Aislamiento

ABEL C. CATAY BUITRON FIEE- UNCP 1

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA YELECTRONICA

MEDICION DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO

ING. ABEL C. CATAY BUITRON


AISLANTE ELCTRICO O DIELECTRICOEs un medio o material que cuando est colocado entreconductores a diferentes potenciales permite que fluya por elsolo una pequea o despreciable corriente en fase (de carcterresistivo con el voltaje aplicado). Un dielctrico perfecto,adems, no permite el paso de corrientes capacitivas entreconductores a travs del aislante. Solo el vaco entre superficiesmetlicas no contaminadas satisface esta condicin.

Cualquier dielctrico sepuede considerar comoequivalente a unacombinacin de capacitoreslineales que reproducirn elcomportamiento corriente-voltaje a una frecuenciaparticular o tiempo deaplicacin del voltaje


QUE S AISLAMIENTO?Cada uno de los alambres elctricos sea que se encuentre en unmotor, generador, cable, interruptor, transformador, etc. estcubierto cuidadosamente con alguna forma de aislamiento elctrico.El alambre en s, generalmente de cobre o aluminio, es un buenconductor de la corriente elctrica que entrega potencia a losequipos. El aislamiento debe ser justamente lo opuesto de unconductor: Debe resistir la corriente y mantenerla en su trayectoriaa lo largo del conductor no permitiendo que fluya fuera de l.

Comparacin del flujo de agua (a) con la corriente elctrica (b).


La comprensin de la Ley de Ohm, es la clave para entender laprueba de aislamiento:E = I x RPara una resistencia dada, a mayor voltaje, mayor corriente.Alternativamente, a menor resistencia del alambre, mayor es lacorriente que fluye con el mismo voltaje.Ningn aislamiento es perfecto (no tiene resistencia infinita),por lo que algo de la corriente fluye por el aislamiento o a travsde l a tierra. Tal corriente puede ser muy pequea para finesprcticos pero es la base del equipo de prueba de aislamiento.


Entonces, qu es un buen aislamiento?Bueno significa una resistencia relativamente alta al flujo de lacorriente.Cuando se usa para describir un material aislante, buenotambin significa la capacidad para mantener una resistenciaalta.La medicin de la resistencia puede decir que tan bueno es elaislamiento.Qu ocasiona que el aislamiento se degrade? (Stress)1. Fatiga elctricaLos sobre voltajes y los bajos voltajes ocasionan fatiga anormal.conducen a agrietamiento y laminacin de aislamiento.2. Fatiga mecnicaGolpear un cable cuando se excava una trinchera, operar unamquina fuera de balance o por paros y arranques frecuentes.La vibracin resultante ocasiona defectos dentro del aislamiento.


3. Ataque qumicoVapores corrosivos, la suciedad y el aceite reducen la efectividaddel aislamiento.4. Fatiga trmicaLa operacin de una maquinaria en condiciones excesivamentecalientes o fras ocasionar sobre expansin o sobre contraccindel aislamiento que darn lugar a grietas y fallas.5. Contaminacin ambientalLa contaminacin ambiental abarca una multitud de agentes quevan desde la humedad por procesos hasta la humedad de un dahmedo y caluroso (ambientes salinos). El ataque de roedores yotro tipo de animales (aves).


El aislamiento se disea para proporcionar buen servicio durantemuchos aos en condiciones normales de operacin, perocomienza a degradarse tan pronto como se pone en servicio.Las condiciones anormales tienen un efecto daino, acelera larapidez de degradacin y finalmente ocasionar una falla en elaislamiento. El aislamiento no evita adecuadamente que lacorriente elctrica fluya por trayectorias indeseadas.Ello incluye la corriente de fuga superficial y la corriente deconduccin. La razn es que pueden aparecer en el aislamientoagujeros pequeos y grietas, o la humedad y materiales extraospueden penetrar la superficie.Los contaminantes se ionizan fcilmente bajo el efecto de unvoltaje aplicado y proporcionan una trayectoria de baja resistenciapara la corriente de fuga superficial.Sin embargo, una vez que ha comenzado la degradacin delaislamiento, los diferentes iniciadores tienden a asistirse entreellos para aumentar la rapidez de declinacin.


