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NORMA NACIONAL AMERICANA

PRÁCTICA RECOMENDADA POR LA IEEE PARA ENSAYOS DE AISLACION DE GRANDES MAQUINAS ROTATIVAS DE CORRIENTE CONTINUA DE ALTA TENSIÓN

1-IntroducciónEsta práctica recomendada presenta métodos uniformes para ensayos de aislación con altas

tensiones mayores a 5000 V. Se aplica a grandes máquinas rotativas de AC de rango 10000 kVA o de rango 6000 V o superior. Cubre ensayos de aceptación de equipos nuevos en fábrica o en el campo después del montaje, y ensayos de mantenimiento de rutina de máquinas que han estado en servicio.

2-PropósitoEl propósito de esta práctica recomendada es:

(1) Proveer procedimientos uniformes para ejecutar ensayos de aceptación de alta tensión y pruebas de mantenimiento de rutina en la aislación a tierra de bobinados de grandes máquinas de AC,

(2) Proveer procedimientos uniformes para analizar las variaciones en la corriente medida de modo tal que cualquier posible relación de los componentes de estas variaciones de la condición de la aislación pueda ser más efectivamente estudiados,

(3) Definir términos que tienen significados específicos, como se usa en este documento.

3-DefinicionesLas siguientes definiciones están basadas en aquellas de uso común que han sido

modificadas para ser mas específicas para el propósito de esta práctica recomendada:Corriente de absorción. Una componente variable de la corriente medida, que cambia con el tiempo de aplicación de la tensión, como resultado del fenómeno de “absorción directa" en la aislación, cuando está sometida a corriente continua. Vea el IEEE Std 62-1958, guía para hacer mediciones dieléctricas en el campo, Sección 6.Ensayos de aceptación. Una prueba aplicada a aislaciones de bobinas nuevas antes de su uso comercial. Puede ser ejecutado en la fábrica o después de su instalación, o ambos. Vea Requerimientos Generales de la Norma Nacional Americana para maquinas sincrónicas, ANSI C50.10-1977.Tensión de falla. La tensión a la cual tiene lugar la descarga de ruptura a través o sobre la superficie del aislamiento.Corriente capacitiva. Una componente inversa de la corriente medida en la carga o la descarga del bobinado, que se debe a la capacitancia geométrica, esto es, la capacitancia medida con alimentación de corriente alterna o mayores frecuencias. Con alta tensión continua esta corriente tiene un periodo constante muy corto, y así no afecta las mediciones usuales. Vea IEEE Std 62-1958, Sección 6.Ensayo de alta tensión controlada ( fuga de corriente continua, corriente medida, o ensayo de saltos de tensión). Un ensayo en el cual el incremento de la alta tensión continua aplicada se

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controla, y las corrientes medidas son continuamente monitoreadas ante anormalidades, con la intención de detener el ensayo antes de que ocurra la falla. Vea la Sección 6.2.Capacidad eléctrica (dieléctrica). El máximo gradiente de potencial que el material puede soportar sin romperse.Alta tensión continua. Una tensión continua elevada, superior a los 5000 V, suministrada por equipos portátiles de ensayos de capacidad limitada.Corriente de fuga (o de conducción). La componente de corriente constante no reversible de la corriente medida, que permanece después de que la corriente capacitiva y la corriente de absorción han desaparecido. La corriente de fuga pasa a través del volumen aislante, a través de cualquier defecto en la aislación, y por la superficie aislante.Ensayo de prueba de mantenimiento. Un ensayo aplicado a un bobinado de armadura después de haber estado en servicio, para determinar que es adecuado para continuar en servicio. Usualmente es realizado a una tensión menor que en el ensayo de prueba de aceptación.Corriente medida. La corriente continua total resultante de la aplicación de tensión continua al aislamiento, incluyendo la fuga de corriente, la corriente de absorción, y, teóricamente, la corriente capacitiva. La corriente medida es el valor leído en el micro amperímetro durante un ensayo de aislación de alta tensión continua.Sobre tensión. Una tensión por encima de la tensión nominal normal, o la máxima tensión de funcionamiento de un aparato o circuito. Un ensayo de sobre tensión continua es una tensión mayor que el pico de la tensión alterna de línea.Índice de polarización. La relación entre la resistencia de aislación del bobinado de una máquina medida 1 minuto después que la tensión ha sido aplicada, dividido por el valor a los 10 min. Vea IEEE Std 43-2000.Ensayos de soporte. Una prueba de “falla” o “no-falla” del sistema de aislación de una maquina rotativa, hecho para demostrar si la capacidad eléctrica de la aislación está por encima de un valor mínimo predeterminado.

4-Preparaciones para los ensayos:

4.1 Preparaciones para las pruebas de ensayo: Las preparaciones requeridas para las pruebas de ensayos son más simples que cuando se hacen mediciones de corriente en ensayos de sobre tensión de conducción controlada. Si los ensayos de prueba van a ser hechos sin medición de corriente, sólo las secciones marcadas con asteriscos deben ser consultadas.

4.2 Máquinas refrigeradas por aire:4.2.1 Temperatura del bobinado:4.2.1.1- Un ensayo de tensión continua debe ser realizado con temperaturas del bobinado no mayores a 40 ºC, a menos que se haya acordado entre el usuario y el fabricante4.2.1.2- La temperatura es importante cuando se hacen mediciones de fugas a alta tensión continua, porque se puede influenciar por humedad o condensación de la misma en la superficie del aislante. La resistencia de aislación y la absorción dieléctrica varían con la temperatura, por eso es necesario una temperatura constante para hacer mediciones exactas y comparables. Por esto, se prefieren temperaturas cercanas a la temperatura ambiental; por otro lado, los valores de resistencia se deben corregir a una temperatura base común. Vea IEEE Std 43-2000, Sección 4.

4.2.2 Humedad. La resistencia de aislación y el índice de polarización deben estar por encima del valor mínimo recomendado en IEEE Std 43-2000 antes de hacer un ensayo de alta tensión continua. Las fugas de superficie en extremos de bobinados, etc., aumentan si se permite que se introduzca humedad en ellos, particularmente si existe algún tipo de suciedad. Es difícil lograr un grado de humedad normalizado para tener una correlación de mediciones en ensayos sucesivos. Por estas

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razones, algunos usuarios prefieren mantener los bobinados secos hasta el ensayo, manteniendo su temperatura ligeramente por encima a la ambiental. Cuando las máquinas están paradas por largos periodos, deben ser calentadas para prevenir la absorción de humedad. Vea el Apéndice de IEEE Std 43-2000. Los ensayos de sobre tensión serán más significativos cuando se realicen bajo condiciones de humedad, acercándose a aquellas en que trabaja la máquina. El procedimiento usual cuando se realizan los ensayos de prueba es mantener el bobinado seco antes del ensayo y cuando está en servicio.

