Laboratorio Nº 01 Medicion de La Resistencia de Aislamiento

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FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

LABORATORIO N°01 MEDIDA DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO I.

OBJETIVO -

II.

Medir la resistencia de aislamiento en un motor trifásico. Medir la resistencia de aislamiento en un tablero eléctrico. Identificar la existencia de fallas en el aislamiento del conductor y sus posibles soluciones para evitar futuros problemas. Saber cómo efectuar las mediciones del aislamiento e interpretar los valores del mismo, utilizando los instrumentos adecuados para el mismo, que en este caso es el Megohmetro.

FUNDAMENTO TEÓRICO ¿QUÉ ES EL AISLAMIENTO? Todo conductor eléctrico de una instalación, ya sea en un motor, generador, cable, interruptor, transformador o cualquier otra cosa, está cubierto con algún tipo de aislamiento eléctrico. Mientras que el conductor es en si mismo un buen conductor (en general de cobre o aluminio) de la corriente eléctrica que alimenta a los equipos eléctricos, el aislamiento deber resistir la corriente y mantenerla en s camino a lo largo del conductor. La comprensión de la Ley de Ohm, expresada en la siguiente ecuación, es la clave para entender las pruebas de aislamiento: E=IxR Donde, E = voltaje en voltios I = corriente en amperios R = resistencia en ohmios Para una resistencia dada, a mayor voltaje, mayor corriente. De manera inversa, cuanto menor es la resistencia del conductor, mayor es la corriente que circula con el mismo voltaje. Ningún aislamiento es perfecto (no tiene resistencia infinita), de manera que algo de la corriente circula por el aislamiento o a través de él hacia la tierra. Tal corriente puede ser muy pequeña para la mayoría de los fines prácticos pero es la base del funcionamiento de los equipos de prueba de aislamiento. Entonces, ¿qué es un “buen” aislamiento? “Bueno” significa una resistencia relativamente alta al flujo de la corriente. Cuando se usa para describir un material aislante, “bueno” también consiste en “la capacidad de mantener una resistencia alta”. La medición de la resistencia puede decir qué tan “bueno” es el aislamiento.

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El conjunto de instalaciones y equipos eléctricos respeta unas características de aislamiento para permitir su funcionamiento con toda seguridad. Ya sea a nivel de los cables de conexión, de los dispositivos de seccionamiento y de protección o a nivel de los motores y generadores, el aislamiento de los conductores eléctricos se lleva a cabo mediante materiales que presentan una fuerte resistencia eléctrica para limitar al máximo la circulación de corrientes fuera de los conductores. La calidad de estos aislamientos se ve alterada al cabo de los años por las exigencias a las que se someten los equipos. Esta alteración provoca una reducción de la resistividad eléctrica de los aislantes que a su vez da lugar a un aumento de las corrientes de fuga que pueden provocar incidentes cuya gravedad puede tener consecuencias serias tanto para la seguridad de personas y bienes como en los costes por paradas de producción en la industria. Aparte de las mediciones tomadas durante la puesta en funcionamiento de elementos nuevos o renovados, el control periódico del aislamiento de las instalaciones y equipos eléctricos permite evitar dichos accidentes mediante el mantenimiento preventivo. Éste permite detectar el envejecimiento y la degradación prematura de las características de aislamiento antes de que alcancen un nivel suficiente para provocar los incidentes mencionados anteriormente. Llegados a este punto, conviene diferenciar entre dos tipos de medición que se confunden a menudo: la prueba dieléctrica y la medición de la resistencia del aislamiento. La prueba de rigidez dieléctrica, también conocida comúnmente como « prueba de perforación » mide la capacidad de un aislante de aguantar una sobretensión de duración media sin que se produzca una descarga disruptiva. En una situación real, esta sobretensión puede deberse a un rayo o a la inducción generada por un defecto en una línea de transporte de energía. El objetivo principal de esta prueba es garantizar que se respeten las normas de construcción relativas a las líneas de fuga y a las distancias de aislamiento. La prueba se suele realizar aplicando tensión alterna, pero se puede realizar igualmente con tensión continua. El instrumento necesario para este tipo de medición es un dielectrómetro. El resultado obtenido es un valor de tensión normalmente expresado en kilovoltios (kV). La prueba de rigidez dieléctrica tiene un carácter más o menos destructivo en caso de defecto, según los niveles de las pruebas y la energía disponible en el aparato. Por esta razón se limita a los ensayos de tipo en equipos nuevos o renovados. Por su parte, la medición de la resistencia del aislamiento no es destructiva en las condiciones de prueba normales. Se lleva a cabo aplicando una tensión continua de magnitud inferior a la de la prueba dieléctrica y da un resultado expresado en kW, MW, GW incluso TW. Esta resistencia expresa la calidad del aislamiento entre dos elementos conductores. Su naturaleza no destructiva (puesto que la energía es limitada) hace que esta