!!Al final un buen aislamiento seconvierte en un buen conductor

Cmo puede ayudar el mantenimiento preventivo?La resistencia de aislamiento generalmente se reducegradualmente, lo que permite una advertencia suficiente si seprueba peridicamente.Estas verificaciones regulares permiten la reprogramacin delmantenimiento planeado antes que falle el servicio y / o unacondicin de cortocircuito.Sin un programa de pruebas peridico todas las fallas sepresentarn sorpresivamente, con todo los problemas einconvenientes sabidos.Si la degradacin avanzada del aislamiento no se detecta, existemayor posibilidad de choque elctrico y an de muerte para elpersonal; hay mayor posibilidad de incendio producidoelctricamente.La medicin de la calidad del aislamiento regularmente es unaparte crucial de cualquier programa de mantenimiento puestoque ayuda a predecir y prevenir el paro del equipo elctrico.


Beneficios de la nueva tecnologaLos probadores de aislamiento se remontan a principios del sigloXX cuando Sydney Evershed y Ernest Vignoles desarrollaron suprimer probador de aislamiento (desarrollado en 1903 en el rangode probadores MEGGER.En los primeros das, la mayora de los instrumentos eranoperados manualmente por manivela. Esto limitaba su capacidadpara realizar pruebas que tomaban tiempo para completarse. Mstarde, estos mismos instrumentos fueron impulsados por un motorexterno que ayudaba en las pruebas de larga duracin. Sinembargo, el rango de estos instrumentos raramente exceda 1000M.La aparicin de la electrnica y el desarrollo de la tecnologa de lasbateras revolucion el diseo de los probadores de aislamiento.Los instrumentos modernos son impulsados por potencia de lneao bateras y producen voltajes de prueba muy estables en unrango de condiciones muy amplio. Tambin pueden medircorrientes muy pequeas de modo que su rango de medicin deresistencia de aislamiento se extiende varios miles de veces en elrango de los teraohms (T).


Algunos pueden an reemplazar el lpiz, papel y cronmetro, quese usaban anteriormente para colectar los resultadosmanualmente, registrando los datos en la memoria paradescargarlos y analizarlos posteriormente.La tecnologa ms nueva ofrece un funcionamiento mejorado demodo que los procedimientos establecidos pueden producir mayorcomprensin y se puede disponer de nuevos mtodos. Losinstrumentos modernos entregan un voltaje estable en todo surango de resistencia, con sensibilidad de procesador en el circuitode medicin que permite mediciones en el rango de T.Ahora que el probador de aislamiento, se puede usar para localizarcon toda precisin la posicin del objeto de prueba en cualquierlugar a lo largo de su curva de envejecimiento.La indicacin infinito que es una delicia para el tcnico dereparacin representa un espacio vaco para el que diagnostica.Algunos instrumentos tienen pruebas de diagnstico programadasen su software y pueden correrlas automticamente, llenando esevaco con datos analticos valiosos.


Cmo se mide la resistencia de aislamiento?Un buen aislamiento tiene alta resistencia; un aislamiento pobretiene baja resistencia. Los valores reales de resistencia puedenser ms altos o ms bajos, dependiendo de factores cmo latemperatura o el contenido de humedad (la resistenciadisminuye con la temperatura o la humedad).Sin embargo, con los registros y un poco de sentido comn, sepuede tener una buena imagen de las condiciones delaislamiento de valores que son slo relativos.El probador de aislamiento MEGGER (Megohmetro) es uninstrumento porttil que da una lectura directa de la resistenciade aislamiento en ohms, megaohms o teraohms.El probador de aislamiento es esencialmente un medidor deresistencia de alto rango (hmetro) con un generador decorriente directa.