4.2.3 Suciedad en el bobinado4.2.3.1 Cuando hay suciedad, el efecto de la humedad en la superficie es incrementar la cantidad de corriente de fuga. Usualmente se desea reducir tal corriente eliminando la condensación de humedad. La acumulación de suciedad en el bobinado puede incrementar los esfuerzos por tensión de ensayo en extremos de los bobinados, especialmente si existe humedad.4.2.3.2 Si aparece suciedad por aceite o cualquier otro inflamable que presentan peligro de incendio, el bobinado debe ser limpiado antes del ensayo, teniendo en cuenta la posibilidad de un chispazo durante el mismo, 4.2.3.3 El bobinado debe ser limpiado antes del ensayo, si se considera que la condición de limpieza es una norma para que las mediciones de ensayos sucesivos puedan ser comparadas,4.2.3.4 El bobinado debe ser limpiado si se descubre que la suciedad es responsable de que el valor de resistencia de aislación sea menor al recomendado en IEEE Std. 43-2000. Se deben hacer consideraciones al ensayo antes de limpiar, para una detección más sencilla de fallas incipientes e indicaciones de reparaciones que se requieren durante el tiempo fuera de servicio, y ensayadas nuevamente después de limpiarlos y secarlos, y cualquier otro trabajo para asegurar una adecuación final para el servicio.

4.2.4 Barniz y otros recubrimientos. La presencia de ciertos barnices en el bobinado, u otros no curados, produce altas fugas de corriente. Se debe permitir que estos barnices se sequen completamente antes de que se hagan las pruebas.

4.2.5 Disposición del rotor. La máquina puede ser probada con o sin el rotor. Sin embargo, si el rotor ha de ser removido durante la reparación por otras razones, es preferible probar el bobinado del estator después de que el rotor fue extraído. Luego el bobinado puede ser mejor inspeccionado y observado, y es posible usar equipos extintores de incendio más efectivamente, aunque raramente se producen incendios durante ensayos de alta tensión continua.

4.3 Máquinas refrigeradas por hidrógeno. Las máquinas refrigeradas por hidrógeno pueden ser probadas en hidrógeno, en dióxido de

carbono, o en aire. Se debe aplicar Hidrógeno o dióxido de carbono a una presión conveniente para los ensayos, a fin de mantener la efectividad de las distancias de golpe. Se deben observar los procedimientos para máquinas refrigeradas por aire indicadas en la sección 4.2.

4.4 Bobinas de armadura refrigeradas por aire. Los procedimientos indicados en la Sección 4.2.6 deben ser tenidos en cuenta se ensaya la

máquina. Para bobinados refrigerados por agua el procedimiento normal es tener los orificios aislantes drenados internamente antes del ensayo. Si está fluyendo agua de conductividad aceptable a través de los huecos aislantes durante el ensayo, se requiere un equipamiento del orden de los 100 mA.

4.5 Aislamiento de los bobinados de cables y equipo auxiliar.

4.5.1 Es preferible excluir de los ensayos cualquier elemento que pueda ser fácilmente desconectado, y aplicar ensayos por separado para el mismo. La sensibilidad de las

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mediciones actuales ante cualquier debilidad en el bobinado será reducida con la inclusión de cualquier elementos externo. Aisladores y barras derivadoras, y otras superficies de corrimiento deben ser secadas y cuidadosamente limpiadas, y pueden ser protegidas como se indica en IEEE Std. 62-1958. Las superficies de porcelana pueden ser recubiertas con compuestos de silicona para reducir fugas de corriente debido a humedad condensada en la superficie. Si se incluye equipamiento auxiliar en las pruebas y se detecta alguna debilidad, ésta debe ser localizada y seccionada. Si la aislación es dificultosa y las fugas de los elementos conectados y los bobinados son del mismo orden (no más de 2 veces el orden), pueden ser ensayadas individualmente para brindar datos de referencia, y ensayados juntos hasta que no sea detectado nada anormal.

4.5.2 Los aparatos llenos de aceite no deben ser incluidos en las pruebas cuando se hacen las medidas de corriente, porque esas lecturas de corriente pueden ser erráticas, y no pueden proveer resultados significativos.

4.5.3 Si es poco práctico aislar un transformador lleno de aceite, la máxima tensión de ensayo no debe superar la tensión máxima del transformador especificada en IEEE Std 262-1973 (ANSI C 57.12.90- 1973), “Código de ensayo para trafos de distribución, potencia y regulación”.

4.5.4 Es importante guardar todos los cables y el equipo auxiliar incluido en cada prueba, para la comparación en otros momentos.

4.6 Seccionado del bobinado. La sensibilidad del detector de fallas se hace mayor a medida que la parte del bobinado en la

cual se hace la medición de corriente es más pequeña.

4.6.1 Se recomienda que en grandes máquinas cada fase sea aislada y ensayada por separado. El extremo neutro de cada fase del bobinado debe ser desconectado cuando sea práctico. Probando una fase a la vez, se tiene una comparación entre fases, la cual es útil para evaluar la condición del bobinado, y para archivos históricos.

4.6.2 Los ensayos se pueden hacer en todo el bobinado de una vez bajo ciertas condiciones, aunque ese no sea el método preferido. Una objeción al ensayo de todas las fases a la vez es que solo se ensaya la aislación a tierra, y no se hace un ensayo de la aislación entre fases, como se hace cuando se ensaya una fase por vez mientras las otras están a tierra. El ensayo de todas las fases al mismo tiempo es aplicable para pequeñas máquinas y para máquinas que tienen conexiones al neutro inaccesibles. En este caso, las tres puntas de las líneas del bobinado deben conectarse juntas para evitar impulsos en el extremo abierto en caso de falla o descargas,4.6.2.1- Si la separación de las fases es inusualmente dificultosa, debe ser hecha una vez para establecer una referencia, y todas las fases probadas juntas, hasta que se detecte una desviación fuera de lo normal.4.6.2.2- Se puede obtener una comparación de la fuga de corriente en las tres fases cuando todas las fases sean probadas juntas al mismo tiempo si se hacen las conexiones como se muestra en la Fig.1, y si la corriente continua es medida en cada fase. Este método reduce el tiempo de ensayo. Requiere una técnica de instrumentación especial, y no provee un ensayo fase a fase.

4.7 Descarga del bobinado.

4.7.1- A continuación de un ensayo de alta tensión continua, el bobinado debe ser conectado a tierra por un periodo igual o mayor a 4 veces el tiempo acumulado en el ensayo, pero en ningún caso menor a 1 hora, para estar seguro de que no quede energía significativa en el bobinado.Tradujo: Oficina Técnica – Electromecánica Sasso S.A. Página 4 de 17

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4.7.2- A menos que el bobinado esté conectado a tierra, la energía almacenada en el bobinado que ha sido ensayado será potencialmente peligrosa durante periodos de varias horas. La apertura de la fuente de ensayo no eliminará la tensión del bobinado, debido a la energía almacenada en él. El bobinado no será seguro para el personal sin conexión a tierra, hasta que se descargue completamente.

4.7.3 Si la conexión a tierra se desconecta muy pronto, crecerá una tensión en el bobinado, y puede alcanzar un valor alto. Esta tensión será peligrosa para el personal que pueda llegar a tocar el bobinado, y puede dañarlo (al bobinado) si bajo estas conexiones es puesto en servicio o si se le realizaran otras pruebas.

4.8 Equipo de Ensayo. Se da información general sobre ensayos de aislación con equipamiento de ensayo de alta

tensión continua en IEEE Std. 62-1958, Sección 6.