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prueba sea especialmente interesante para el seguimiento del envejecimiento de los aislantes durante el período de explotación de un equipo o de una instalación eléctrica. Esta medición se lleva a cabo mediante un comprobador de aislamiento llamado también megaóhmetro. MEGAOHMETRO El término megóhmetro hace referencia a un instrumento para la medida del aislamiento eléctrico en alta tensión. Se conoce también como "Megger", aunque este término corresponde a la marca comercial del primer instrumento portátil medidor de aislamiento introducido en la industria eléctrica en 1889. El nombre de este instrumento, megóhmetro, deriva de que la medida del aislamiento de cables, transformadores, aisladores, etc se expresa en megohmios (MΩ). Es por tanto incorrecto el utilizar el término "Megger" como verbo en expresiones tales como: se debe realizar el megado del cable... y otras similares. En realidad estos aparatos son un tipo especial de óhmetro en el que la batería de baja tensión, de la que normalmente están dotados estos, se sustituye por un generador de alta tensión, de forma que la medida de la resistencia se efectúa con voltajes muy elevados. El megóhmetro consta de dos partes principales: un generador de corriente continua de tipo magneto-eléctrico, movido generalmente a mano (manivela) o electrónicamente (Megóhmetro electrónico), que suministra la corriente para llevar a cabo la medición, y el mecanismo del instrumento por medio del cual se mide el valor de la resistencia que se busca. Son dos imanes permanentes rectos, colocados paralelamente entre si. El inducido del generador, junto con sus piezas polares de hierro, está montado entre dos de los polos de los imanes paralelos, y las piezas polares y el núcleo móvil del instrumento se sitúan entre los otros dos polos de los imanes. El inducido del generador se acciona a mano, regularmente, aumentándose su velocidad por medio de engranajes. Para los ensayos de resistencia de aislamiento, la tensión que más se usa es la de 500 voltios, pero con el fin de poder practicar ensayos simultáneos a alta tensión, pueden utilizarse tensiones hasta 2500 voltios, esto de acuerdo al voltaje de operación de la máquina bajo prueba. El equipo de pruebas de aislamiento de Megger es un instrumento portátil que proporciona una lectura directa de la resistencia de aislamiento en ohmios, megaohmios, gigaohmios o teraohmios (según el modelo seleccionado) independientemente del voltaje de prueba seleccionado. En un buen aislamiento, la resistencia generalmente se encontrará en el rango de los megaohmios o superiores. El equipo de pruebas de aislamiento de MEGGER es básicamente un medidor de resistencia (ohmímetro) de rango alto, con un generador de CC incorporado.

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El generador del instrumento, el cual se puede operar manualmente por manivela, batería o por línea, desarrolla un alto voltaje de CC que genera varias corrientes pequeñas a través y sobre las superficies del aislamiento bajo prueba. La corriente total es medida por el ohmímetro, que posee una escala de indicación analógica, lectura digital o ambas.

