Bagaimana Pengujian Resistansi Insulasi Berkelanjutan Meningkatkan Keandalan dan Produktivitas Motor

Selama beberapa dekade, personel pabrik telah melakukan tes resistansi insulasi dengan megohm meter genggam untuk mencegah kegagalan motor yang menyebabkan pemadaman yang tidak terencana yang mahal, penalti kegagalan produksi dan perbaikan gulungan. Namun, tes ini hanya memberikan "snapshot" dari kesehatan motor. Dalam hitungan hari, gulungan motor dan kabel yang terkena kelembaban, kimia, kontaminan atau getaran dapat rusak dan gagal saat dinyalakan.

Megohm meter portabel juga memerlukan teknisi listrik untuk secara manual memutuskan kabel peralatan dan menghubungkan kabel tes pada peralatan yang mungkin terdaya atau rusak untuk melakukan tes manual. Tes ini mengekspos teknisi pada potensi kilat api saat mereka mengakses lemari. Di Amerika Serikat, insiden kilat api non-fatil terjadi sekitar lima sampai sepuluh kali per hari, dengan tingkat kematian sekitar satu per hari.

Dengan begitu banyak yang beresiko, manajer pabrik mulai mengenali nilai pemantauan megohm berkelanjutan dari resistansi insulasi yang dimulai saat mesin mati sampai dinyalakan kembali.

Bersiap dengan informasi waktu nyata ini, personel pemeliharaan dapat mengambil tindakan perbaikan sebelumnya untuk menghindari kegagalan yang akan mengganggu produksi. Dengan demikian, mereka dapat menghemat utilitas ratusan ribu dolar dalam biaya perbaikan untuk gulungan mahal, penalti kegagalan produksi dan waktu produksi yang hilang.

Selain itu, perangkat tes otomatis yang terpasang permanen memungkinkan pemantauan "tanpa tangan" tanpa harus mengakses lemari—menjaga teknisi dari bahaya.

Perlindungan Motor di Utilitas

Berkaitan industri apa pun, pabrik manufaktur dan pengolahan sangat bergantung pada motor, meskipun jumlah dan jenisnya bervariasi tergantung pada ukuran pabrik dan jenis bahan bakar yang dibakar. Beberapa pabrik dapat memiliki hingga 20-30 motor kritis, dengan lima sampai sepuluh secara rata-rata.

Motor kritis adalah yang dapat secara signifikan menurunkan kemampuan untuk memenuhi tujuan bisnis dengan aman atau mempengaruhi tingkat produksi jika tiba-tiba offline. Contohnya motor yang berkisar dari 480-13.800 V yang digunakan untuk mengoperasikan kompresor, pompa dan kipas.

Sebagian besar utilitas memelihara motor ini melalui program pemeliharaan preventif berbasis waktu (PM). Tes resistansi insulasi biasanya dijadwalkan secara semi-tahunan. Namun, mengingat pengurangan personel di sebagian besar pabrik, itu bahkan mungkin kurang sering. Berdasarkan tes ini, motor dapat dijadwalkan untuk dikirim ke bengkel perbaikan untuk perawatan ulang.

Biasanya, tes resistansi insulasi juga dilakukan pada awal perbaikan tahunan atau pemadaman yang direncanakan untuk mengidentifikasi motor mana yang mungkin juga perlu perbaikan. Namun, meskipun ada program PM, motor yang offline atau sering disikluskan dapat dengan cepat rusak. "Kami telah mengalami cukup banyak kegagalan motor, dan itu menjadi sangat mahal," kata Richard Hohlman, yang pensiun setelah 37 tahun bekerja di pabrik pembangkit listrik.

"Kadang-kadang kegagalan bisa sangat mahal," katanya. "Di pabrik tertentu itu, kami memiliki beberapa motor AC indiksi dua kecepatan Westinghouse dan menggulung ulang salah satunya akan menjadi biaya enam angka."

Dari perspektif O&M (Operasi dan Pemeliharaan), "jika kita dapat mengidentifikasi motor lemah dan menghindari risiko mencoba menyalakannya dan gagal, itu adalah penghematan besar," katanya menambahkan.

