MEDICIN DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO EN EQUIPOS DE BAJA TENSIN

1. OBJETIVO.

Evaluacin y elaboracin de curvas resultantes de valores obtenidos en la lectura de la resistencia de aislacin en equipos de Baja Tensin, con Megger digital.

2. PUNTUALIZACIONES TERICAS.

1) Resistencia de aislacin.

La resistencia de aislacin es una medida de la oposicin que ofrecen a la corriente elctrica los materiales aislantes la resistencia de aislacin es afectada por la humedad y la suciedad.

La resistencia de aislacin puede ser medida mediante pruebas no destructivas aplicadas entre partes conductores y estructuras de los equipos. El valor de la resistencia puede ser ledo directamente mediante un Megger o indirectamente mediante clculo usando un voltmetro y un ampermetro.

Las pruebas deben ser realizadas inmediatamente despus de que el equipo fue retirado del servicio, esto elimina errores debido a la condensacin de humedad de bobinados, cuando la temperatura de la mquina es menor que la del aire que la rodea, la humedad se condensa en est y es gradualmente absorbida por la aislacin.

La ANSI/IEEE 43-2000 recomienda un procedimiento para la medicin de la resistencia de aislamiento de los bobinados de la armadura y del campo en mquinas rotatorias de potencias de 1hp, 750 W o mayor, y se aplica a:

Mquinas sncronas Mquinas de induccin Mquinas de CC (corriente continua) Condensadores sncronos.

La norma indica la tensin de c.c. que se debe aplicar a la prueba de aislamiento (basada en los potencia de la mquina, y durante un minuto) y los valores mnimos aceptables de la resistencia de aislamiento para los bobinados de las mquinas rotatorias para CA y CC (es decir, la resistencia medida al cabo de un minuto). La siguiente tabla proporciona las guas para el voltaje de c.c. que ser aplicado durante una prueba de resistencia de aislamiento. Ntese que los voltajes de hasta 10 kV son recomendados para bobinados clasificados a voltajes mayores de 12kV.

Voltaje (V) del bobinado (V es el tensin entre fases para maquinas trifsicas y monofsicas, y la tensin nominal para maquinas de c.c. o bobinados de campo)

Voltaje que se aplicar en la prueba de aislamiento

12000

5000-10000

El standard recomienda que cada fase sea aislada y probada separadamente (de ser posible) dado que este acercamiento permite las comparaciones que debern hacerse entre fases. Las dos fases que no estn siendo probadas debern ser puestas a tierra en la misma tierra que la del ncleo del estator o el cuerpo del rotor. Cuando todas las fases son probadas simultneamente, nicamente el aislamiento a tierra es probado. Las mediciones de resistencia de aislamiento deben ser hechas con todo el equipo externo (cables, capacitores, supresores de disturbios, etc.) desconectados y conectados a tierra debido a que estos objetos pueden influenciar la lectura de la resistencia. Deber usarse un punto comn de tierra. Asimismo se establece que el historial de las pruebas deber ser usado para el seguimiento de los cambios. Si el historial no est disponible, el standard proporciona valores mnimos para ambas pruebas (aislamiento e ndice de polarizacin) que pueden ser usadas para estimar la situacin en que se encuentra el bobinado. La resistencia de aislamiento mnima, recomendada, despus de un minuto y a 40C, puede ser determinada de la tabla siguientes. La resistencia mnima de una fase del bobinado de una armadura de tres fases probada con las otras dos conectadas a tierra deber ser aproximadamente del doble del bobinado total. Si cada fase es probada separadamente (con los circuitos de guarda estando usados en las fases que no estn bajo prueba), la resistencia mnima (a 1 minuto) observada deber ser tres veces el bobinado total.

Resistencia mnima, en M, segn IEEE43-2000Maquina bajo prueba

KV+1(donde kV es la tensin nominal de al maquina, media en kilovoltios)Para bobinados fabricados antes de 1970

100Para motores de c.c y estatores AC construidos despus de 1970.

5Para mquinas de bobinado aleatorio y formado, de tensiones menores a 1 kV.

La norma indica que si la resistencia a 1 minuto es mayor a 500 Mohm, entonces el clculo del IP puede dejarse de lado.

2) Correccin por temperatura para valores de resistencia de aislacin.

Los materiales aislantes tienen una caracterstica de resistencia negativa, esto es que la resistencia de aislacin disminuye gradualmente con el incremento de temperatura, luego para hacer comparables los valores de resistencias de aislacin hay que referirlos a la misma temperatura, usualmente (algunos autores prefieren referir los valores a o a otra temperatura, por ejemplo Westing House Electric Corporation refiere a ).Para obtener el valor correcto debe multiplicarse el valor de resistencia leda o la temperatura observada por el factor correspondiente a esta temperatura:

Ec. (1)

Donde:

Resistencia de aislacin corregida a -

Resistencia de aislacin medid a -

Factor de Correccin.

La frmula matemtica correspondiente a este factor viene dada por:

Ec. (2)

Donde:

Temperatura existente durante la lectura de resistencia (en ).

3) Prueba de resistencia de aislamiento 'IR'.