4.8.1 Fuente de alimentación para el equipamiento de ensayo de corriente continua: 4.8.1.1 El circuito de corriente alterna debe estar libre de cargas intermitentes y transitorios.4.8.1.2 La fuente de corriente alterna del equipo de ensayo de tensión continua debe tener una

tensión constante no oscilante, si han de realizarse mediciones precisas en corriente continua. Se pueden usar transformadores de regulación, reguladores electrónicos o motogeneradores, o una combinación de ambos. Los reguladores disponibles comercialmente trabajan mejor cuando su capacidad de potencia aparente iguala la capacidad de la carga.

4.8.1.3 Se prefiere un sistema de frecuencia normal a una fuente no sincronizada, tal como un generador comandado por separado, debido al efecto de una frecuencia variable sobre los reguladores de tensión y el equipamiento electrónico de ensayos.

4.8.1.4 Una fuente de baja corriente de 115 V 60 Hz alimentará el equipo usual para ensayos de alta tensión continua en la aislación de máquinas rotativas.

4.8.2 Ensayo de alta tensión continua:4.8.2.1 Se requiere una fuente ajustable de tensión continua. Usualmente se provee un

autotransformador en el circuito de alimentación de corriente alterna .4.8.2.2 Si se desea que la tensión aumente en forma continua en vez de en escalones, es necesario

algún medio de variación suave. Es ventajoso un comando por engranajes. Un autotrafo variable manejado por un motor aumentará la tensión en una serie uniforme de pequeños saltos. Se puede disponer de aumentos de la tensión sin escalones, linealmente o en otras funciones de tiempo, con cierta alimentación de tensión continua, en particular de generadores electrostáticos.

4.8.2.3 El control de tensión debe ser dispuesto para un pequeño cambio de tensión entre saltos, por ej., un autotransformador variable de muchas vueltas. Tal equipamiento del rango requerido de corriente, y diseñado para 240 V usualmente tiene más vueltas y dará saltos más pequeños que cuando se usan autotransformadores diseñados para 120V.

4.8.2.4 La polaridad de alta tensión del equipo de ensayos puede ser positiva o negativa. Si los resultados de los ensayos van a ser comparados, el ensayo debe ser hecho con la misma polaridad. El informe del ensayo debe indicar la polaridad usada.

4.8.3 Medición de tensión continua:4.8.3.1 El equipo de ensayo debe estar provisto de una unidad de medición de alta tensión, calibrada

en kV, en el voltímetro. El instrumental de tensión debe ser capaz de medir kV con varios rangos disponibles.

4.8.3.2 Ocasionalmente es deseable revisar la calibración del voltímetro. Esto puede ser hecho con un separador de esferas. Vea IEEE Std. 4-1969 (ANSI C68.1-1968), Técnicas para Ensayos

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Dieléctricos. El separador de esferas de calibración puede servir como un limitador de sobre tensión durante el ensayo, si se incrementa la separación un 20 % por encima de la calculada para la máxima tensión. En esta disposición no será necesario ningún descargador. Se deben conectar resistencias aproximadas de 100000 Ω y hasta 1 MΩ en serie con el separador de esferas para limitar impulsos.

Figura 1: circuito típico para ensayo de alta tensión continua de las tres fases del bobinado de una máquina ensayada simultáneamente.

Nota: cuando se están haciendo mediciones de corriente, no se debe colocar en el circuito de ensayo el separador de esferas.

4.8.3.3 Si el equipo de ensayo incluye un relé contra sobre tensión, este debe ser fijado y calibrado.

4.8.4 Medición de corriente continua:4.8.4.1 La corriente total se mide en micro amperes. El amperímetro debe tener varios rangos de

corriente cuando se realizan ensayos de sobre tensión. 4.8.4.2 Para ensayos especiales de sobre tensión controlada, cuando se miden y ensayan las tres

fases simultáneamente, el micro amperímetro se coloca del lado de alta tensión de la fuente de corriente continua con aislación adecuada, protección electrostática, y guardia. Se debe conectar un medidor o registrador entre varias puntas de salida, y medir los rangos cambiados por controles aislados. Vea Fig. 1.

4.8.4.3 Las mediciones de corriente se facilitan bastante si se puede usar un registrador con una base de tiempo o de tensión. Particularmente, un registrador permite la determinación de un medio preciso cuando la corriente está fluyendo debido a una alimentación de corriente inestable.

4.8.4.4 Las mediciones de corriente también pueden ser hechas por medio de un osciloscopio de rayos catódicos calibrado, a través de una resistencia en la conexión a tierra del equipo de ensayos. La presencia de efecto corona puede ser detectada por una onda de forma característica. Se debe notar, sin embargo, que se han observado pulsos similares a los pulsos de efecto corona en la aplicación de tensión continua a ciertas aislaciones. Este puede ser significativo incluso a una pequeña fracción de la tensión continua de ensayo.

4.8.4.5 Si el equipo de ensayo incluye un relé contra sobre tensión, éste debe ser calibrado y fijado lo suficientemente alto para evitar disparos inadvertidos durante el ensayo. Una interrupción causaría un corte en la curva de corriente y posiblemente sobrecargaría la aislación del bobinado en forma indeseable.

4.8.5 Provisión de la conexión a tierra del equipo de ensayo:4.8.5.1 Se debe prever de una substancial previsión de conexión a tierra. disponible para usarse al

finalizar el ensayo, y debe haber instantáneamente disponible un dispositivo de conexión a tierra en caso de emergencia.

4.8.5.2 Generalmente se provee una jabalina de conexión a tierra con una resistencia de descarga. La jabalina debe estar aislada y ser segura para la máxima tensión de ensayo. El bobinado debe ser descargado inicialmente a través de una resistencia hasta que la tensión se reduzca a cero, y después se debe conectar directamente a tierra. Con la jabalina se debe usar una resistencia de 1000 a 6000 Ω/kV de la máxima tensión de ensayo. El cable de tierra conectado al resistor de descarga debe ser extra flexible y tener una generosa capacidad de pasaje de corriente y resistencia física, tal como un B&S de abertura Nº 12 ó Nº 14.

4.8.5.3 En algunos equipos de ensayo, al abrir el interruptor principal, automáticamente se cierra una resistencia del dispositivo de descarga a tierra. Cuando se incorpora en el equipo de ensayos un interruptor de conexión a tierra automático con una resistencia, debe haber disponible una jabalina de conexión a tierra (sin resistor) ante una emergencia y para protección visible.

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4.9 Conexión de ensayo de alta tensión al bobinado.

4.9.1 La fase bajo ensayo se debe energizar a la vez en los extremos de línea y neutro cuando sea práctico. Las otras fases deben estar conectadas a tierra en ambos extremos. Conectando ambos extremos del bobinado juntos y ensayando sólo un parte del bobinado de una gran máquina, es deseable limitar la descarga, y así minimizar posibles daños por impulsos en caso de fallas o descargas durante el ensayo. Donde sea dificultosa una conexión entre línea y neutro, los ensayos se pueden hacer conectando un solo extremo del bobinado. Se deben tomar precauciones extras para evitar descargas externas del circuito de ensayo cuando sólo un extremo del bobinado está conectado.

4.9.2 Las conexiones de ensayo de alta tensión deben tener mínima corriente de fuga y pérdida por efecto corona:

4.9.2.1 Las puntas de alta tensión deben estar separadas un mínimo de 4 pulgadas, más 1 pulgada cada 10 kV de tensión de ensayo de las superficies conectadas a tierra, donde sea posible.