Estos medidores permiten que los ohms verdaderos sepuedan leer directamente, independientemente del voltajeaplicado.Este mtodo no es destructivo; es decir, no ocasiona deteriorodel aislamiento.

Megohmetro tpico conectado para medir resistencia de aislamiento.


Escala tpica de un megohmetro analgico.


Conexin de un cable blindado.


Conexin a unmotor.


Conexin a unmotor desde lacaja de conexiones


Componentes de la corriente de pruebaSi se aplica un voltaje de prueba a travs de una pieza deaislamiento, luego por medicin de la corriente resultante yaplicando la Ley de Ohm (R = E/I), se puede calcular laresistencia de aislamiento. Desdichadamente, fluye ms de unacorriente, que tiende a complicar las cosas.1. Corriente de carga capacitivaEs la corriente requerida para cargar la capacitancia delaislamiento que se est probando. Inicialmente es grande perosu vida es relativamente corta, cae exponencialmente a un valorcercano a cero conforme el objeto bajo prueba se carga. Elmaterial aislante se carga del mismo modo que el dielctrico deun capacitor.2. Corriente de absorcin o polarizacinLa corriente de absorcin est compuesta realmente hasta portres componentes, que decaen con un ndice de decrecimiento aun valor cercano a cero en un periodo de varios minutos.


La primera es ocasionada por una deriva general de electroneslibres a travs del aislamiento bajo el efecto del campo elctrico.(seria la corriente de conduccin).La segunda se debe a la alineacin de molculas polarizadasdentro del campo elctrico aplicado. (Polarizacin rpida).La tercera es ocasionada por distorsin molecular por la que elcampo elctrico impuesto distorsiona la carga negativa de lascapas de electrones que circulan alrededor del ncleo hacia elvoltaje positivo. (movimiento lento de iones, principalmente porimpurezas. Absorcin o polarizacin lenta).Las tres corrientes se consideran generalmente juntas como unasola corriente y son afectadas principalmente por el tipo y lascondiciones del material usado en el aislamiento.Aunque la corriente de absorcin se aproxima a cero, el procesotoma mucho ms tiempo que la corriente capacitiva.


La despolimerizacin del aislamiento tambin lleva a unincremento en la corriente de absorcin.No todos los materiales poseen las tres componentes. Losmateriales tales como el polietileno, exhiben poca absorcin porpolarizacin.

La polarizacin deorientacin seincrementa con lapresencia dehumedad absorbidapuesto que losmaterialescontaminados estnms polarizados.Esto incrementa elgrado de polarizacin.

Alineacin de molculas polarizadas.


3. Corriente de fuga superficialSe presenta porque la superficie del aislamiento estcontaminada con humedad o con sales. Es constante con eltiempo y depende del grado de ionizacin presente, quedepende a la vez de la temperatura. Con frecuencia se ignoracomo corriente separada y se incluye con la corriente deconduccin como la corriente de fuga total.4. Corriente de conduccin (corriente de fuga)Es estable a travs del aislamiento y generalmente serepresenta por un resistor de valor muy alto en paralelo con lacapacitancia del aislamiento.Es una componente de la corriente de fuga, que es la corrienteque se medira cuando el aislamiento est totalmente cargado ytiene lugar la absorcin plena. Ntese que incluye la fugasuperficial, que puede reducirse o eliminarse por el uso de laterminal de guarda.


Curvas quemuestran lascomponentes de lacorriente medidadurante la pruebade aislamiento.


Como se muestra en la figura anterior, la corriente total es lasuma de las tres componentes y es la corriente que puedemedirse directamente por un micro ampermetro, o en trminosde megaohms con un voltaje particular por medio de unhmetro.Debido a que la corriente total depende del tiempo que seaplica el voltaje, se puede ver ahora porqu la ley de Ohm R =E/I slo se mantiene, tericamente, para un tiempo infinito (esdecir, se debe esperar para siempre antes de tomar unalectura).La medicin de resistencia de aislamiento es altamentedependiente del arranque de un nivel base de descarga total. Elprimer paso en cualquier prueba de aislamiento es asegurar queel aislamiento est completamente descargado.


