La conexión a tierra del eje de los motores eléctricos alimentados por VFD se ha prohibido en gran medida en entornos clasificados, donde existe el riesgo de ignición de vapores potencialmente explosivos. Por consiguiente, muchos de estos motores han estado expuestos a fallos prematuros en los rodamientos debido a daños eléctricos causados por el variador.
Uso de anillos de puesta a tierra de eje en motores antideflagrantes
Los anillos de puesta a tierra de eje AEGIS® se han permitido durante años en motores antideflagrantes cuando se instalan según los procedimientos aprobados por UL. Decenas de empresas de reparación de motores en EE. UU. están cualificadas para realizar estas instalaciones. Además, fabricantes como Marathon (Regal Rexnord), US Motors (Nidec), WEG Electric y Baldor (ABB) ofrecen motores XP con anillos AEGIS instalados de fábrica. Sin embargo, los motores XP suelen utilizarse únicamente en zonas de Clase I, División 1 (Zona 1). En zonas de Clase I, División 2 (Zona 2), donde el riesgo de ignición es menor, se suelen utilizar motores que cumplen con la norma IEEE 841. Sin embargo, hasta hace poco, los motores que cumplen con la norma 841 no podían utilizar dispositivos de puesta a tierra de eje, que se consideran dispositivos generadores de chispas.
Cambios recientes en normas y códigos
Esto comenzó a cambiar con la edición de 2017 del Código Eléctrico Nacional (NEC; NFPA 70). El NEC-2017 permitió el uso de dispositivos de conexión a tierra de ejes en ubicaciones de Clase I, División 2, siempre que se determine que la energía de descarga potencial no es inflamable para la aplicación. En otras palabras, las chispas potenciales no deben tener la energía suficiente para encender los gases presentes. El Código Eléctrico Canadiense de 2018 incluyó un cambio similar.
Tras estos cambios, la siguiente revisión de la norma IEEE 841 permitió la conexión a tierra de ejes en motores que cumplen con la norma 841. Esto es una buena noticia, y no solo para los usuarios de motores en áreas peligrosas. Los motores 841 también se utilizan fuera de estas áreas. Su construcción es lo suficientemente robusta como para soportar estas áreas, y sus características de protección contribuyen a una mayor vida útil que la de los motores menos robustos. Por ello, muchos motores los utilizan por defecto.
En áreas peligrosas, aún queda por calcular la energía de descarga. Esta tarea se simplificó en 2021 con la publicación de la norma IEE Std 1349-2021. El grupo de trabajo de esta norma también elaboró una hoja de cálculo para facilitar el cálculo de la energía máxima de descarga basándose en los detalles del motor y el variador. Esta hoja de cálculo está disponible para descarga gratuita en la página web de la norma (en la sección Recursos adicionales). Aunque algunos usuarios realizan los cálculos ellos mismos, la mayoría de los valores requeridos se obtienen mejor de los fabricantes del motor y del variador.
En términos prácticos, la conexión a tierra del eje generalmente estará permitida en los motores 841 en la mayoría de las aplicaciones, excepto cuando haya gases de hidrógeno (H2) o acetileno (C2H2).
Esta es mucha información, así que, en resumen:
- Los motores que cumplen con la norma IEEE Std 841 ahora pueden tener anillos de puesta a tierra del eje instalados en áreas no clasificadas.
- En áreas clasificadas, se debe calcular la máxima energía de descarga posible y garantizar que sea inferior a la energía mínima de ignición de cualquier vapor potencialmente explosivo en el área.
- Los usuarios pueden realizar estos cálculos con la ayuda de los fabricantes del motor y del variador.
- La puesta a tierra del eje permitirá la instalación de motores 841 en la mayoría de las situaciones.
- En los casos en que no se pueda utilizar la puesta a tierra del eje con motores 841, los motores a prueba de explosiones con AEGIS siguen siendo una opción.