4.9.2.2 Las conexiones de ensayo deben hacerse en al aire, sin aislación sólida cuando sea posible. Cuando se use aislación sólida, debe estar seca y tener una extensa superficie.

4.9.2.3 El uso de alambre de gran diámetro para las puntas de ensayo reduce el efecto corona.4.9.2.4 El efecto corona en la puntas de ensayo puede ser reducido mediante el uso de conductores

aislados con materiales tales como el polietileno. Esto es particularmente importante cuando hay una pequeña separación entre las superficies conectadas a tierra. Cuando se usa una aislación de la punta de ensayo no diseñada para alta tensión, las puntas deben ser tratadas como si estuvieran desnudas. La aislación reduce el efecto corona por su diámetro. De todas formas, la aislación puede estar dañada y no servir para uso normal después de un ensayo.

4.9.2.5 El efecto corona puede ser reducido cubriendo las proyecciones filosas y los terminales con masas de material conductor. Pueden ser usados Los plásticos semiconductores, tal como la mayoría de las masillas húmedas con asbesto, de forma esférica. Se pueden usar hojas de plomo o coberturas metálicas redondeadas, o tubos (las hojas de aluminio se arrugan y crean puntas indeseables). Las conexiones expuestas cuando se secciona un bobinado deben ser cuidadosamente tratadas para eliminar contornos afilados.

4.9.2.6 El efecto corona en las mediciones puede ser reducido con terminales de cierre, etc., en protecciones conductivas conectadas a un circuito de protección y aislado del circuito de medición.

4.9.2.7 A altas tensiones, el efecto corona es más severo, y pueden ser necesarias todas las precauciones para minimizarlo.

4.9.3 La corriente de fuga resultante de las conexiones de ensayo debe ser revisada en varios puntos hasta para la máxima tensión que será usada, después de que las puntas están en su lugar, antes de conectarlas al bobinado para el ensayo. Guarde los resultados de este ensayo.

4.10 Conexiones de ensayo a tierra: Las conexiones a tierra deben ser fuertes y seguras para la seguridad del personal. Además,

una inadecuada conexión a tierra puede ser responsable de datos de ensayo y conclusiones resultantes incorrectos.

4.10.1 Ambos extremos de cualquier parte del bobinado de armadura que no se ensaye deben estar conectadas a tierra cuando sea práctico.

4.10.2 Conecte a tierra el siguiente equipamiento auxiliar al cuerpo de la máquina:1- Bobinas detectoras de temperatura en la armadura, o termocuplas.2- Otros dispositivos asociados con el bobinado.3- Secundario de Transformadores de corriente.4- Bobinado del rotor y eje.

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5- Cuerpo del equipo de ensayo (vea Sección 4.8.4).

4.10.3 Ciertos objetos que estén los suficientemente cerca para ser cargados deben estar conectados a tierra.

CUIDADO: Durante un ensayo de alta tensión continua, es posible, para bobinas cercanas no conectadas a tierra, objetos metálicos, o superficies barnizadas semiconductoras, el desarrollo de tensiones que pueden dar peligrosas descargas. Por esto se recomienda que, en un área de 3 metros desde las puntas de ensayo o del bobinado de la máquina bajo ensayo, todas las partes de repuesto, piezas del equipo, herramientas, etc. que no pueden ser removidas, estén conectadas a tierra mientras durante el ensayo.

4.10.4 El cuerpo del equipo de ensayo debe ser conectado a la estación de tierra. Además, el cuerpo del equipo de ensayo debe ser conectado directamente al cuerpo de la máquina bajo ensayo. Esta conexión a tierra es para protección del operador del equipo de ensayo, y debe ser segura y continua.

4.10.5 Todas las puntas a tierra y los conectores deben ser mecánicamente resistentes y dispuestos de tal manera que no puedan ser rotos o removidos por accidente o error. La punta a tierra usualmente es un conductor protegido flexible B&S de garganta Nº 6 ó mayor. La continuidad de la conexión a tierra debe ser inspeccionada. Por esta razón, no se deben usar cinta y aisladores de sujeción de goma en las puntas para conexión a tierra. Los ramales de cables deben estar visibles en sus agarraderas, y no estar cubiertos de ninguna forma. Se deben proveer puntas a tierra adicionales con sujetadores o conectores de amplio tamaño para prevenir roturas o desconexiones para la descarga del bobinado. Vea la sección 4.5.1. Estas conexiones a tierra usualmente son dejadas en su lugar después de que los ensayos hayan sido finalizados, cuando el bobinado puede ser desatendido. Todo el personal que pueda entrar en contacto con estas puntas tiene que ser advertido de su finalidad e importancia.

5.Procedimiento de ensayo: pruebas de ensayo.El equipo de ensayo y conexiones, ensayos preliminares, etc., se deben hacer como se

describe en la Sección 4.

5.1- Ensayo de tensión para ensayos de pruebas de aceptación. El equipamiento nuevo, tanto en la fábrica como en el campo, es comandado por el

adecuado código de ensayo de equipos. Vea ANSI C50.10-1977. la relación entre la tensión continua de ensayo es 1.7 veces la tensión de ensayo de la frecuencia de alimentación (RMS).

5.2- Ensayo de tensión para ensayos de pruebas de mantenimiento. Para equipos que han estado en servicio, la tensión de ensayo varía según el tipo, condición

del aislamiento, historial del equipo, confiabilidad de servicio deseada, etc. En general, es adecuado un rango de tensión de ensayo de la frecuencia de alimentación entre 125 % y 150 % de la tensión nominal en terminales (RMS). La tensión de ensayo continua para ensayos de mantenimiento se calcula multiplicando la tensión de ensayo de la frecuencia de alimentación (RMS) por 1,7.

La tensión de ensayo para el ensayo de prueba bajo especiales condiciones de aislación, envejecimiento, daño, u otras consideraciones, puede requerir variación del rango indicado. Se sugiere que el fabricante del equipamiento original sea consultado en estas ocasiones.

Los ensayos de prueba de aceptación o mantenimiento pueden aplicarse como una continuación de los ensayos de sobre tensión, como se explicó en la sección 6.

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5.3 Aplicación de tensión. La aplicación del ensayo de tensión debe ser gradual, debe evitar exceder la máxima

corriente del equipo de ensayos, y debe evitar disparos innecesarios del dispositivo de sobrecorriente en el equipo de ensayo, que podría introducir impulsos indeseables.

La duración del ensayo de aceptación o los ensayos de mantenimiento debe ser de 1 min. El cronometrado comienza cuando se alcanza la tensión de ensayo.

La reducción de la tensión de ensayo al terminar el ensayo no debe ser de forma abrupta. Se debe permitir que la tensión caiga por lo menos a la mitad de su valor antes de que el bobinado sea conectado a tierra.

5.4 Conexión a tierra. La conexión a tierra inicial debe ser hecha a través de la resistencia provista. Después de la

conexión a tierra inicial, el bobinado debe ser sólidamente conectado a tierra y al cuerpo de maquina, como se describió en la sección 4.5.1. Vea la sección 4.8 para información acerca del equipamiento de conexión a tierra y las conexiones.

5.5 Resultados del ensayo. El ensayo de aceptación y mantenimiento se conduce en un base puramente de soporte. Si

no hay evidencia de distensión o falla al finalizar todo el tiempo de aplicación de la tensión, se considera al ensayo como satisfactorio.

