aste normal por uso

Falla por el desgaste normal en la operación del equipo

4

Falla concerniente a la gestión del mantenim= iento

4

Gene= ral

Fall= as por problemas de gestión, no se saben muchos detalles.=

4.1

Erro= r de documentación mal elaborada

Error humano: Falla en procedimientos, malas especificaciones, planos no actualizados, etc. Ejemplo, errores debido al cansancio=

4.2

Error por mala gestión

Fall= a por la mala planificación o organización de las actividades, etc

Fuente:= ISO 14224

Elaborado por: Los autores

Los métodos de detección no es parte del desarrollo de un fallo, pero es la manera de identificar el fallo de forma temprana, de esta manera aseguramos mínimos efectos y consecuencias de los fallos. En la Tabla 10 se resumen los métod= os de detección más apropiados para equipos eléctricos.

Tabla 10. Métodos de detección

Número

Notación

Descripción

1

Mantenimiento sistemático

Fallo manifestado durante el desarrollo del mantenimiento preventi= vo (reemplazo, reacondicionamiento o inspección),

2

Pruebas de correcto funcionamiento

Fallo identificado al revisar una función de un equipo (detecció= n de fallas ocultas).

3

Inspecciones sensoriales

Fallo manifiesto durante las revisiones o inspecciones planificada (Inspecciones con los sentidos).

4

Monitoreo de la condición

Fallos expuestos durante el monitoreo condicional planeado program= ado o no, por ejemplo, termografía, medición de vibraciones, análisis de a= ceite, etc.

Fuente:= ISO 14224

Elaborado por: Los autores

=

Las actividades de mantenimiento para la corrección de fallos se estandarizan y codifican adecuadamente con el propósito de generar estadísticas que ayuden a tomar decisiones para la mejora continua. Un detalle adaptado de la norma ISO 142= 24 para los equipos eléctricos de subestaciones y subtransmisión se presenta= n en la Tabla 11.

Tabla 11. Actividades de mantenimiento

Código

Actividad

Descripción

1

Lubricación

Actividades de lubricación en general

2

Inspecciones sensoriales

Inspecciones rápidas realizadas por los técnicos sin equipos complejos, basándose en sus sentidos

3

Mantenimiento basado en condición

Mantenimiento periódico o en base a requerimientos con investigac= ión y medición de parámetros

4

Pruebas de funcionamiento

Pruebas de funcionamiento de equipo para asegurar la función=

5

Reparación o reacondicionamiento

Reacondicionamiento de elementos

6

Reemplazos

Remplazo de componentes con uno nuevo

Fuente:= ISO 14224

Elaborado por: Los autores

&n= bsp;

Los modos de f= allo se clasifican por tipo de equipo, estos pueden generarse al no poder cumplir con la función deseada. Los modos de fallo se deben describir a nivel de equipos, un detalle de los modos de falla para equipos eléctricos se prese= nta en la Tabla 12. Cada modo de fallo debe estar codificado, la estructura de codificación fijada es de tres dígitos alfabéticos. Para evitar un lista= do grande de modos de fallo se los puede clasificar de acuerdo con los tipos de equipo que afecta.

Tabla 12. Modos de fallo

Código del modo de falla

Descripción

Transformador

Disyuntor re= conectador

Mecanismo de operación

Seccionador=

Pararrayos<= /p>

Barra

Puesta a tierra=

Transformadores de corriente=

Transformadores de potencial=

Aisladores<= /p>

Herrajes

Cable

Poste

Luminaria

Seccionador fusible

Banco de baterías

Ups

Tablero de control

&nbs= p;

&nbs= p;

TR

DI

MO

SC

PA

BA

TI

TC

TP

AI

HE

CB

PO

LU

SF

BB

UP

TA

LAI

Lect= ura anormal de instrumento

x

x

x

x

x

x

x

x

DGR

Danos graves rotura

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

FEX

Fuga= de externa

x

x

x

FIN

Fuga interna

x

x

x

RUI

Ruid= o

x

DPA

Desv= iación de parámetros

x

x

x

x

VIB

Vibr= ación

x

x

TIC

Tran= sferencia insuficiente de calor

x

x

HUM

Hume= dad

x

x

x

FDE

Fall= a en desconexión

x

x

x

x

x

x

x

FFU

Fall= o de funcionamiento

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

EVO

Erro= r de voltaje de salida

x

x

x

FFD

Fall= a de funcionamiento bajo demanda

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

SOB

Sobr= ecalentamiento

x

DEX

Defi= ciencia estructural

x

x

x

x

DES

Desc= onocido

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

Fuente= : ISO 14224 / Autores

Elaborado por: Los autores

Discusión

Las subestaciones eléctricas tienen diferentes configuraciones y mon= tajes de acuerdo con los servicios que prestan, sin embargo, todas se pueden enfo= car en los mismos criterios para la jerarquización de equipos, lo importante de este proceso es definir una estructura de codificación que indique de qué activo se trata y donde esté ubicado, contando siempre con un código úni= co.