TIPOS DE PRUEBAS DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTOConociendo ahora de cmo el tiempo afecta el significado de laslecturas del instrumento, se estudia tres mtodos comunes deprueba:

(1) lectura de corto tiempo o puntual;(2) tiempo - resistencia; (absorcin dielctrica); y(3) pruebas por pasos o multivoltaje.


Prueba de corto tiempo o lectura puntual (Spot)En este mtodo, se conecta simplemente el megohmetro a travsdel aislamiento que se va a probar y se opera por un periodocorto de tiempo especfico (generalmente se recomienda 60segundos).Como se muestra figura, simplemente toma un punto en unacurva de valores crecientes de resistencia; con frecuencia el valorsera menor para 30 segundos. Se debe considerar que latemperatura y la humedad, as como la condicin de suaislamiento afectan la lectura.Si el aislamiento que se est probando tiene una capacitanciamuy pequea, tal como un tramo corto de alambrado domstico,la prueba de lectura puntual es todo lo que se requiere.Sin embargo, la mayora de los equipos son capacitivos y laprimera lectura puntual en el equipo, sin pruebas previas, puedeser solamente una gua burda de que tan bueno o que tan maloes el aislamiento.


Curva tpica de resistencia de aislamiento (en megaohms) contiempo para el mtodo de tiempo corto o lectura puntual).


Durante muchos aos, los profesionales del mantenimiento hanutilizado la regla de un megaohm para establecer el lmite inferiorpermisible para la resistencia de aislamiento. Esta regla se puedeenunciar como: La resistencia de aislamiento debe seraproximadamente un megaohm por cada 1,000 voltios del voltajede operacin, con un valor mnimo de un megaohm.Por ejemplo, un motor de 2,400 volts nominales debe tener unaresistencia de aislamiento mnima de 2.4 megaohms. En laprctica, las lecturas de megaohms generalmente estnconsiderablemente arriba de este valor mnimo en equipos nuevoso cuando el aislamiento est en buenas condiciones.Anteriormente El CNE prescriba 1000 ohm por cada voltionominal con un mnimo de 1 megaohm para instalacionesinteriores de uso domestico, comercial e industrial.


NORMA DE PROCEDIMIENTOS PARA LA ELABORACIN DE PROYECTOS YEJECUCIN DE OBRAS EN SISTEMAS DE DISTRIBUCIN Y SISTEMAS DEUTILIZACIN EN MEDIA TENSIN EN ZONAS DE CONCESIN DE DISTRIBUCIN

Resistenciasmnimas deaislamiento.


Comportamiento tpico de resistencia de aislamiento en un periodo de variosmeses bajo condiciones variables de operacin (curvas trazadas con las

lecturas puntuales de un megohmetro).


Mtodo tiempo resistenciaEste mtodo es casi independiente de la temperatura y confrecuencia puede dar informacin concluyente sin registros de laspruebas anteriores. Se basa en el efecto de absorcin del buenaislamiento.Se toman lecturas sucesivas en tiempos especficos y notar lasdiferencias en lecturas. Las pruebas de este mtodo se refieren aveces como pruebas de absorcin.Un buen aislamiento muestra un incremento continuo deresistencia (menos corriente - vea la curva superior) en unperiodo de tiempo (del orden de 5 a 10 minutos).Esto es ocasionado por la corriente de absorcin; el buenaislamiento se observa (se manifiesta) en un periodo de tiempomucho ms largo que el tiempo requerido para cargar lacapacitancia del aislamiento.


Curvas tpicas que muestran el efecto deabsorcin dielctrica en una prueba tiempo-resistencia hecha en un equipo capacitivo,por ejemplo el bobinado de un motor.