5.6 Falla. Una falla completa usualmente se indica por una nítida descarga capacitiva en el punto de

falla. Sin embargo, hay veces en que una falla o una falla parcial pueden ser indicadas por una gran cambio anormal en la corriente de fuga, o por una errática corriente de fuga, observada en el medidor.

Cuando la ubicación de una falla no es observable fácilmente por una descarga capacitiva u otros signos de distensión, tales como humo o un camino de deslizamiento resplandeciente, se puede requerir una segregación sistemática del bobinado para localizar la parte específica de la bobina envuelta.

La aplicación de una tensión alterna de bajo valor puede ayudar a encontrar el punto de falla. El circuito debe tener dispositivos para limitar la corriente de 6 a 10 A para evitar quemaduras en el núcleo de hierro o en el aislante de la bobina.

La prueba con una hoja metálica conectada a tierra, atada a una varilla aislada, tal como una jabalina de tierra, puede ayudar a encontrar el punto de falla. La prueba se puede hacer a la tensión de tierra con el bobinado energizado, o al revés.

Si el bobinado no soporta alguna tensión, entonces la punta debe ser energizada.

5.7 Archivo sugerido de ensayo. Un archivo de ensayo sugerido incluye:

Número de serie del equipo, Rango del equipo, tipo de aislación, Nombre del fabricante, Fecha del ensayo, Hora del ensayo, Tensión de ensayo y duración, Corriente de fuga al final del ensayo, Conexión de ensayo y aparatos conectados (si los hubiera), Temperatura del bobinado, Hora de medición de la temperatura, Humedad y temperatura ambiente, Tiempo fuera de servicio,

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Descripción del equipamiento de ensayo,

Los comentarios siguientes también son de valor: Razones del ensayo, Inspección visual, Condición física del bobinado y la aislación, Resistencia e índice de polarización antes del ensayo, Historial pertinente del equipamiento, Fecha de instalación del bobinado, Observaciones de distensión, efecto corona, etc. durante el ensayo, Resultados del ensayo y acciones tomadas, Recomendaciones para el mantenimiento, operación, o futuros ensayos.

6. Procedimiento de ensayo: ensayo de sobre tensión controlada:

6.1. Controversia en la interpretación. Se debe señalar que hay algunas controversias en la interpretación de los resultados del

ensayo de sobre tensión controlada. Muchos operarios han encontrado que este ensayo es una herramienta de mantenimiento muy útil, mientras que otros cuestionan su valor. El siguiente procedimiento describe uno de los diversos métodos de ensayo de sobre tensión controlada usados. Otro método aceptable para otros usuarios se describe en el Apéndice.

6.2. Método de ensayo. El ensayo de sobre tensión controlada, referido a veces como “ensayo de fuga de corriente

continua” ó “ensayo de saltos de tensión”, es un ensayo de alta tensión continua, en el cual la tensión se incrementa de una manera específica, durante ese tiempo se observa la corriente medida. Este tipo de ensayo, hecho bajo convenientes condiciones, brinda un archivo de la condición del bobinado para uso presente y futuro, y puede permitir la predicción de tensión de rotura si está dentro de o levemente por encima de la tensión de ensayo. Las conclusiones se alcanzan por el reconocimiento de anormalidades o desviaciones en la curva determinada por la corriente, medida en micro amperes, en función de la tensión aplicada, medida en Voltios, trazada a medida que progresa el ensayo. Cuando el bobinado tiene conductores no aislados, se pueden esperar desviaciones en la curva.

Se recomienda que se aplique una tensión inicial, y se mantenga constante, hasta que se determine el índice de polarización y que la tensión se haya incrementado en un rango que no exceda el 3% del nivel de ensayo final en cada minuto. Si esto no se puede hacer a un rango constante, se deben usar lapsos iguales de 1 minuto de duración. Cuanto más chicos los escalones, mayor la posibilidad de avisar una rotura cercana. La tensión debe ser elevada hasta el nivel máximo recomendado o hasta que se observen anormalidades. La tensión máxima recomendada es 1.25 a 1.50 veces el rango de tensión alterna por 1.7. Vea la Sección 5.2, primer párrafo.

A menudo es, pero no siempre, posible terminar el ensayo antes de la avería de una aislación defectuosa.

Es importante que, dado que puede ocurrir una falla inesperada, haya una adecuada provisión para repararla en el momento en que el ensayo es realizado.

El tiempo total necesario de ensayo es de 30 a 45 min. por fase.

6.3. Escalón de tensión inicial. Aplique el escalón de tensión inicial, de aproximadamente 1/3 de la tensión máxima

recomendada. Mantenga esta tensión constante durante 10 min., para obtener el índice de polarización.

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Lea la corriente a 1 y a 10 min., para obtener datos para el cálculo del índice de polarización, del cual puede obtenerse una evaluación de la condición de la aislación a una tensión relativamente baja.

El índice de polarización es la relación de la lectura de corriente a 1 min. y a 10 min. Un valor de por lo menos 2.0 para aislaciones Clase B y Clase F, ó 1.5 para aislación Clase A, indicará una aislación razonablemente seca y limpia. Vea IEEE Std. 43-2000. Si se obtienen valores menores del Índice de Polarización, el ensayo debe ser detenido y determinar la razón de ese valor. Vea IEEE Std. 43-2000 e IEEE Std. 56-1977, “Guía para mantenimiento de aislación de grandes maquinas rotativas de corriente alterna”. Calentando el bobinado ligeramente por encima de la temperatura ambiente se previene la condensación de humedad, que a menudo es la causa de un bajo índice de polarización. Si el índice de polarización sigue bajo, indica la posibilidad de excesiva suciedad o humedad en el bobinado. El bobinado no debe ser ensayado hasta que no esté totalmente seco. Vea el Apéndice de IEEE Std. 43-2000. El bobinado debe ser enfriado a temperatura ambiente antes de ensayarlo.

Después del salto inicial de 10 min., si el índice de polarización es satisfactorio, comienza el incremento de tensión constante o de saltos iguales. Se deben hacer ajustes a la tensión establecida para cada salto dentro de los primeros 10 seg. El realizar el ajuste de tensión, permite algún incremento en el valor debido a la regulación del equipo de ensayos. Los saltos de tensión, una vez fijados, no deben ser reajustados, o se introducirán condiciones de cargas complejas, que pueden causar mediciones de corriente erráticas. Lea la tensión al finalizar cada salto.

6.4. Medición de corriente. Las lecturas de corriente deben realizarse al final de cada salto.

6.5. Trazado de los datos. Los datos obtenidos al finalizar cada salto deben ser trazados inmediatamente durante el

ensayo. Muchos operarios usan papel reticulado con la corriente expresada en mA en la ordenada, y la tensión expresada en kV en la abscisa. Un papel especial con escala logarítmica está disponible, el que provee determinación de la resistencia de aislación sin cálculo. Esto normaliza la escala de las coordenadas. Vea el Apéndice, Fig. A1.

Se debe tener en consideración el uso de un registrador de corriente. El registro se puede hacer en una base de tiempo, pero una base de tensión tiene algunas ventajas. Para tener una ventaja total del incremento suave de tensión en función del tiempo, un registrador es prácticamente esencial.

Registre los datos del ensayo. Vea la Sección 5.7.