En la tabla 3 se muestra una lista de datos para= recolectar información después de cada evento de fallo, este es un listado base para iniciar los cálculos de fiabilidad, permite determinar los tiempos hasta el fallo TTF, los tiempos medio hasta el fallo MTBF y los tiempos para reparar TTR, con ellos es posible calcular indicadores como la fiabilidad, mantenibilidad y disponibilidad. Sin embargo, para realizar análisis más profundos se deben aumentar más registros como los tiempos de traslado y tiempos de los retardos logísticos y administrativos que permitirán reali= zar nuevos análisis.

Las tablas de mecanismos de fallo son una ayuda fundamental para el registro del porqué de los fallos, la base propuesta es inicial y debe incrementarse por la presencia de nuevos casos, pero sin irs= e al extremo de tener demasiadas posibilidades pues se puede cometer errores en = su asignación.

El criterio emitido en el párrafo anterior debe aplicarse para todas las tablas, (causa de fallos, modos de fallo, etc.)

Para analizar los métodos de identificación te= mprana de fallos deben participar tanto el personal de mantenimiento como el de producción, para lo cual deben tener la capacitación adecuada tanto en las técnicas como en el llenado de los registros de información.

Conclusiones

·&n= bsp;        Todas las instalaciones sufren modificaciones en el transcurso de su vida operativa, las cuales deben registrarse para tener actualizado el inventario técnico de los bienes a mantener, dentro de este proceso hay que anotar los equipos dados de baja o= que han sufrido algún evento de movimiento pues estas acciones afectan a los cálculos de los indicadores de fiabilidad.

·&n= bsp;        El análisis de fallos requiere= de la presentación de reportes e informes mediante la elaboración de anális= is específicos para cada caso, estos análisis deben ser independientes y en = relación con el contexto operacional en el que se desempeña el equipo.

·&n= bsp;        Los mecanismos de fallo analiza= dos en cada evento deben tener un análisis forense para hallar el verdadero po= rqué de la falla, para ello es necesario la capacitación técnica del personal =

·      =    El propósito de este análisis= no es solo el registro de datos, la principal intención es tomar las medidas necesarias para evitar que los modos de falla no vuelvan a ocurrir y minimi= zar sus efectos y consecuencias. Si no podemos evitar los modos de fallo la est= rategia es identificarlo de manera temprana para atenderlos en su estado inicial y = así evitar fallos catastróficos, lo que permitirá además ahorro de recursos.=

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PARA CITAR EL ARTÍCULO INDEXADO.

Villacrés Parra, S. R., Gallegos Londoño, C. M., & Viscaín= o Cuzco, M. A. (2021). Elaboración de formatos para recolección de datos de= modos de fallo para el cálculo de fiabilidad en subestaciones y líneas de subtransmisión en la empresa Eléctrica de Riobamba S.A. ConcienciaDigital, 4(1.2), 200-219. https://doi= .org/10.33262/concienciadigital.v4i1.2.1589

El artículo que se publica es de exclusiva responsabilidad de los autores y no necesariamente reflejan el pensamiento de la Revi= sta Conciencia Digital.

El artículo queda en propiedad de la revista y, por tanto, su publicación pa= rcial y/o total en otro medio tiene que ser autorizado por el director de la Revista Conciencia Digital.<= /o:p>

         =                                      �= �                                     =                                      �= �                         =

Fami= lia de equipo	Tipo= de equipo	Clas= e de equipo
Descripción	Código	Desc= ripción	Código	Desc= ripción	Cód= igo
ELEC= TRICO	E	Tran= sformador de potencia	TR	En aceite	1
seco=	2

Categoría de datos	Datos que registrar	Descripción
Identificar al activo	Número del Mantenimiento	Número de identificación único
Código del act= ivo	ej. Tag del equipo
Código del fal= lo (*)	Registro del fallo (solo es relevante para el mantenimiento correc= tivo)
Información del Mantenimiento	Fecha de realización del mantenimiento (*)	Fecha de ejecución las tareas de mantenimiento (fecha de inicio)<= o:p>
Tipo de Mantenimiento (*)	Correctiva / preventiva / modificativo
Criticidad del Mantenimiento	Alta / media / baja
Tiempo planific= ado del mantenimiento	Relevante solo para el mantenimiento preventivo<= /p>
Tareas de Mantenimiento	Actividad de mantenimien= to (puede tener instrucciones)
Impacto para la producción	Alta / media /baja
Sub-unidad aten= dida	Nombre de la subunidad intervenida, relevante en el mantenimiento correctivo
Componente aten= dido	Especificar el componente que estuvo en mantenimiento, relevante e= n el mantenimiento correctivo
Repuestos<= /o:p>	Disponibilidad de materiales y repuestos (para compra o en existen= cia)
Recursos de Mantenimiento	Horas hombre mantenimiento, por disciplina	Horas hombre mantenimiento por disciplina (mecánico, eléctrico, instrumentos, otros)
Horas hombre to= tales	Total, de H/H de mantenimiento

Meca= nismo de fallo	Sub mecanismo de fallo	Desc= ripción del mecanismo de fallo
Código	Notación	Código	Notación
1	Fallo Eléctrico	1.1<= o:p>	Corto circuito	Cort= ocircuito