Este es el modo predeterminado en el que el dispositivo se carga al encenderse. Este modo de prueba mide la resistencia de aislamiento de forma continua en el voltaje seleccionado. Durante la prueba 'IR' puede modificarse el voltaje de prueba pulsando los botones de voltaje de prueba s o t. Puede configurar la duracin de la prueba mediante el "temporizador principal". Una vez transcurrido ese tiempo, la prueba finalizar automticamente. Al finalizar la prueba, se calcula y muestra la capacitancia de aislamiento y la constante de tiempo asociada con la misma.

Constante de tiempoEc. (3)

Si los temporizadores T1 y T2 estn configurados, el dispositivo calcular y mostrar el valor DAR bajo el segmento "DAR". Al finalizar la prueba, el dispositivo mostrar la resistencia de aislamiento medida en esos tiempos bajo los smbolos 'T1' y 'T2' del segmento. Si la prueba dura ms de 10 minutos, el dispositivo calcular el "ndice de polarizacin". Este valor se mostrar en el visor bajo el smbolo "PI" del segmento. Al finalizar la prueba, el dispositivo mostrar la resistencia de aislamiento grabada a 1 minuto y a los 10 minutos bajo los smbolos '1m' y '10m' del segmento.Al pulsar el botn 'W/I' se conmuta el visor para mostrar las resistencias de aislamiento, corrientes de aislamiento, relaciones DAR y PI y la capacitancia. Las resistencias y corrientes se mostrarn bajo los encabezados de segmento 'T1', 'T2', '1m' y '10m'; las relaciones se mostrarn bajo los encabezados de segmento 'DAR' y 'PI'. La lectura de capacitancia se indica mediante sus unidades de 'nF' o 'F'. Consulte la seccin 'Botn W/I'.

4) Prueba de ndice de polarizacin 'PI' y prueba de relacin de absorcin dielctrica 'DAR'.

La prueba "PI" es un ejemplo particular de un mtodo tiempo/resistencia, que toma la relacin de aislamiento medido a 1 y 10 minutos. Un buen aislamiento por lo general muestra un aumento de la resistencia al cabo de un perodo de 10 minutos. Las lecturas de aislamiento contaminado son relativamente constantes porque cualquier efecto de la absorcin queda enmascarado por corrientes de fuga elevadas. Al finalizar la prueba, el ndice de polarizacin se muestra bajo el encabezado de segmento 'PI'.

ndice de polarizacinEc.(4)

La "relacin de absorcin dielctrica" es el trmino aplicado al ndice de polarizacin empleando otros intervalos de tiempo definidos por T1 y T2.Si ambos temporizadores, T1 y T2, estn configurados, entonces tambin se grabar la resistencia de aislamiento medida en esos tiempos. Estas se muestran junto con la relacin de absorcin dielctrica calculada bajo los segmentos T1, T2 y DAR, respectivamente.Se puede hacer que el dispositivo muestre las resistencias de aislamiento, corrientes de aislamiento o relaciones ms mediciones de capacitancia mediante el botn de desplazamiento 'W/I'. Consulte la seccin 'Botn W/I' para recorrer los resultados y conmutar entre las unidades.

El ndice de absorcin nos indica el nivel de humedad existente en el embobinado.Es la relacin entre la medida del aislamiento despus de 60 segundos, y la medida de aislamiento despus de 30 segundos, despus del inicio de la medicin.

ndice de absorcinEc. (5)

Donde:

Es la lectura efectuada con el Meggometro despus de 60 seg

Es la lectura efectuada con el Meggometro despus de 30 seg.

5) Relacin de absorcin Dielctrica e ndice de Polarizacin.

La relacin de dos lecturas de resistencia de aislacin en tiempos distintos, (Tal como la lectura de 60 dividida por la lectura de 30), es llamada relacin de absorcin dielctrica.

El ndice de polarizacin menor que 1.5, indica la necesidad de reacondicionamiento del aislante, ndices con valores de 4 o ms indican que la aislacin est en excelentes condiciones.Un ndice de polarizacin (parmetro indicador cuantitativo de humedad u otras contaminaciones en la aislacin, suelen tambin recomendarse niveles de aislacin:

Mayor a 1.5: Aislacin Tipo A (Clase 105)

Mayor a 2: Aislacin Tipo B (Clase 130)

3. MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR.

Megger de Aislacin Digital

Fig. 1 Display de del Megger de aislacin digital

Fig. 2 Imagen con muestras caractersticas del Megger de Aislacin Digital

Nombre: MEGGER DE AISLACIN DIGITAL

Potencia de entrada de voltaje:85-265 V rms, 50/60Hz, 60 VA

Duracin de la batera:4 horas de pruebas constantes a 10 kV

Voltajes de prueba:Rangos de 250 V, 500 V, 1 kV, 2,5 kV, 5 kV, 10 kV, ajustables en pasos de 10 V desde 50 V a 1 kV, y en pasos de 25 V desde 1 kV a 10 kV

Precisin (23C, 10 kV):5% @ 2 TW20% @ 20 TW

Terminal de guarda:Error del 2% protegiendo de una fuga de 500 k con una carga de 100 M

Lmite de visualizacin:Visualizador digital 10 kW a 35 TW (3 digits)Visualizador analgico 100 kW a 1 TW

Cortocircuito/corriente de carga:3 mA a 10 kV

Tiempo de carga del capacitador: