UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

INFORME PREVIO DEL LABORATORIO DE MEDIDAS ELÉCTRICAS

RESISTENCIA DE AISLAMIENTO

Alumnos:

Profesor:

2015-I

1

INDICEI. INTRODUCCION:

OBJETIVOS………………………………………………………………………………….2

FUNDAMENTO TEORICO.…………………………………………....…………….2

II. PARTE EXPERIMENTAL:

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS………………………………………5

CIRCUITO A REALIZAR………………………………………………….....……...6

PROCEDIMIENTOS.……………………………………………………….…………….6

III. RESULTADOS Y DISCUSION:

SOLUCION DEL CUESTIONARIO………………………………………………..7

IV. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES………………………………………………………..………………11

OBSERVACIONES………………………………………………………..…………….11

RECOMENDACIONES…………………………………………………..…………….11

V. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y DE INTERNET

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS……………………………………………..12

2

REFERENCIAS DE INTERNET…………………………………………………….12

VI. ANEXOS

HOJA DE DATOS………………………………………………………………………..13

I. INTRODUCCIÓN

2. OBJETIVOS

Caracterizar la resistencia de aislamiento de los equipos eléctricos de utilización a diferentes tensiones.

1. FUNDAMENTO TEORICO

1.1 ¿Qué es un buen aislamiento?

El aislamiento se produce cuando un alambre eléctrico de un motor, generador, interruptor, transformador o cable, está cubierto cuidadosamente con alguna forma de aislación eléctrica. El alambre de cobre o aluminio es un buen conductor de corriente y le entrega potencia a los equipos, mientras que el aislamiento es justamente opuesto a un conductor, es decir, debe resistir la corriente y mantenerlo en su trayectoria a lo largo del conductor.

Podríamos decir que el aislamiento eléctrico es similar a una cañería con agua. La presión que le da la bomba de agua, ocasiona un flujo de agua a lo largo de la cañería, y si ésta tuviese una fuga se perdería tanto líquido como presión.

En electricidad y aplicando la famosa Ley de Ohms, el voltaje es similar a la presión que la bomba ejerce en la cañería.

En otras palabras, el voltaje hace que la electricidad fluya a lo largo de los alambres de cobre. Al igual que la cañería de agua ejerce una cierta resistencia al flujo, el aislamiento ejerce esta resistencia, pero ésta es mucho menor a lo largo del alambre.

Ley de Ohms: V = I x R

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Al aplicar la Ley de Ohms al alambre, tendremos que a menor resistencia del alambre, se tendrá más corriente con el mismo voltaje.

Es importante tener presente que ningún aislamiento es perfecto (su resistencia no es infinita), de modo que cierta cantidad de electricidad fluye a lo largo del aislamiento a través de la tierra. Esta corriente puede ser de millonésimas de Amper, pero se debe medir con un buen instrumento de prueba de aislamiento, como el Megóhmetro, popular-mente conocido como "Megger".

En consecuencia, un buen aislamiento es el que no se deteriora al aumentar el voltaje y por ende, la corriente, obteniéndose una resistencia alta, la cual se debe mantener en el tiempo. Esto se visualiza al realizar mediciones periódicas y estudiando la tendencia que provoca que un aislamiento se deteriore.

1.2 Prueba de resistencia del aislamiento.

Una prueba de resistencia del aislamiento mide la resistencia que presenta un material de aislamiento al flujo de corriente que se genera al aplicar un voltaje CC. El potencial CC se aplica normalmente entre los conductores que transportan la corriente y la tierra. Esta prueba generalmente se realiza en un producto luego de que se fabrica, instala o repara. También se realiza comúnmente como una prueba de rutina de mantenimiento en productos, tales como motores o generadores, y puede ayudar a predecir si el producto fallará.

La prueba de resistencia del aislamiento es una prueba cualitativa, que entrega una indicación de la calidad relativa del sistema de aislamiento de un producto. Esta es una prueba ideal para estudiar, medir y registrar la estabilidad a largo plazo de los materiales de aislamiento a través del tiempo.

Fig.1 Prueba de resistencia del aislamiento de un motor

1.3 Posibles riesgos para el aislamiento.

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Entre los elementos que deterioran el aislamiento, podríamos mencionar daños mecánicos, vibraciones, calor, frío excesivo, suciedad, aceite, vapores corrosivos y humedad. En distintos grados, estos elementos son enemigos del aislamiento, y se combinan con el esfuerzo eléctrico existente. Conforme se desarrollen picaduras o grietas en el aislamiento, la humedad y materiales extraños penetran provocando un camino más fácil para la fuga de corriente, ocasionando en ese punto una menor resistencia. Una vez que comienza este deterioro del aislamiento, los distintos enemigos tienden a ayudarse entre sí y permiten una corriente excesiva a través de la aislación.