Tipo de Equipo<= /b>
Código del modo de fallo	Descripción
ESO	Equipo sobrecalentado<= /span>

Familia de equi= po
Descripción	Código
Eléctrico	E
Mecánico	M
Electrónico	T
Instrumentación	I
Civil	C

Mecanismo de fallo	Sub mecanismo de fallo<= /p>	Descripción del mecanismo de fallo
Código	Notación	Código	Notación
1	Fallo Eléctrico	1.1	Circuito abiert= o	Desconexión, c= able roto
1.2	Ausencia de vol= taje	Sin suministro = de energía
1.3	Falla a tierra<= o:p>	Baja resistencia eléctrica
1.4	Sobrecarga=	Carga mayor a la nominal
1.5	Daño en la red=	Bajantes en mal estado
1.6	Variaciones de voltaje	Voltajes más b= ajos o altos que el nominal
1.7	Cortocircuito	Cortocircuito
1.8	Sobrecalentamie= nto	Conexión floja=
1.9	Equipo quemado<= o:p>	Pérdida del aislamiento
1.10	Desconexión intencional	Vandalismo=
1.11	Error en la con= exión	Mantenimiento incorrecto
1.12	Capacidad insuficiente	Error en el dis= eño
1.13	Condiciones atmosféricas	Viento, descarg= as eléctricas, lluvia
1.14	Otro=	Poste caído
2	Infl= uencia Externa	2.1<= o:p>	Terceros	Error de operación
1.2<= o:p>	Terceros	Interferencia deliberada
2.3<= o:p>	Terceros	Empresas o contratistas
2.4<= o:p>	Terceros	Choques de vehículos<= /span>
2.4<= o:p>	Ambientales	Lluvia / viento=

Núm= ero de código	Nota= ción	No. Código de subdivisión	Subd= ivisión de la causa de falla	Desc= ripción de la causa de falla
1	Causas concernientes al diseño del activo	1	Gene= ral	Dise= ño o configuración inapropiada del equipo (forma, tamaño, tecnología, configuración, operabilidad, mantenibilidad, etc.), pero no se conocen mayores detalles.
1.1	Capa= cidad inapropiada	Dime= nsiones/capacidad inadecuada.
1.2	Mate= rial inapropiado	Sele= cción de materiales inapropiados.
2	Causas concernientes a la fabricación/ instalación	2	Gene= ral	Falla relacionada a la fabricación o instalación, pero no se conocen mayores detalles.
2.1	Fall= a de fabricación	Fall= a de fabricación o procesamiento.
2.2	Fall= a de instalación	Fall= a de instalación o montaje (no incluye montaje después de mantenimiento)
3	Causas concernientes al mantenimiento y a la operación=	3	Gene= ral	Fall= a concerniente a la mala operación/uso normal o mantenimiento mal realizado, pero no se= saben muchos detalles.
3.1	Serv= icio en contextos operacionales extremos	Cont= exto operacional imprevistas, por ejemplo, operación una máquina fuera del r= ango apropiado de sus parámetros normales de funcionamiento, temperaturas alt= as.
3.2	Erro= res humanos en la operación de equipos	Error humano: Error sin intención, mala utilización, error por negligencia, descuido en la operación, ejemplo cansancio del personal
3.3	Erro= res humanos en la ejecución del mantenimiento	Error humano: Error sin intención, mala utilización, error por negligencia, descuido en la operación, ejemplo cansancio del personal
3.4	Desg= aste normal por uso	Falla por el desgaste normal en la operación del equipo
4	Falla concerniente a la gestión del mantenim= iento	4	Gene= ral	Fall= as por problemas de gestión, no se saben muchos detalles.=
4.1	Erro= r de documentación mal elaborada	Error humano: Falla en procedimientos, malas especificaciones, planos no actualizados, etc. Ejemplo, errores debido al cansancio=
4.2	Error por mala gestión	Fall= a por la mala planificación o organización de las actividades, etc

Número	Notación	Descripción
1	Mantenimiento sistemático	Fallo manifestado durante el desarrollo del mantenimiento preventi= vo (reemplazo, reacondicionamiento o inspección),
2	Pruebas de correcto funcionamiento	Fallo identificado al revisar una función de un equipo (detecció= n de fallas ocultas).
3	Inspecciones sensoriales	Fallo manifiesto durante las revisiones o inspecciones planificada (Inspecciones con los sentidos).
4	Monitoreo de la condición	Fallos expuestos durante el monitoreo condicional planeado program= ado o no, por ejemplo, termografía, medición de vibraciones, análisis de a= ceite, etc.

Código	Actividad	Descripción
1	Lubricación	Actividades de lubricación en general
2	Inspecciones sensoriales	Inspecciones rápidas realizadas por los técnicos sin equipos complejos, basándose en sus sentidos
3	Mantenimiento basado en condición	Mantenimiento periódico o en base a requerimientos con investigac= ión y medición de parámetros
4	Pruebas de funcionamiento	Pruebas de funcionamiento de equipo para asegurar la función=
5	Reparación o reacondicionamiento	Reacondicionamiento de elementos
6	Reemplazos	Remplazo de componentes con uno nuevo