Si el aislamientocontiene muchahumedad ocontaminantes, elefecto de absorcinse enmascara por unacorriente de fuga altaque permanece en unvalor casi constante,manteniendo baja lalectura de resistencia(recuerde: R = E/I).


Cuando elaislamientoest en buenascondiciones, lalectura de 60segundos esmayor que lalectura de 30segundos.

La prueba tiempo - resistencia tambin es de valor porque esindependiente del tamao del equipo. El incremento de resistenciapara aislamiento limpio y seco ocurre de la misma manera ya seaque el motor sea grande o pequeo. Se muestra cmo una pruebade 60 segundos aparecera para buen y tal vez mal aislamiento.


Relacin de absorcin dielctricaLa relacin de dos lecturas tiempo - resistencia (tal como una lecturade 60 segundos dividida entre una lectura de 30 segundos) se llamauna relacin de absorcin dielctrica (ndice de absorcin). Es til enel registro de informacin sobre aislamiento.Si la relacin es una lectura de 10 minutos dividida entre una lecturade un minuto, el valor se llama el ndice de polarizacin (IP).Con megohmetros operados manualmente, es relativamente fcilrealizar la prueba solamente para 60 segundos, tomando la primeralectura a 30 segundos.En la actualidad de cuenta con megohmetros operadoelctricamente, se obtiene mejores resultados realizando la pruebade 10 minutos, tomando lecturas a 1 minuto y a 10 minutos, paraobtener el ndice de polarizacin.ltimos instrumentos cuentan con una memoria donde se almacenanlas lecturas y calculan el ndice de polarizacin y de absorcin, otrosadicionan un software para graficar la prueba de aislamiento.


Condiciones de aislamiento indicadas porlas relaciones de absorcin dielctrica*.

* Estos valores se deben considerar tentativos y relativos - sujetos a laexperiencia con el mtodo tiempo - resistencia en un periodo de tiempo.** En algunos casos, con motores, los valores aproximadamente 20% msaltos que los mostrados aqu indican un embobinado quebradizo seco quefallar en condiciones de choque o durante los arranques. Para prevenir elmantenimiento, el embobinado del motor debe limpiarse, tratarse y secarsepara restaurar las condiciones de flexibilidad.*** Estos resultados seran satisfactorios para equipo con muy bajacapacitancia tal como tramos cortos de alambrado domstico.


Ensayo Tiempo-Resistencia: malaislamiento


Prueba de voltaje de pasoPuesto que el aislamiento bueno es resistivo, un incremento en elvoltaje de prueba conducir a un incremento en la corrientemientras la resistencia permanece constante. Cualquierdesviacin de esto podra significar aislamiento defectuoso.Con voltajes de prueba ms bajos, 500 V o 1000 V, es bastanteposible que estos defectos no se observen, pero conforme seeleva el voltaje se llega a un punto donde tiene lugar la ionizacindentro de las grietas o las cavidades, lo que da por resultado unincremento de la corriente, y por tanto una reduccin de laresistencia de aislamiento.Ntese que no es necesario llegar al voltaje de diseo delaislamiento para que estos defectos se hagan aparentes, puestoque se busca simplemente la ionizacin en el defecto.La prueba de Voltaje de Paso sigue exactamente este principio ypuede emplearse tilmente con voltajes que alcanzan 2500 V yms.


La prueba de Voltaje de Paso se puede emplear como una pruebade bajo voltaje o sobre voltaje. Sin embargo, se debe recordar queuna prueba de sobre voltaje puede llevar a una falla catastrfica sise rompe el aislamiento debido a que los probadores de voltajetienen mucha potencia disponible.Una prueba de bajo voltaje realizada con un probador deaislamiento tiene relativamente poca potencia disponible y por lotanto es menos probable que resulte una prueba destructiva.Un procedimiento normal reconocido es incrementar el voltaje encinco pasos iguales en incrementos de un minuto y registrar laresistencia de aislamiento final en cada nivel.Cualquier reduccin marcada o inusual de resistencia es unaindicacin incipiente de debilidad.Enseguida se dan algunos resultados posibles de una prueba deVoltaje de paso en un motor de 500 a 2500 volts y lo quesignifican para el operador:


