TEMISA POWER GEN
Prueba ELCID en Estatores de Generadores — TEMISA Power Gen — electrical testing Mexico

Prueba técnica · IEC 60034-27

Prueba ELCID en Estatores de Generadores

Diagnóstico de núcleos magnéticos de estator de generadores y turbogeneradores. La prueba ELCID induce un flujo magnético reducido (4% del nominal) y detecta corrientes parásitas anómalas con un sensor Chattock — identifica cortos laminares y degradación del entrehierro antes del rebobinado, sin requerir energizar el núcleo a flujo completo.

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Pruebas técnicas reales ejecutadas por TEMISA Power Gen — equipos calibrados bajo IEEE/IEC.

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Electromagnetic Core Imperfection Detection

IEC 60034-27CFE LAPEM W4200-12ISO 9001:2015

Definición técnica

Qué es la prueba ELCID

ELCID (Electromagnetic Core Imperfection Detection) es una técnica de diagnóstico no destructiva del núcleo magnético del estator. A diferencia de la prueba High-Flux Ring (que requiere energizar el núcleo al flujo nominal con corrientes peligrosas), ELCID induce un flujo magnético muy bajo (4% del nominal) y mide las corrientes parásitas inducidas con un sensor Chattock que recorre todas las ranuras del estator.

  • Norma de referencia: IEC 60034-27 (pruebas no destructivas en máquinas rotativas)
  • Inducción de flujo magnético al 4% del nominal — seguro y sin daño térmico
  • Sensor Chattock de alta sensibilidad para mapear corrientes parásitas
  • Mapeo completo del entrehierro y todas las ranuras del estator
  • Detección cuantitativa de corrientes anómalas (mA) por zona del núcleo
  • Reporte gráfico con mapa de severidad por sección del estator

Oportunidad operativa

Cuándo se recomienda la prueba ELCID

ELCID se aplica antes de decisiones costosas sobre el núcleo magnético — rebobinado, reapilado o reemplazo. La prueba evita inversiones erróneas y prioriza el alcance de la intervención.

  • Antes de rebobinado de estator — para validar que el núcleo es recuperable
  • Después de evento eléctrico severo (cortocircuito de fase, sobretemperatura)
  • En generadores con varias décadas de operación — evaluación de degradación acumulada
  • Como parte de mantenimiento mayor de turbogenerador
  • Para evaluar trade-off rehabilitación vs reemplazo del estator completo
  • Antes de comisionamiento de generador legacy reinstalado en nueva ubicación

Valor para el cliente

Qué detecta la prueba ELCID

01

Cortos laminares en el núcleo magnético (entre láminas adyacentes)

02

Degradación del aislamiento entre laminaciones

03

Daño superficial del entrehierro por contacto con rotor o partículas

04

Zonas de alta corriente parásita que generarían sobrecalentamiento

05

Localización exacta del defecto (ranura, fila, profundidad aproximada)

06

Severidad cuantitativa para priorizar reapilado vs rebobinado completo

Entregables

Qué entregamos al término de la prueba

Cada prueba se entrega con paquete documental firmado bajo IEC 60034-27 e ISO 9001:2015. Trazabilidad completa por número de orden y firma del ingeniero responsable.

  • 1Protocolo firmado bajo IEC 60034-27 con metodología y mapa del estator
  • 2Mapa gráfico de corrientes parásitas por zona (heat map del entrehierro)
  • 3Lista priorizada de defectos por severidad (mA medidos vs umbral aceptable)
  • 4Diagnóstico: núcleo recuperable / requiere reapilado parcial / requiere reemplazo
  • 5Recomendación técnica con costo-beneficio rehabilitación vs reemplazo
  • 6Trazabilidad ISO 9001:2015 con datos brutos para verificación independiente

Caso típico

Evaluación pre-rebobinado en estator de generador hidroeléctrico

IEC 60034-27

Norma aplicada

Núcleo recuperable

Diagnóstico

Reapilado + rebobinado

Plan ejecutado

Generador hidroeléctrico de varias décadas de operación con falla de aislamiento. Antes de cotizar el rebobinado, se aplicó ELCID para validar el núcleo magnético. Detectó zonas con corrientes anómalas leves — recomendación: reapilado parcial + rebobinado, evitando reemplazo completo del estator. Ahorro estimado vs reemplazo: ~60%.