AISLAMIENTO Y CAUSAS DE FALLO DEL AISLAMIENTO La medición del aislamiento mediante un megaóhmetro es parte de una política de mantenimiento preventivo, y es necesario comprender las diferentes causas posibles de degradación del rendimiento del aislamiento, para poder llevar a cabo la implantación de medidas para corregir la degradación. Estas causas de fallo del asilamiento se pueden clasificar en cinco grupos, siempre teniendo en cuenta que estas distintas causas se suman entre ellas en ausencia de medidas correctivas para dar lugar a los incidentes anteriormente citados: La fatiga de origen eléctrico: Relacionada principalmente con fenómenos de sobretensión y caídas de tensión. La fatiga de origen mecánico: Los ciclos de puesta en marcha y paro, sobre todo si son frecuentes, los defectos de equilibrado de máquinas rotativas y todos los golpes directos contra los cables y, de forma más general, contra las instalaciones. La fatiga de origen químico: La proximidad de productos químicos, de aceites, de vapores corrosivos y de modo general, el polvo, afectan el rendimiento del aislamiento de los materiales. La fatiga relacionada con los cambios de temperatura: En combinación con la fatiga mecánica provocada por los ciclos de puesta en marcha y parada de los equipos, las exigencias de la dilatación o contracción afectan las características de los materiales aislantes. El funcionamiento a temperaturas extremas es también un factor de envejecimiento de los materiales La contaminación ambiente: La aparición de moho y la acumulación de partículas en entornos húmedos y calurosos provocan también la degradación de las características de aislamiento de las instalaciones. El siguiente gráfico muestra la distribución de las causas más comunes de fallo en el caso de un motor eléctrico.

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PRINCIPIO DE LA MEDICIÓN DEL AISLAMIENTO Y FACTORES DE INFLUENCIA La medición de la resistencia se basa en la ley de Ohm. Al aplicar una tensión continua con un valor conocido e inferior al de la prueba dieléctrica y a continuación medir la corriente en circulación, es posible determinar fácilmente el valor de la resistencia. Por principio, la resistencia del aislamiento presenta un valor muy elevado pero no infinito, por lo tanto, mediante la medición de la débil corriente en circulación el megaóhmetro indica el valor de la resistencia del aislamiento con un resultado en kW, MW, GW, incluso en TW en algunos modelos.

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Esta resistencia muestra la calidad del aislamiento entre dos elementos conductores y proporciona una buena indicación sobre los riesgos de circulación de corrientes de fuga. Existe un cierto número de factores que afectan el valor de la resistencia del aislamiento, así pues el valor de la corriente que circula cuando se aplica una tensión constante al circuito durante la prueba puede variar. Estos factores, por ejemplo la temperatura o la humedad, pueden modificar considerablemente la medición. Analicemos primero partiendo de la hipótesis de que estos factores no influyan la medición, la naturaleza de las corrientes que circulan durante una medición del aislamiento La corriente total que circula en el cuerpo del aislante es la suma de tres componentes: - La corriente de carga capacitiva, correspondiente a la carga de la capacidad del aislamiento probado. Esta corriente es transitoria, relativamente elevada al principio, y disminuye exponencialmente hacia un valor cercano a cero una vez el circuito probado está cargado eléctricamente (de forma similar a la carga de una capacidad). Al cabo de unos segundos o de unas decenas de segundos, esta corriente resulta inapreciable comparada con la corriente que se mide. - La corriente de absorción corresponde a la aportación de energía necesaria para que las moléculas del aislante se reorienten bajo el efecto del campo eléctrico aplicado. Esta corriente decrece mucho más lentamente que la corriente de carga capacitiva y requiere más minutos para alcanzar un valor próximo a cero. - Corriente de fuga o corriente de conducción. Esta corriente indica la calidad del aislamiento, es estable en el tiempo.

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MÉTODOS DE MEDIDA E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS Medida puntual o a corto plazo Este método es el más sencillo, consiste en aplicar la tensión del ensayo durante un corto plazo de tiempo (30 ó 60 segundos) y en tomar nota del valor de la resistencia de aislamiento obtenido en este instante. Tal y como se ha mencionado anteriormente, esta medida directa de la resistencia de aislamiento se ve altamente perturbada por la temperatura y la humedad; por lo tanto es conveniente normalizar la medida a una temperatura estándar y leer el nivel de humedad para poder cotejar el resultado obtenido con las anteriores medidas. Con este método, se puede analizar la tendencia a lo largo del tiempo, lo cual es más representativo de la evolución de las características de aislamiento de la instalación o del equipo que se está probando. El valor obtenido también se puede comparar con los umbrales mínimos a cumplir indicados en las normas relativas a las instalaciones o a los materiales eléctricos. El gráfico siguiente da un ejemplo de lectura de la resistencia de aislamiento de un motor eléctrico.