En general, la caída de resistencia del aislamiento es un proceso gradual. Desde luego se realiza medidas periódicas con un Megger diseñado para mantenimiento predictivo o analizador de aislamiento, lo cual permite reaccionar a tiempo y realizar una mantención planificada.

Fig.1 Falta de aislamiento producto de la suciedad (precariedad)

1.4 CRITERIOS DE APROBACIÓN.

No hay una buena cifra para determinar si una lectura de una resistencia de aislamiento es buena o mala, puesto que las lecturas aceptables de resistencia del aislamiento pueden variar, dependiendo del estándar. Un método práctico común para la maquinaria giratoria de gran tamaño es "1 megaohmio por cada 1000 voltios de voltaje de funcionamiento más 1 megaohmio". Entonces, si un producto funciona por debajo de los 1000 voltios, la lectura mínima aceptable de IR sería 2 megaohmios.

1.4 Megóhmetro

El megóhmetro o megger es un dispositivo de medición que analiza resistencias eléctricas elevadas. En general estas mediciones se realizan en conductores eléctricos y bobinados de motores para evaluar el valor de aislación de los cables. El prefijo "meg" describe un valor numérico de 1 000 000. Un megger hará una lectura en un cable o en el bobinado de un motor en Megohms, siendo 1 Megohm equivalente a 1 000 000 de ohms. Para poder realizar una lectura de un valor tan

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elevado de resistencia, el medidor debe ser capaz de generar un muy alto voltaje. El valor más pequeño que un megóhmetro puede suministrar es de 1 000 voltios.

Fig. 2 megóhmetro o megger

II. PARTE EXPERIMENTAL

2.1 MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS

Los materiales utilizados fueron:

megóhmetro o megger Multímetro

Maqueta resistiva Conductores

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2.2 CIRCUITO A REALIZAR

PRIMER CIRCUITO

SEGUNDO CIRCUITO

2.3 PROCEDIMIENTOS

1. Usando el megóhmetro, determine uno de los bornes de la máquina y mida la

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resistencia de aislamiento. Anote el valor obtenido y utilizando ese borne arme el primer circuito.

2. Variando la tensión de alimentación entre cero y 500 V, tomar un juego de 15 valores de V e I. Tener cuidado de no sobrepasar la capacidad el micro amperímetro y de tener en cuenta de su polaridad al conectarlo.

3. Usando el panel de resistencias, construir el segundo circuito. Efectuar la medición de la resistencia del circuito con el megóhmetro y tomar la lectura de intensidad en el micro amperímetro, teniendo cuidado de no sobrepasar la capacidad del amperímetro y de conectarlo con la polaridad correcta. Repetir el proceso eliminando cada vez una resistencia del circuito.

III. RESULTADOS Y DISCUSION

3.1 SOLUCIÓN DEL CUESTIONARIO

1. De los valores medidos en el circuito número 1, hallase el valor de la resistencia de aislamiento y graficar este valor como función de la tensión aplicada.

V aplicada V(V) I(uA) R(MΩ)

10 13.64 0.14 97.428620 27.03 0.27 100.111130 40.75 0.41 99.390240 62.05 0.6 103.416750 77.9 0.7 111.285760 81.9 0.84 97.570 97.1 0.97 100.103180 108.9 1.11 98.108190 123.12 1.28 96.1875

100 136.6 1.38 98.9855110 150.8 1.55 97.2903120 165 1.71 96.4912130 178.5 1.89 94.4444140 192.8 2.07 93.1401150 205.5 2.25 91.3333

8

0 20 40 60 80 100 120 140 1600

20

40

60

80

100

120

RESISTENCIA VS VOLTAJE

VOLTAJE (V)

RESI

STEN

CIA(

MΩ

)

2. De los valores medidos en el circuito número 2, hallar la tensión en los bornes del megóhmetro para cada valor de resistencia y hacer el gráfico correspondiente V vs R.

R VALOR EXPERIMENTALR1 9.27 MΩR2 9.58 MΩR3 9.83 MΩR4 9.4 MΩR5 9.2 MΩR6 9.62 MΩR7 9.47 MΩ

R Valor(MΩ)

I(uA) V(V)

R(7) 65.98 8.76 577.9R(6) 57.03 10.18 580.3R(5) 47.53 12.15 577.6R(4) 37.26 15.45 575.6R(3) 28.86 19.44 561R(2) 19.04 28.92 550.7R(1) 9.38 55.46 520.2

9

0 10 20 30 40 50 60 70490500510520530540550560570580590

VOLTAJE VS RESISTENCIA

RESISTENCIA(MΩ)

VOLT

AJE(

V)

3. Comparar el valor de resistencia de aislamiento medida directamente en el megóhmetro con los gráficos hallados anteriormente.

En el primer circuito se obtuvieron por medio del megóhmetro la siguiente:

500 V 1000VR 100.2MΩ 87MΩ

Se puede observar del grafico R vs V que la menor resistencia es 93.14MΩ y la mayor resistencia es 111.28 MΩ,luego al comparar con lo obtenido en el megóhmetro(a 500 V) se puede decir que esta es el promedio de los extremos. Por tanto, los datos hallados en la experiencia se pueden considerar aceptable.

Por otro lado se puede observar del cuadro siguiente que las resistencias halladas

por ambos medios son aproximadamente similares.R Valor con el

multímetro (MΩ)Valor con el

megóhmetro(MΩ)

R(7) 65.98 66.2R(6) 57.03 57.5R(5) 47.53 48.1R(4) 37.26 37.8R(3) 28.86 29.1R(2) 19.04 19.5R(1) 9.38 10.2

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4. ¿Qué grado de importancia tiene el valor de tensión del megóhmetro?

El megóhmetro o megger es un dispositivo de medición que analiza resistencias eléctricas elevadas, por tanto, para poner realizar una lectura de un valor tan elevado de resistencia, el medidor debe ser capaz de generar un muy alto voltaje.

Entonces es ahí la importancia de la tensión del megóhmetro.

Para los ensayos de resistencia de aislamiento, la tensión que más se usa es la de 500 voltios, pero con el fin de poder practicar ensayos simultáneos a alta tensión, pueden utilizarse tensiones hasta 2500 voltios, esto de acuerdo al voltaje de operación de la máquina bajo prueba.

5. Analizar el valor que tiene la tensión del megóhmetro sobre los resultados obtenidos en el primer circuito de la experiencia.

En la experiencia se logró tomar la lectura en el megóhmetro en dos valores de voltaje(a 500v y 1000v), pues en esta oportunidad para comparar se va ha considera la lectura en 500v, ya que es la más usada.

Se puede verificar que el comportamiento de la gráfica R vs V tiene aproximadamente una tendencia lineal con pendiente casi despreciable. Sin embargo al aumentar el voltaje aplicado por medio del autotransformador decrece la curva de resistencia.

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IV. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES

El megóhmetro es un instrumento que permite hallar las resistencias en

pruebas de resistencia, la cual se requiere un voltaje elevado por el

material.

Los errores fueron producto de la idealización de los instrumentos, ya que

estos no son ideales, sino que tienen elementos internos que afectan a las

mediciones.

Se pudo concluir de las gráficas, que la resistencia en el aislante baja

débilmente al aumentar el voltaje o tensión aplicada.

Se comprobó también de las tablas hechas que los errores en las mediciones

de resistencia y voltaje en cada elemento son muy bajos y casi

despreciables.

El error que se generó en la medición se debe a la eficiencia que tienen los

equipos de medición también a las conexiones hechas en el armado del

circuito.

OBSERVACION

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La resistencia equivalente del circuito se pudo determinar mediante la ley

de ohm, operaciones con resistencias o con ayuda del multímetro, al

comparar estos valores (teóricos y prácticos) se puede percibir que son

muy próximos (con mínimas diferencias), esto se debe a que el multímetro

no es un instrumento ideal ya que posee resistencias internas, lo que

generara un mínimo error.

RECOMENDACIONES

Se recomienda que el multímetro sea de menor error de medición así para

tomar datos casi exactos

Conectar bien los cables del circuito ya que si se desconectan el circuito

estaría mal y tomaríamos mal las mediciones.

V. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y DE INTERNET

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Guía de laboratorio de circuitos medidas eléctricas (ml–313)

REFERENCIAS DE INTERNET

http://www.megabras.com/spanish/productos/megohmetros/MD.5060x.

html

http://www.amperis-products.blogspot.com/2007/09/megohmetro.html

http://www.unaepime.net/laboratorios/circuitos01.php (7)

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http://www.buenastareas.com/ensayos/resistencias-de-aislamientos/

1072668.html

V. ANEXOS

HOJA DE DATO