Explicación técnica profunda

Qué es la prueba Electromagnetic Core Imperfection Detection y cómo funciona

La prueba ELCID (Electromagnetic Core Imperfection Detection) es un diagnóstico no destructivo de núcleos magnéticos de estator desarrollado por CEGB / National Grid en los años 80 y estandarizado por IEC 60034-15 / 60034-27. El principio físico es el de las corrientes de Foucault (eddy currents): un cable de excitación temporal enrollado al núcleo induce un flujo magnético circumferencial muy bajo — apenas el 4% del flujo nominal de operación — para que el material laminado responda magnéticamente sin riesgo de calentamiento ni daño térmico al aislamiento inter-laminar. Sobre cada diente del estator se desplaza un sensor Chattock — un transductor magnético tipo potential que mide la diferencia de fuerza magnetomotriz entre sus dos extremos. Si las laminaciones están sanas y eléctricamente aisladas entre sí, las corrientes parásitas inducidas por el flujo de excitación son despreciables — el Chattock registra una componente en cuadratura (QUAD) cercana a cero. Cuando hay laminaciones cortocircuitadas o aislamiento inter-laminar degradado, esas láminas forman un lazo conductor cerrado que captura el flujo y genera una corriente parásita medible — la señal QUAD del Chattock sube proporcionalmente a la severidad del corto. ELCID detecta específicamente: cortos laminares entre láminas adyacentes (causa raíz de hot spots térmicos en operación), degradación del aislamiento entre laminaciones por envejecimiento o sobretemperatura, daño superficial del entrehierro por contacto con el rotor o partículas, y zonas de corriente parásita anómala que producirían sobrecalentamiento bajo flujo nominal. La salida es un mapa cuantitativo del estator en mA QUAD por posición axial y ranura — base directa para decidir entre reapilado parcial, tratamiento con cuchilla o reemplazo del núcleo.

Variantes / modos

Generaciones y variantes de la prueba ELCID

ELCID clásico (sensor Chattock manual)

Generación original desarrollada por CEGB/National Grid. Chattock manual con registro analógico o digital básico. Aún en uso en operaciones con bajo presupuesto y estatores chicos donde el barrido lento no es problema.

Cuándo: Estatores pequeños y medianos cuando no hay equipos modernos disponibles.

ELCID Evolution (Iris Power)

Plataforma digital de segunda generación con interfaz computarizada, registro automático de la posición axial del Chattock, mapeo en tiempo real sobre el plano desarrollado del estator y umbrales de aceptación configurables.

Cuándo: Mantenimiento mayor estándar en turbogeneradores y generadores síncronos medianos.

Digital ELCID / EL-CID Max

Generación moderna con sensores Chattock múltiples en arreglo lineal, barrido automatizado motorizado, integración con software de mapeo de calor 3D y exportación de reportes directamente a formato compatible con auditoría.

Cuándo: Estatores grandes (turbogeneradores > 200 MW) donde el barrido manual sería prohibitivo en tiempo.

ELCID en alta tensión inducida (variante)

Variante donde se eleva la excitación al 10–15% del flujo nominal — más sensibilidad pero ya con riesgo térmico moderado. Se usa puntualmente para confirmar defectos en frontera del 4% clásico.

Cuándo: Confirmación de hallazgos sospechosos del ELCID estándar antes de pasar al loop test completo.

ELCID en estator armado vs desmontado

ELCID con estator dentro de la carcasa y rotor extraído (caso típico de mantenimiento mayor) vs ELCID con estator extraído de la carcasa (caso de rebobinado completo en taller). El segundo permite acceso 360° pero requiere logística mayor.

Cuándo: Armado para mantenimiento mayor in-situ; desmontado cuando ya está programado el rebobinado.