Si no hay diferencia apreciable en los valores: el aislamientoest en buenas condiciones. Si hay diferencia apreciable en los valores - el aislamientorequiere reacondicionamiento minucioso. Si el aislamiento falla a 2500 V el motor es cuestionable; loms probable es que falle cuando se ponga en servicio an cuandose haga un intento de reacondicionarlo con base en pruebas debajo voltaje solamente.


Las curvas de pruebapor el mtodo devoltaje a pasos,comparan losresultados conaislamiento bueno ymalo.Curva 1 (Trazo msbajo) muestra lacada definitiva en laresistencia con elincremento devoltaje, indicando elproblema.Curva 2 (Trazo msalto) muestran lascondicionesencontradas en elmismo embobinadodel motor despusde la limpieza,coccin y operacinde impregnacin.


Ensayo de tensin por pasos:buen aislamiento.


Valores mnimos de resistencia de aislamiento deMaquinaria rotatoriaLa gua IEEE, "Prcticas recomendadas para probar la resistenciade aislamiento de maquinaria rotatoria", trata sobre el problema dehacer e interpretar las mediciones de resistencia de aislamientopara las mquinas rotatorias."La resistencia de aislamiento mnima recomendada para losembobinados de la armadura y para los embobinados del campo demquinas de corriente alterna y corriente directa se puededeterminar por:Rm = kV + 1donde:Rm = resistencia de aislamiento mnima recomendada enmegaohms a 40 C del embobinado completo de la mquina.KV = potencial nominal de la mquina entre terminales, enkilovolts.


Otro criterio:La resistencia de aislamiento mnima, recomendada, despus deun minuto y a 40C, puede ser determinada de la tablasiguientes. La resistencia mnima de una fase del bobinado deuna armadura de tres fases probada con las otras dos conectadasa tierra deber ser aproximadamente del doble del bobinadototal. Si cada fase es probada separadamente (con los circuitos deguarda estando usados en las fases que no estn bajo prueba), laresistencia mnima (a 1 minuto) observada deber ser tres vecesel bobinado total.


Valores mnimos de resistencia de aislamiento de cablesLa Insulated Power Cable Engineers Association (IPCEA) da valoresmnimos de resistencia de aislamiento en sus especificaciones paradistintos tipos de cables y conductores. Estos valores mnimos sonpara alambres y cables de un solo conductor nuevos despus deque han estado sujetos a una prueba de alto voltaje de CA ybasada en una prueba de potencial de CD 500 volts aplicadodurante un minuto a una temperatura de 60 F.Esos valores mnimos normales (para cables de un solo conductor)se basan en la frmula siguiente:


La resistencia de aislamiento de un conductor de un cablemulticonductor con respecto a todos los otros y a la cubierta es:


Valores mnimos de resistencia de aislamiento deTransformadoresLos valores aceptables de resistencia de aislamiento aceptablespara transformadores secos y en compuesto deben sercomparables con los de la maquinaria rotatoria clase A, aunque nohay disponibles valores mnimos normales.Los transformadores en aceite o los reguladores de voltajepresentan un problema especial en que las condiciones del aceitetienen una influencia marcada en la resistencia de aislamiento delos embobinados.En ausencia de datos ms confiables, se sugiere la frmulasiguiente:


Para pruebas del embobinado a tierra con el otro embobinado oembobinados a tierra, los valores sern mucho menores que losdados por la frmula. R en esta frmula se basa en aceite seco,libre de cidos y sedimentos, y boquillas y terminales en buenascondiciones.