Untuk menghindari gagal motor, Hohlman mengatakan ia mewajibkan semua motor kritis di pabrik 1.500 mW Long Island Sound yang dimatikan selama 24 jam atau lebih untuk diuji manual dengan megohm meter sebelum dinyalakan kembali. "Itu menjadi biaya sendiri, karena tes sering dilakukan pada jam yang berbeda pada hari, dengan tarif lembur," kata Hohlman. "Tapi, dengan melakukan itu kami menghindari sejumlah kegagalan motor."

Hohlman mengatakan seorang anggota timnya menemukan Meg-Alert, perangkat pemantauan dan pengujian berkelanjutan yang diproduksi oleh Meg-Alert, Minocqua, Wis. Pabrik memasangnya awalnya pada empat pompa sirkulasi dan beberapa kipas draft terinduksi. Nanti, perangkat juga ditambahkan pada beberapa kipas draft paksa dan motor kritis lainnya di seluruh pabrik.

Unit Meg-Alert terpasang secara permanen di dalam kompartemen tegangan tinggi MCC atau switchgear dan langsung terhubung ke gulungan motor atau generator. Unit merasakan saat motor atau generator offline dan kemudian melakukan tes dielektrik berkelanjutan pada isolasi gulungan sampai peralatan dinyalakan kembali.

Unit berfungsi dengan menerapkan tegangan tes DC non-destruktif dan dibatasi arus ke gulungan fasa dan kemudian mengukur dengan aman arus kebocoran melalui isolasi kembali ke tanah. Sistem menggunakan level tegangan DC 500, 1.000, 2.500 atau 5.000 V yang memenuhi standar IEEE, ABS, ANSI/NETA dan ASTM International untuk tegangan tes resistansi insulasi yang tepat berdasarkan tegangan operasional peralatan.

Tes tidak menyebabkan degradasi pada isolasi dan mencakup teknologi pembatas arus yang melindungi personel.

"Dengan pemantauan berkelanjutan, tim O&M selalu tahu kesiapan motor," kata Hohlman. "Setiap kali motor dimatikan—apakah untuk detik, sehari, atau selama 10 hari pemadaman—motor sedang diuji. Dan jika di bawah tingkat aman, alarm langsung berbunyi dan dapat mengunci motor untuk bahkan tidak dapat dinyalakan."

Ini berseberangan dengan snapshot yang diambil oleh megohm meter pada awal pemadaman. Motor dapat dengan cepat menyerap kelembaban yang signifikan karena kelembaban dan kontaminan.

"Motor listrik dapat menyerap cukup kelembaban dalam hitungan beberapa jam di bagian selatan negara untuk menyebabkan kerusakan saat dinyalakan," kata Ricky Loupe, manajer listrik dan instrumen di pabrik besar yang membuat bentuk bubuk dari klorida polivinil (PVC) serta komponen bahan primer, klorida vinil. "Ada banyak hari hujan dengan kelembaban tinggi di sini di Selatan, dan kelembaban dan listrik tidak campur."

"Ketika motor penuh kelembaban dan dinyalakan, gulungan akan pergi ke tanah dan merusak motor," lanjut Loupe. "Jadi sekarang Anda memiliki motor kritis dengan gulungan yang rusak yang akan memerlukan banyak uang untuk diperbaiki."

Sebagai engineer pada saat itu, dia dan timnya melakukan analisis untuk menentukan penyebab utama masalah dan cara mencegahnya. Setelah mempelajari lebih lanjut tentang Meg-Alert, dia membeli satu sebagai percobaan. Loupe mengatakan itu dipasang pada motor WP enclosure 4.160-V, 1.200-hp yang digunakan untuk menggerakkan kompresor pada unit chiller.

Berdasarkan kebutuhan produksi, beberapa chiller dimatikan dan hanya digunakan saat diperlukan. Ini berarti motor pada beberapa unit dapat diam. Sebelum menjalankan chiller lagi, motor harus diuji menggunakan megohm meter portabel. "Seringkali pekerjaan ini dilakukan setelah jam kantor, karena kebutuhan operasional dan persyaratan untuk menyalakan secepat mungkin," menjelas Loupe. "Kami akan meminta teknisi datang pada akhir pekan—sering dengan tarif lembur—hanya untuk menguji motor sehingga dapat menyala."