ELCID complementado con Hi-Flux como segunda etapa

Secuencia ELCID como cribado + prueba de toroide (loop test) como confirmación. Estándar en aceptación final de núcleos rebobinados o reapilados. ELCID identifica zonas sospechosas; el toroide confirma bajo flujo real con termografía.

Cuándo: Aceptación final post-reapilado o post-rebobinado completo del estator antes de comisionamiento.

Comparativa técnica

ELCID vs Prueba de Toroide (Loop Test) — cuándo usar cada una

ELCID y la prueba de toroide son las dos técnicas de validación de núcleo magnético de estator. Son complementarias, no sustitutas. La elección depende del objetivo: cribado seguro vs aceptación bajo flujo real.

CriterioELCIDPrueba de Toroide (Loop Test)
Flujo magnético inducido4% del nominal — bajo, seguro, sin riesgo térmico80–100% del nominal — replica condición de operación real
Principio de mediciónCorrientes parásitas medidas con sensor ChattockPérdida específica (W/kg) + termografía infrarroja
Riesgo de daño al núcleoCero — la baja energía descarta daño térmicoBajo si se monitorea termografía en tiempo real; un defecto severo puede generar hot spot creciente
Tiempo de ejecución típico12–24 horas para barrido completo de turbogenerador grande12–24 horas incluyendo cableado, energización progresiva y termografía
Sensibilidad a defectos profundos en núcleo grandeLimitada en núcleos de gran sección — la baja energía no penetra completamenteAlta — el flujo nominal estresa todo el material laminado
Cuantificación de severidadmA QUAD por ranura, comparado contra umbrales de normaW/kg vs valor OEM + gradiente térmico por hot spot
Equipo requeridoExcitación de baja potencia + sensor Chattock + software de mapeoFuente AC de alta potencia + cable de calibre adecuado + cámara termográfica calibrada
Cuándo aplicarCribado inicial, diagnóstico predictivo, evaluación pre-rebobinadoAceptación final post-reapilado o post-rebobinado, confirmación de zonas en frontera ELCID

Proceso técnico

Proceso de ejecución de la prueba ELCID

1. Preparación y acceso al entrehierro

Coordinación de la ventana de paro con la planta. Extracción del rotor del estator (operación logística mayor — grúa de capacidad adecuada, soportes de extracción axial, cuidado del entrehierro). Limpieza del entrehierro con aspirado para retirar polvo, óxido y partículas que afecten la lectura.

2. Inspección visual y boroscopia preliminar

Inspección visual del entrehierro buscando daño macroscópico — manchas térmicas, dedos doblados, golpes, partículas metálicas embebidas. Boroscopia donde la geometría no permite vista directa. Documentación fotográfica de cualquier hallazgo antes de iniciar ELCID.

3. Instalación del cable de excitación toroidal

Enrollado del cable de excitación al estator formando una bobina toroidal de varias vueltas — el número exacto se calcula para inducir el 4% del flujo nominal con la corriente de la fuente disponible. Verificación de la corriente y voltaje aplicados con instrumento calibrado.

4. Barrido del sensor Chattock por todas las ranuras

El sensor Chattock se desliza ranura por ranura de extremo a extremo del estator, registrando posición axial continua y amplitud QUAD. En estatores grandes (60–84 ranuras en turbogenerador 200 MW) el barrido completo es de 12–24 horas. Repetición de barrido en zonas con lecturas anómalas para confirmar reproducibilidad.

5. Análisis y generación del mapa de calor

El software del sistema renderiza el conjunto de mediciones como un mapa de calor sobre el plano desarrollado del estator. Aplicación de umbrales (100 mA QUAD = aceptable, 100–200 mA = vigilancia, > 200 mA = defecto activo). Lista priorizada de defectos por severidad.

6. Reporte técnico y diagnóstico

Protocolo firmado bajo IEC 60034-27 con metodología, mapa gráfico de corrientes parásitas, lista de defectos, cálculo de costo-beneficio reapilado vs reemplazo. Diagnóstico: núcleo apto / reapilado parcial / requiere intervención mayor. Trazabilidad ISO 9001:2015.

7. Decisión técnica con cliente y plan de acción

Reunión técnica de cierre — explicación de hallazgos al equipo de mantenimiento del cliente, opciones de intervención (tratamiento con cuchilla en defectos puntuales, reapilado parcial en zonas extendidas, reemplazo del núcleo en degradación generalizada) y cronograma sugerido para la siguiente ventana.

Instrumentación calibrada

Instrumentos usados en la prueba ELCID

Iris Power

ELCID Evolution

Plataforma estándar de la industria para ELCID digital — sensor Chattock instrumentado, registro automático de posición, mapeo en tiempo real sobre el estator.

Iris Power

EL-CID Max

Variante de gama alta con barrido motorizado para estatores grandes — turbogeneradores > 200 MW donde el barrido manual sería prohibitivo.

Cable de excitación de cobre

Cable calibrado de potencia con calibre adecuado al flujo objetivo

Bobina toroidal temporal enrollada al estator para inducir el 4% del flujo nominal.

Fuente AC regulada

Fuente AC de potencia ajustable con medición de corriente trazable

Alimentación de la bobina toroidal a la corriente exacta calculada para el 4% del flujo.

Boroscopio industrial

Boroscopio de fibra óptica con cámara digital integrada

Inspección visual previa del entrehierro y verificación de hallazgos sospechosos del ELCID.

Megger / Multímetro de aislamiento

Megger MIT515 / MIT525 (5 kV)

Verificación previa del aislamiento del estator antes del barrido ELCID.

Software de mapeo y reporte

Software propietario del equipo ELCID (Iris Power) con exportación a PDF y formato auditoría

Generación del mapa de calor del estator, aplicación de umbrales y entrega del protocolo documental.

Marco normativo

Normas técnicas aplicadas en la prueba ELCID

IEC 60034-15

Rotating Electrical Machines — Impulse voltage withstand levels of form-wound stator coils. Marco normativo de pruebas no destructivas en núcleos magnéticos de estator que sustenta ELCID.

IEC 60034-27

Rotating Electrical Machines — Off-line partial discharge measurements. Establece el contexto de pruebas no destructivas en máquinas rotativas; complementaria de ELCID en el conjunto de aceptación.

IEEE Std 56-2016

Guide for Insulation Maintenance of Electric Machines. Establece el marco de mantenimiento del aislamiento que incluye ELCID y la prueba de toroide como técnicas complementarias.

IEC 60404 (serie)

Magnetic materials. Define las propiedades del acero magnético del núcleo y los métodos de medición de pérdida específica (W/kg) — base de la interpretación de severidad en ELCID.

CFE LAPEM W4200-12

Certificación oficial del Laboratorio de Pruebas de Equipos y Materiales de CFE para talleres de servicio en generadores síncronos. Marco regulatorio mexicano bajo el cual ejecutamos y entregamos el protocolo.

ISO 9001:2015

Sistema de Gestión de Calidad. Trazabilidad documental por orden de servicio — requisito para auditorías de operadores CFE, mineros e industriales.

EPRI Stator Core Test Guide

Guía de práctica recomendada del Electric Power Research Institute que consolida la experiencia operativa con ELCID en flotas de turbogeneradores grandes — referencia técnica complementaria de la normativa IEC/IEEE.

FAQ

Preguntas frecuentes — Prueba ELCID en Estatores de Generadores

Preguntas que recibimos con frecuencia. ¿No encuentras la tuya? Escríbenos a ventas@temisapowergen.mx.

¿Por qué ELCID y no la prueba High-Flux Ring tradicional?

High-Flux Ring requiere energizar el núcleo al 100% del flujo nominal — peligroso, requiere fuente de alta corriente y puede dañar laminaciones marginales. ELCID induce solo 4% del flujo nominal — seguro, no daña, mapea cuantitativamente cada zona del estator. Es la prueba moderna y la que IEC 60034-27 reconoce.

¿Es necesario sacar el rotor para ELCID?

Sí. La prueba ELCID requiere acceso libre al entrehierro del estator desde el lado del rotor — el sensor Chattock recorre las ranuras manualmente. El desmontaje del rotor se contempla en el alcance del trabajo.

¿Cuánto tarda una prueba ELCID en un turbogenerador grande?

Entre 12 y 24 horas en sitio para el setup, mapeo completo del estator y captura de datos. El tiempo depende del número de ranuras (turbogenerador 200 MW puede tener 60–84 ranuras) y de la accesibilidad del entrehierro.

¿La prueba ELCID puede sustituir la inspección visual del núcleo?

No. ELCID es complementaria. La inspección visual detecta daño macroscópico (golpes, manchas térmicas, dedos doblados); ELCID detecta degradación electromagnética que el ojo no ve. Combinadas dan un diagnóstico completo.

¿Qué pasa si ELCID detecta cortos laminares severos?

Documentamos la severidad cuantitativamente (mA medidos vs umbral aceptable). Si los defectos son localizados, recomendamos reapilado parcial. Si son extendidos, evaluamos reapilado mayor o reemplazo del estator. La decisión es del cliente con datos en mano.

¿Trabajan ELCID en turbogeneradores grandes o solo en generadores chicos?

Trabajamos ELCID en cualquier capacidad bajo CFE LAPEM W4200-12 — desde generadores síncronos de 1 MVA hasta turbogeneradores hasta 350 MW. El equipo es portátil y se adapta a cualquier tamaño de estator.

¿Cuál es el umbral de corriente parásita aceptable en ELCID?

El umbral clásico de aceptación es 100 mA QUAD (componente en cuadratura medida por el sensor Chattock) sobre cualquier ranura individual. Valores entre 100–200 mA QUAD indican zona a vigilar; valores superiores a 200 mA QUAD señalan defecto laminar activo que típicamente requiere intervención de reapilado o tratamiento con cuchilla. Estos umbrales se interpretan junto al gradiente espacial — picos aislados pesan distinto a zonas extendidas con corriente moderada.

¿Qué principio físico aprovecha el sensor Chattock para medir las corrientes parásitas?

El sensor Chattock es un transductor magnético tipo potential que mide la diferencia de fuerza magnetomotriz entre dos puntos del entrehierro al ser barrido sobre los dientes del estator. Cuando una laminación está cortocircuitada, la corriente parásita inducida por el flujo de excitación al 4% genera un campo magnético local que rompe la simetría esperada — el Chattock lo lee como un pico de componente QUAD (cuadratura de fase respecto a la excitación). La componente en fase corresponde al flujo magnético principal y se descarta del análisis de defectos.

¿Cuántas ranuras hay que barrer y cómo se documenta cada barrido?

Se barren la totalidad de ranuras del estator de extremo a extremo en al menos una pasada por ranura, registrando posición axial continua y amplitud QUAD. En estatores grandes — 60 a 84 ranuras en un turbogenerador 200 MW — el barrido completo es de 12 a 24 horas e implica cientos de metros lineales de medición. Cada ranura queda documentada con su perfil completo de corriente QUAD vs posición axial, y el conjunto se renderiza como un mapa de calor sobre el plano desarrollado del estator.

¿Cómo se complementa ELCID con la prueba de toroide (loop test)?

ELCID es cribado rápido y seguro al 4% del flujo — identifica defectos electromagnéticos sin estresar el núcleo. La prueba de toroide induce flujo cercano al nominal y mide la respuesta térmica con termografía — replica la condición de operación real. Cuando ELCID detecta zonas en frontera o cuando el núcleo es de gran sección y la baja energía no penetra suficiente, el toroide confirma o descarta. En aceptación final post-reapilado aplicamos las dos: ELCID primero, toroide al cierre.

¿Aplican ELCID a generadores con núcleo segmentado por sectores (hidrogeneradores grandes)?

Sí. Los hidrogeneradores grandes con núcleo segmentado por sectores requieren atención particular en las juntas entre sectores — donde se concentra el riesgo de cortos laminares por desgaste mecánico de las juntas. El barrido ELCID se planea para mapear las juntas con resolución fina, complementando con inspección visual con boroscopio antes de decidir intervención.

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