Figura 2: Un bobinado 1º en buen estado, muestra aviso de rotura.

6.6. Interpretación. La tensión de falla no siempre puede ser prevista desde la curva; por esto, puede ocurrir una

falla no prevista. Cuando este método ha sido exitoso, las siguientes aplicaciones deben ser aplicadas: (1) Para un bobinado indicado como en buen estado, el trazado de la corriente medida en función

de la tensión aplicada, usualmente produce una curva suave con características crecientes. Vea la Fig. 2. El crecimiento aparente depende de la escala que se usa para el trazado. Cuando se deben hacer comparaciones con ensayos anteriores, hay que usar escalas idénticas. Cuando no hay desviación abrupta de la curva suave, no hay probabilidad de falla inminente, y el ensayo debe ser continuado hasta que se alcance la máxima tensión recomendada. Vea la Sección 6.2, párrafo segundo.

(2) Cualquier desviación de una curva suave debe ser vista como un aviso de posible aproximación a caída de tensión en la aislación; Vea las Fig. 2 y 3, y la Sección 6.3, primer párrafo. Esta

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desviación será confirmada por posteriores mediciones en uno o más incrementos de tensión. Se debe recordar que los avisos a veces se obtienen con apenas un 5% por debajo de la tensión de caída. Cuando se confirma la desviación, el ensayo debe ser detenido si se quiere evitar la posible falla.

(3) La indicación más usual de aproximación a una tensión de caída es un grado acelerado de incremento de la corriente con la tensión. Vea la Fig. 2. Este tipo de comportamiento se asocia con bobinados a temperatura ambiente, en aire con humedad entre normal a alta. Para obtener un indicador de la tensión de caída, la curva de corriente trazada debe ser extrapolada a la vertical, con alguna curvatura acelerada para conservación. Vea la Fig. 2. Si la tensión de falla predecida es tan baja como la máxima tensión de ensayo recomendada, la tendencia debe ser verificada por un salto de tensión más. Si la extrapolación todavía muestra un valor bajo, el ensayo debe ser detenido si se desea evitar posible falla.

(4) La corriente debe ser monitoreada ante alguna tendencia de crecimiento con el tiempo durante la aplicación de tensión constante, ya que esto podría indicar una falla inminente.

(5) Raramente se encuentra un aumento muy abrupto de la corriente de fuga, pero cuando ocurre por encima del pico de tensión operativa del bobinado, puede indicar una aproximación a la falla de la aislación. Vea la Fig. 3. No se conoce ningún método para estimar la tensión de caída en este caso, y sólo se puede asumir que la falla es inminente. Se debe realizar un salto de tensión más. Para confirmar la ocurrencia de este fenómeno, el ensayo debe ser detenido si se desea evitar posible falla.

(6) Pueden ocurrir casos de falla abrupta antes de que la curva de corriente se acerque a la vertical. En algunos casos esto ocurre donde hay abrasión mecánica, fisuras, o daños en la mica. Por esto, si se desea evitar la falla, el ensayo debería terminarse en forma conservadora cuando una inspección previa muestre que estas condiciones posiblemente existen.

(7) En caso de alguna indicación de aproximación a una posible falla, se debe confirmar que la causa no es efecto corona en las conexiones del ensayo, aislación de puntas de ensayo, etc. Una adecuada ubicación y aislación de la puntas de ensayo, como se describió en la sección 4, y ensayos preliminares de las puntas solas a la máxima tensión, evitará este tipo de error. Vea la Sección 4.9.2.

(8) Cuando no hay amenaza de falla inminente, el ensayo puede continuarse hasta el máximo valor de tensión de prueba. Vea las Secciones 5.1 y 5.2.

(9) El ensayo se hace usualmente en forma individual en cada fase del bobinado. Las diferencias en las curvas características entre fases no atribuidas a efecto corona, temperatura, o humedad, son usualmente atribuidas a la condición de la aislación. Vea la Fig. 4.

6.7. Otros métodos de ensayo e interpretación. A veces se usan otros métodos de interpretación de los resultados de los ensayos. Cuando

se han hecho los ensayos en el pasado, puede ser deseable una repetición del método de ensayo previo, ya que los resultados pueden ser comparados.

La interpretación de ensayos de sobre tensión controlada también se pueden hacer trazando la resistencia de aislación (calculada del ensayo de tensión y corriente) en función de la tensión aplicada, en vez de la corriente en función de la tensión aplicada. Vea la Fig. 5.

Fig. 4: Gráfico de ensayo de sobre tensión en tres fases ensayadas separadamente.

Fig.5: Gráfico de resistencia de aislación calculada de valores de corriente, registrados durante un ensayo de sobre tensión.

Otro método aceptable usa un intervalo de tiempo graduado entre saltos de tensión. Vea el Apéndice, Sección A2.

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6.8. Ubicación de falla. Cuando ha ocurrido una falla, se debe seguir el siguiente procedimiento para hallar la falla:

(1) Después de una falla, el ensayo de tensión debe ser reducido inmediatamente, para prevenir crecimiento inesperado de la tensión, y para prevenir una repetición de la descarga o falla, hasta que los observadores estén en posición de identificar la ubicación de la falla.

(2) Es una ventaja tener varios observadores ubicados cerca de la máquina, para ayudar en la rápida identificación de la ubicación de la falla.

(3) El número de ensayos será limitado para evitar posibles daños al resto del bobinado de impulsos que pueden ocurrir mientras el bobinado se descarga.

(4) Si la falla no puede ser fácilmente localizada por observación de un fogonazo o descarga cuando se aplica tensión continua, a menudo es práctico usar baja tensión alterna, con la corriente limitada entre 6 y 10 A, para localizar el punto de falla. Si esto no identifica el punto de falla, entonces el bobinado debe ser sucesivamente dividido y ensayado hasta se encuentre el punto de falla (vea Secciones 5.6, 3º y 4º párrafos).

(5) Cuando se ha ubicado la bobina fallada, debe ser eléctricamente aislada, de modo que el resto del bobinado pueda ser ensayado a la máxima tensión predeterminada.

(6) La bobina aislada debe ser conectada a tierra y el bobinado continuarse eléctricamente donde la bobina ha estado en el circuito.

(7) Evitar el efecto corona en estos puntos de conexión es importante, y puede ser difícil de cumplir (vea la Sección 4.9).

6.9. Precauciones de seguridad durante ensayos de alta tensión continua: Se debe avisar al personal antes del ensayo que, después de la aplicación de la alta tensión

continua, habrá una carga residual en el bobinado que es peligrosa, y que la desenergización de la fuente del equipo de ensayo no desenergizará inmediatamente el bobinado ensayado.

Los bobinados que han sido ensayados deben estar sólidamente conectados a tierra antes de que el personal se acerque a ellos.

Hay una posibilidad de que, después de un ensayo, si la conexión a tierra es removida antes de tiempo, habrá un crecimiento de tensión en un nivel que será peligroso para el personal o equipo.

La conexión a tierra debe ser mantenida en su lugar hasta que el bobinado se descargue. Esto puede requerir varias horas, dependiendo del tamaño del bobinado de la máquina. Vea la Sección 4.7, 1º párrafo.

Los objetos cercanos a la máquina bajo ensayo deben ser conectados a tierra. Vea la Sección 4.10.3.