Esta frmula es para transformadores monofsicos. Si eltransformador bajo prueba es trifsico, y los tres embobinadosindividuales se prueban como uno, entonces:E = capacidad de voltaje de los embobinados monofsicos (fasea fase para unidades conectadas en delta y fase a neutro paraunidades conectadas en estrella).kVA = capacidad nominal del embobinado completo bajo prueba.


Interpretacin de la lectura infinito ()Una de las caractersticas ms importantes de un probador deaislamiento es el rango que puede medir el instrumento. Lasmetas de prueba determinan si el rango del instrumento todo loque se necesita, o si se recomienda un rango mayor. Lasaplicaciones en aislamientos simples, tales como el de unelectricista que termina un trabajo, se pueden obtener con unrango bsico de mil megaohms (M).Durante una instalacin nueva, la prueba de aislamientosobrepasar el rango de todos los probadores, sobretodo el delos ms avanzados, pero est bien. En tales casos, el electricistano est buscando un valor real, sino ms bien quiere ver un valoralto e infinito () que cumpla con ese criterio. Sin embargo,infinito no es una medicin, es una indicacin de que elaislamiento que se est probando tiene una resistencia queexcede las capacidades de medicin del probador y siempre sedebe registrar como mayor de 1000 M o cualquiera que sea elnmero disponible ms alto en el probador de aislamiento.


Generalmente esto es adecuado puesto que el valor mnimoaceptable de resistencia es probablemente mucho ms bajo quela lectura mxima disponible.Pero para mantenimiento de equipo mayor, un probador con sloun rango limitado queda corto para el operador. Paramantenimiento preventivo / predictivo, las lecturas infinitas notienen uso. El operador sabe que el objeto en prueba estbueno, pero no mucho ms.Los probadores con rango ampliado, hasta teraohms (1 T =1,000,000 M), ofrecen mediciones reales desde el momento dela instalacin, por lo que establece una lnea de tiempo larga queda al profesional de mantenimiento respiro suficiente.


Terminal de guarda (Guard)Algunos probadores de aislamiento tienen dos terminales, otrostienen tres. Como estos son probadores de CD, dos de lasterminales son + y -. La tercera (si est presente) es unaguarda; no tiene que usarse y muchos operadores usanprobadores de aislamiento satisfactoriamente sin emplear nuncala guarda; sin embargo, ofrece al operador una funcin extra dediagnstico de problemas del equipo.La guarda es un circuito de derivacin que desva la corriente defuga superficial en torno de la funcin de medicin.Si existen trayectorias de fuga paralelas, una conexin deguarda las eliminar de la medicin y dar una lectura msprecisa de la fuga entre los elementos restantes.


Modo de uso del terminal de guarda para eliminar losefectos de fuga de superficie a travs del aislamientoexpuesto en un extremo del cable.

Diagrama del terminal deguarda


OTROS ENSAYOS A LOS AISLAMIENTOSEnsayos de tangente de delta (Factor de disipacin)

Otra posible evaluacin del dielctrico es larealizacin del ensayo de tangente de delta.Cualquier aislante puede asimilarse a uncondensador ideal en paralelo/serie a unaresistencia que representa sus prdidasdielctricas. El ngulo delta () entre la corrientecapacitiva y la total se denomina ngulo deprdidas o factor de disipacin. El ensayo detangente de delta persigue la determinacin deeste ngulo y est basado en una fuente de altatensin alterna de potencia y un puente deSchering para determinar la tangente de delta y lacapacidad del dielctrico estudiado a la tensin deensayo.

equivalente al factor de potencia, es una medida delas prdidas dielctricas del aislamiento!


Diagrama esquemticodel puente de medidade tg. El equilibrio delpuente se consigue atravs de C1 y R2 hastalograr el cero en elinstrumento de medida.

Este ensayo se complementa realizndolo a varias tensionesaproximndose a la nominal de la mquina y obteniendo con elconjunto de resultados el llamado Tip-up de la tangente dedelta. La idea es que en un aislamiento perfecto la tg no varecon la tensin. La medida proporcionar informacin del grado dehumedad y contaminacin del dielctrico.