Loupe mengatakan dengan unit Meg-Alert, informasi tersebut sekarang tersedia secara waktu nyata. Dia semakin yakin setelah perangkat, yang terhubung ke starter, tidak mengizinkan motor untuk menyala karena pembacaan resistansi megohm rendah setelah hari hujan. "Meg-Alert tidak mengizinkan motor untuk menyala karena terlalu banyak kelembaban di motor," menjelas Loupe. "Itu, begitu saja, membayar unit pemantauan berkelanjutan sepuluh kali lipat."

Hari ini, pabrik memiliki Meg-Alert pada semua sepuluh motor chiller serta pada empat pompa pendingin menara 900-hp di area lain pabrik.

Pemantauan 'Tanpa Tangan'

Sistem pemantauan berkelanjutan juga memungkinkan pendekatan "tanpa tangan" yang tidak memerlukan teknisi service untuk mengakses lemari kontrol untuk melakukan tes resistansi insulasi manual. Sebaliknya, meter analog di luar pada pintu lemari kontrol menunjukkan pembacaan resistansi insulasi yang diukur dalam megohm secara waktu nyata. Meter juga menunjukkan tingkat isolasi baik, cukup dan buruk melalui skema warna sederhana "hijau, kuning, merah".

Ketika titik set resistansi insulasi yang telah ditentukan tercapai, lampu indikator akan menyala untuk memberikan sinyal kondisi alarm dan pemberitahuan otomatis dapat dikirim ke jaringan pemantauan. Pemantauan berkelanjutan juga dapat menunjukkan apakah pemanas yang digunakan untuk mempertahankan suhu termal atau mencegah kondensasi berfungsi dengan baik.

Sebagian besar motor menggunakan pemanas untuk mempertahankan suhu di dalam motor sehingga tidak bercampur secara drastis dari suhu operasional atau suhu di luar unit. Jika di bawah titik embun, motor akan mulai menangkap kondensasi saat offline.

Namun, jika pemanas ini gagal berfungsi dengan baik atau breaker trip, personel pemeliharaan mungkin tidak menyadarinya sampai motor gagal saat dinyalakan. Meskipun pemanas motor ini diperiksa secara teratur, hal ini dapat meninggalkan motor dan generator kritis tanpa perlindungan selama minggu atau bahkan bulan.

Mencegah Kilat Api

Lebih penting lagi, Loupe mengatakan pendekatan tanpa tangan mengurangi paparan karyawan pada potensi bahaya dari kilat api. "Dengan perangkat pemantauan resistansi insulasi berkelanjutan, Anda menghilangkan potensi bahaya kilat api dengan tidak membiarkan teknisi membuka lemari untuk tes megohm sama sekali," kata Loupe.

Kilat api adalah listrik yang tidak diinginkan yang melintasi udara di antara konduktor atau dari konduktor ke tanah. Kilat itu segera dan dapat menghasilkan suhu empat kali lebih dari permukaan matahari. Panas intens juga menyebabkan ekspansi mendadak udara, yang menghasilkan gelombang ledakan yang dapat melempar pekerja melalui kamar dan menjatuhkan mereka dari tangga. Luka kilat api termasuk luka bakar derajat ketiga, kebutaan, kehilangan pendengaran, kerusakan saraf, serangan jantung dan bahkan kematian.

Di antara penyebab potensial kilat api yang tercantum oleh NFPA 70E termasuk "penggunaan peralatan tes yang tidak tepat." Meskipun mematikan peralatan sebelum pengujian dan memakai peralatan pelindung diri (PPE) yang sesuai direkomendasikan, solusi terbaik adalah menghilangkan kebutuhan untuk mengakses lemari kontrol sama sekali untuk melakukan tes resistansi insulasi.

Selain risiko kilat api, Loupe telah menyaksikan potensi risiko lain secara langsung yang dapat terjadi jika motor short dalam jarak beberapa kaki dari karyawan. Di pabrik, personel hanya sekitar lima kaki dari motor saat memulai chiller. Jika motor short, dapat menghasilkan suara yang besar dan melemparkan sekumpulan gosok.

"Dengan pemantauan resistansi insulasi berkelanjutan, Anda tidak memiliki karyawan dalam bahaya jika motor gagal saat dinyalakan," kata Loupe. "Perangkat mencegah masalah keamanan itu juga."

Untuk informasi lebih lanjut kunjungi www.megalert.com atau telepon 800-778-5689.