Una vez finalizado el ensayo de alta tensión continua, el control de la tensión de ensayo debe ser puesto en cero.

Después de que la tensión haya decaído hasta la mitad, el bobinado debe ser descargado a través de un resistor de descarga especial, generalmente provisto con el equipo de ensayos. Vea la Sección 4.8.5.2.

El bobinado debe estar sólidamente conectado a tierra tan pronto como la tensión se haya reducido a cero.

Si se hace un ensayo de alta tensión alterna a continuación de un ensayo de alta tensión continua, es recomendable doblar el tiempo mínimo de descarga a tierra, para asegurar que la carga absorbida no contribuirá a dañar cuando se aplica el ensayo de tensión alterna. Por otra parte, la carga absorbida, sobrepuesta sobre el pico de esfuerzo dieléctrico de tensión alterna, puede exceder la capacidad dieléctrica del bobinado.

Una máquina no debe ser puesta en servicio después de un ensayo de alta tensión continua, hasta que el bobinado haya sido conectado a tierra, como se describió en la Sección 4.7, 1º párrafo.

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La disipación de la carga absorbida no puede ser acelerada mediante la aplicación de un potencial alterno, o por la aplicación de tensión continua con polaridad inversa. Se introducirán severas pendientes de tensión de aislación en el bobinado si se intenta esto.

APÉNDICE (Este apéndice no es parte de IEEE Std.95-1977, Prácticas Recomendadas por IEEE para ensayos de aislación de grandes maquinas rotativas de corriente alterna con alta tensión continua)

A1. Debate general de los procedimientos de ensayo:Los procedimientos de ensayo y la experiencia que lleva a usar alta tensión continua se

debaten en los párrafos siguientes, y se da una comparación entre la alta tensión continua con el método de ensayo establecido de tensión alterna.

A1.1- Ensayo de mantenimiento de rutina. La ventaja del ensayo de mantenimiento planificado es el uso de toda la vida disponible de

la aislación a tierra del bobinado.Un rebobinado puede ser aplazado a un tiempo más conveniente, hasta que se justifique la

extensión y el grado de deterioro, como se muestra en ensayos sucesivos, los que proveen un medio de juzgar el riesgo de falla.

A veces es práctico hacer reparaciones localizadas, o extraer o reemplazar bobinas débiles cuando los ensayos muestran debilidad local antes que general.

Cuando los ensayos de máquinas muestran baja resistencia medida, las condiciones operativas pueden ser limitadas, o se puede instalar una protección contra impulsos.

Los programas de mantenimiento pueden ser programados de acuerdo a la urgencia de reparación.A1.2- Ensayo de sobre tensión y capacidad dieléctrica.

Los ensayos de sobre tensión se aceptan como un medio de brindar seguridad de que la aislación del bobinado tiene un cierto nivel de capacidad dieléctrica. Dado que la propia capacidad dieléctrica de la aislación es buena por encima del valor usual de ensayo, los ensayos a una tensión adecuada causan la falla de solamente la aislación que no sirve para servicio. A1.3- Pruebas de Ensayo.

Durante muchos años los ensayos de sobre tensión alterna han sido el método de aceptación comúnmente aceptados para el ensayo de nuevos bobinados, y de ensayos de mantenimiento de rutina. Los valores de ensayo de potencial de la frecuencia de alimentación de sobre tensión especificados en las normas IEEE, ANSI y NEMA, están basados en muchos años de experiencia. Esto es porque estas tensiones alternas establecidas normalizan que se ha visto una relación entre la tensión de la frecuencia y los métodos de tensión continua.

Los ensayos de prueba intentan buscar la existencia de imperfecciones en el material y defectos de fabricación, y para demostrar de una manera práctica que la aislación ensayada tiene un cierto grado de capacidad dieléctrica. Un requisito primario de tal ensayo es que debería discernir y ser efectivo para detectar imperfecciones a o por debajo de una capacidad mínima especificada sin dañar la aislación.

Las tensiones de prueba intentan ser lo suficientemente altas para romper la aislación de la bobina que tenga un factor insuficiente de seguridad con respecto a las tensiones operativas, sobre tensiones, y posterior deterioro que se espera en servicio. Se debería reconocer que ambos ensayos, de tensión continua y de tensión alterna, son empíricos en su naturaleza y no cumplen necesariamente la adecuación del diseño o el nivel de caída de tensión del sistema aislante.A1.4- Relación entre ensayos de sobre tensión de corriente continua y corriente alterna.

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La relación entre el nivel soportado de tensión usando alta tensión continua, y el soporte equivalente de tensión usando tensión alterna no puede ser establecida, precisamente porque la relación se compone de muchos factores.

La pérdida de una equivalencia precisa no debería importar, porque el propósito de los ensayos es demostrar que la aislación puede soportar las sobre tensiones que se espera en servicio, antes que establecer el valor preciso de capacidad dieléctrica. Se ha hallado en casos estudiados, que la capacidad dieléctrica está asociada con la capacidad de impulso. Por esto, un ensayo de tensión continua puede indicar capacidad de la aislación para soportar impulsos y sobre tensiones de corta duración de aproximadamente el mismo valor pico. El valor de sobre tensión de ensayo también brinda el deterioro de la aislación en un periodo de servicio posterior.

El ensayo de alta tensión continua adecuado para la aislación no precisa ser necesariamente relacionado al correspondiente ensayo de tensión alterna por medio de la relación entre la capacidad dieléctrica de la aislación bajo el esfuerzo de la tensión de la frecuencia de alimentación y la capacidad dieléctrica bajo el esfuerzo de la tensión continua.

Algunos investigadores apuntan que hasta que se pueda establecer una equivalencia, la tensión de ensayo continua no se puede considerar comparable en la búsqueda de una capacidad que se establezca para los ensayos de tensión alterna.

La tensión continua actúa para buscar un área de falla en el bobinado, estableciendo una corriente de fuga de ese área. También pequeñas corrientes pueden agravar el daño y llevar a la rotura si la tensión alcanza un nivel suficientemente alto, esto usualmente no ocurre, a menos que la falla sea significativa y deba ser encontrada. La alta temperatura del aislante usualmente incrementa la conductancia de cualquier aislación sólida remanente en el camino de falla; sin embargo, la conducción de corriente continua en fisuras se puede reducir antes que aumentar por algún incremento en la temperatura.