Su valor puede verse afectado por la humedad y suciedad en lasuperficie del aislamiento que permite una circulacin de corriente atierra a travs de la superficie del mismo aumentando las prdidas.


Ensayos de factor de potencia


Ensayos de descargas parciales on-line, en AC (PD, PartialDischarge test).Los sistemas dielctricos usados en mquinas rotativas conUn>1kV se caracterizan por la posibilidad de presentar descargasparciales debidas a problemas en las fases:diseo, fabricacin, operacin, mantenimiento y envejecimiento.

Polvo asociadoa descargasparciales en lazona decabezas debobina.


Las descargas parciales son pequeas descargas que aparecen enel interior de los dielctricos como manifestacin de ladegeneracin de los mismos. Una vez iniciado este proceso, semantendr constante en el tiempo y ser origen de ladegeneracin del sistema aislante: el calor y compuestos qumicoscorrosivos atacarn al aislamiento conducindole lentamente a ladestruccin y cortocircuito a tierra por perforacin.La monitorizacin on-line de los niveles de descargas parciales enel tiempo, va a ser por tanto un buen sistema para conseguirevaluar el proceso de degradacin del dielctrico en la mquina.Existen varios sistemas de medida on-line: Sondas inductivas(transformadores RF/ bobinas de Rogowski), Censores tipo antena(tiras metlicas en zonas clave) y Censores capacitivos. Los de usoms extendido son los captadores capacitivos. Se instalan en lamquina condensadores de baja capacidad (80pF...500pF) quebloquean la tensin de operacin de la mquina, dejando pasar lasaltas frecuencias de las descargas parciales. Los condensadorespueden venir instalados de fbrica o se puede aprovechar unaparada para su instalacin. Las seales, se recogern con unanalizador de descargas parciales (PDA).


En modo online, el aislamiento se analiza en condiciones reales decarga, temperatura y vibraciones, aspectos no evaluables off-line. Laidea es recoger informacin en etapas suficientemente tempranasde los posibles problemas que puedan aparecer para que sean defcil deteccin y solucin. Hoy en da existen sistemas muy fiablesque consiguen una buena discriminacin de ruido, tanto a travs dela electrnica como de la distribucin de los captadores.

Captadores de DP capacitivos. Con una reducida inversin solo en los captadores sepuede dejar la mquina monitorizada aprovechando los gastos y tiempos asociados auna parada y ejecutarse ensayos on-line programados de modo peridico con equiposde medida propios o subcontratados.


Hoy da existe otro acercamiento ms cmodo: cambiando elpunto de medida hasta ahora pasivo por un terminal inteligente.Este terminal puede realizar conteos bsicos de DP, que a unmenor costo identifican problemas entre ensayos programados DPy generan alarma con todas las posibilidades de integracin, red,SCADA, www, etc.


Ensayos de Descargas parciales off-line en AC. (PartialDischarge).Este ensayo consiste en la energizacin de la mquina (de sucircuito dielctrico) con una fuente de tensin alterna buscandola posible aparicin de descargas parciales y en su caso sueventual localizacin. Como equipos de ensayo hay variasposibilidades: detectores on-line, deteccin va radio o evaluacinultrasnica.La descarga parcial en las mquinas rotativas es un fenmenoque va a aparecer en las oquedades (huecos, vacos) delaislamiento o en el interfase aislamiento/ncleo debido a laintensificacin del campo elctrico en estos espacios. Causarnefectos no deseados de prdidas energticas y degenerativos enla zona afectada. Cada descarga produce una energa radiadaque puede ser capturada con un receptor sintonizado como en lafigura o bien una energa mecnica (acstica) cedida al aire quepuede ser recogida por un transductor ultrasnico.


Bsqueda del origen de descargas parciales off-line mediante una sonda TVA, modeloPPM-97. En la punta roja reside la antena captadora que va barriendo las ranuras.

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