A1.4.1- Relación entre el ensayo de tensión continua y el ensayo de tensión alterna. La relación entre la tensión de ensayo continua y la tensión del ensayo de corriente alterna (RMS) varía entre 1 y 3. Esto se ha determinado de ensayos, comparando las capacidades de tensión continua previstas, con las capacidades de tensión alterna (RMS) de la aislación de la máquina que contiene fallas incipientes, y de ensayos que comparan las capacidades de tensión continua, y las de los de tensión alterna (RMS) de gran número de muestras intactas con aislaciones nuevas y usadas. Se requiere una posterior investigación para relacionar las características físicas de los lugares de falla con los rangos de relaciones asociadas. En general, parece que:

1- las mayores relaciones ocurren en aislantes bien compactados; 2- las relaciones en la zona de 1.41 corresponden, como se esperaba, a condiciones que emulan

un espacio de aire abierto en un campo uniforme (donde la tensión continua iguala los valores picos de la tensión alterna);

3- las relaciones menores que 1.41 corresponden a caminos de corrimiento internos o superficiales, abiertos o cerrados en fisuras, a lo largo de los cuales el esfuerzo de la tensión continua mantenida puede tener algunas propiedades de establecer una considerable fuga de corriente (pero no necesariamente destructiva). Valores de 2 a 3 se han usado ampliamente por la relación entre las tensiones continuas de

ensayo y la frecuencia de alimentación (RMS) en la industria de cables.Las partes de ranuras bien compactadas de las bobinas de armadura aparentan tener una

relación de capacidad dieléctrica entre tensión continua y tensión alterna entre 2 y 3. Sin embargo, en el bobinado de una máquina, las conexiones cruzadas y puntas externas a las ranuras no pueden alcanzar las mismas condiciones de compactación mecánica y capacidad dieléctrica en su aislación a tierra. Por eso, para ensayar completamente los bobinados de armadura de máquinas rotativas, la relación entre la tensión continua y la de frecuencia de alimentación sugerida en esta práctica de recomendación es 1.7, para ensayos de aceptación y mantenimiento.

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A1.4.2- Pendientes de tensiones: Alterna en función de Continua. Cuando se aplica una tensión de ensayo a una estructura aislada, la materia de la pendiente de tensión se convierte en un factor a considerar. En caso de una tensión continua, la distribución de tensión puede ser diferente de esa, bajo la tensión alterna aplicada.

No obstante esta limitación, hay muchas ventajas prácticas y económicas del uso de alta tensión continua para el ensayo de aparatos de corriente alterna. El equipamiento de ensayo de alta tensión continua es pequeño, compactos, y provee un ensayo económico, el cual puede servir para evaluar la condición física de la aislación.

En contraste, en los procedimientos de ensayo de tensión alterna es de uso práctico revisar las tensiones de ensayo con el bobinado bajo ensayo conectado al circuito de ensayo, para evaluar posible distorsión o picos de la onda de tensión. Tal ensayo no es necesario con tensión continua.A1.5- Ensayos de sobre tensión continua controlada.

El uso del ensayo de sobre tensión continua controlada parece ofrecer la posibilidad de una advertencia de avería o de una falla incipiente, por observación de la fuga de corriente, especialmente el componente de conducción, durante el ensayo de saltos, o la aplicación de tensión controlada.

Algunos investigadores han encontrado relaciones que permite tal predicción; sin embargo, algunos han fallado para encontrar tales relaciones y han desafiado su existencia.

Un programa de mantenimiento de rutina tiene ventajas económicas que no son dependientes ni de la exactitud en la predicción de una tensión de avería, ni ciertamente evitando la avería.A1.6- Ensayo de aceptación usando alta tensión continua.

Ha habido una gran cantidad de experiencia de ensayo durante un periodo de varios años, la que se ha obtenido por fabricantes, algunos de los cuales ha hecho uso extensivo de alta tensión continua durante e inmediatamente después de la fabricación del equipamiento eléctrico. En la mayoría de los casos esto ha sido en ensayos de prueba. Toda la experiencia reportada indica resultados muy satisfactorios.

A2. Procedimientos de ensayos alternos: ensayo de sobre tensión controlada y método de tiempo graduado:

Es deseable obtener sólo la corriente de fuga real en un ensayo de sobre tensión controlado. Sin embargo, los procedimientos requieren un compromiso entre el permitir un tiempo muy breve a cada tensión, y mantener cada tensión por un periodo muy largo, de modo que esa absorción esté prácticamente completa, y solo mantenga una corriente de fuga. Si se alcanzara la completa absorción, consumiría varias horas de tiempo de ensayo. El método de tiempo graduado, en un tiempo razonable, proveerá una curva relacionada a la componente de corriente de fuga real. Para aquellos que deseen agregar esta mejora al ensayo, se presenta el siguiente programa. Note que todos los ensayos preliminares, conexiones de ensayo, precauciones de seguridad, e interpretación de los resultados de los ensayos, son los mismos que los indicados en las Secciones 4 y 6 para el ensayo de sobre tensión controlada, usando el método de simplificador del grado de aumento.

El salto de tensión inicial es aproximadamente el 30% del máximo (para máquinas de 13,8 kV se usan 10 kV de tensión continua). Esta tensión es mantenida constante durante 10 minutos, durante los cuales se observa la corriente medida.

El tiempo debe ser controlado desde la aplicación inicial de tensión en el bobinado.Los ajustes para fijar la tensión en cada salto deben ser hechos en los primeros 10 segundos.Generalmente es necesario fijar la tensión inicial aproximadamente entre un 5 a 10 % por

debajo del valor deseado, para permitir el incremento de tensión durante el ensayo de absorción, y terminar cada salto en la tensión de ensayo deseada.

Figura A1: Registro de Corriente medida en intervalos.

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La corriente medida debe ser registrada a 0.5, 0.75, 1.0, 1.5, y 2.0 min., y cada minuto siguiente, hasta los 10 min. Estos valores son trazados a medida que se leen durante el ensayo en un papel logarítmico reticulado. Vea la Fig. A1. Se dibuja una curva suave a través de la mayoría de los puntos leídos después de los 8 min. Esta curva es extrapolada a 10 min. La Fig. A2 muestra una plantilla con escala completa para una “Curva de bote”, la cual puede ser usada para dibujar curvas suaves de forma adecuada sin demora.

Tres puntos se leen de la curva suave, para ser usado en el cálculo de la componente de conducción de la corriente medida. Estos valores son las corrientes totales a 1.0, 3.16 y 10 min. Son remplazados en la siguiente fórmula por la componente de conducción:

Substrayendo C de las lecturas de corriente de 1 min. y 10 min., para obtener las corrientes debidas a la absorción. Estos valores luego serán usados para calcular la relación de absorción N como se indica:

N = ia 1.0 = (corriente absorbida a 1 min.)

ia 10.0 (corriente absorbida a 10 min.)

Tan pronto como se completen los cálculos anteriores, el programa horario a usarse para el resto del ensayo puede ser elegido de la Tabla A1.

Cuando han sido tomadas las lecturas de los 10 min., inmediatamente se incrementa la tensión al nivel del segundo salto.

Esto ocurrirá en algún punto durante el cálculo, pero no debe ser descuidado; de otro modo, los resultados del ensayo no serán válidos.

Si el tiempo transcurrido se aproxima al periodo indicado para el fin del segundo salto, y la N no ha sido calculada, elija algún valor arbitrario para N, como 5, y siga ese tiempo transcurrido hasta que el cálculo esté completo.

Cualquier corrección necesaria se puede hacer al final del salto que sigue a la terminación del cálculo. Generalmente, este cálculo tomará de 2 a 3 min., hasta que uno se haga experto, y no surjan problemas de caída en la determinación del tiempo.

El ensayo debe continuar a través de los sucesivos saltos de tensión hasta el nivel de tensión previamente acordado. Cada cambio de tensión debe ser hecho tan rápido como sea posible, para conformar el ideal de aplicación de tensión instantáneo.

El comportamiento de la corriente debe ser observado constantemente, para permitir las variaciones debidas a la oscilación de la línea de tensión. Mediante interpolación de esta oscilación, se pueden obtener resultados más exactos.

Los resultados de los ensayos son graficados en la Fig. A3.

Figura 3: Resultados de ensayo de las curvas de tensión de fuga.

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