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Métodos de medición basados en la influencia del tiempo de aplicación de la tensión de ensayo Estos métodos consisten en leer valores sucesivos de resistencia de aislamiento en determinados momentos. Presentan la ventaja de ser poco influenciables por la temperatura, lo cual permite aplicarlos con facilidad sin necesidad de corregir los resultados, bajo la condición de que el equipo que se está probando no soporte variaciones significativas de temperatura durante el ensayo. Se recomiendan en el mantenimiento preventivo de las máquinas rotativas y al control de sus aislantes. En el caso de un aislante en buen estado, la corriente de fuga o corriente de conducción es débil y la medición está altamente influenciada por las corrientes de carga capacitiva y de absorción dieléctrica. La medición de la resistencia de aislamiento aumentará, por lo tanto, durante el tiempo de aplicación de la tensión de ensayo, ya que estas corrientes parásitas disminuyen. Depende de la

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naturaleza de los aislantes el tiempo a partir del cual la medición de un aislamiento será estable. En el caso de un aislamiento incorrecto (deteriorado, sucio y húmedo), la corriente de fuga o corriente de conducción es muy fuerte, constante y sobrepasa las corrientes de carga capacitiva y de absorción dieléctrica; la medición de la resistencia de aislamiento alcanzará en este caso, muy rápidamente, un nivel constante y estable. Método basado en la influencia de la variación de tensión de ensayo (medición por escalones) Las medidas basadas en el tiempo de aplicación de la tensión de prueba (PI, DAR…) suelen revelar la presencia de contaminantes (polvo, suciedad…) o de humedad en la superficie de los aislantes. No obstante, el envejecimiento de los aislantes o ciertos daños mecánicos pueden escapar a veces a este tipo de ensayo practicado con una tensión débil en relación a la tensión dieléctrica del aislante probado. Un aumento significativo de la tensión de ensayo aplicada puede, en cambio, ocasionar la ruptura de estos puntos débiles, lo que se traduce en una disminución sensible del valor de aislamiento medido. Debe realizarse una prueba en escala, repartiendo en 5 escalones iguales la tensión máxima a aplicar y una duración idéntica, 1 minuto típicamente, quedando por debajo de la tensión clásica de ensayo dieléctrico (2 Un + 1.000 V). Los resultados de este método son totalmente independientes del tipo de aislantes y de la temperatura, puesto que no se basa en el valor intrínseco de los aislamientos medidos sino en la disminución efectiva del valor leído al cabo de un tiempo idéntico, para dos tensiones de ensayo diferentes. DETERMINACIÓN DE LAS TENSIONES DE PRUEBA

La tabla anterior proporciona las tensiones de prueba recomendadas en función de las tensiones de servicio de las instalaciones y equipos (obtenida de la guía IEEE 43).

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Por otro lado, una gran variedad de normas locales e internacionales define estos valores para los instrumentos eléctricos (IEC 60204 ; IEC 60439 ; IEC 60598…). Medición de aislamiento en una instalación eléctrica

Medición de aislamiento en una máquina rotativa

Medición de aislamiento en un transformador

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PRUEBAS DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO EN MOTORES ELÉCTRICOS

El aislamiento eléctrico se degrada con el tiempo debido a las distintas fatigas que se le imponen durante su vida normal de trabajo. El aislamiento está diseñado para resistir esas fatigas por un periodo de años que se considera como la vida de trabajo de ese aislamiento (es decir, décadas). La fatiga anormal puede llevar a un incremento en este proceso natural de envejecimiento que puede acortar severamente la vida de trabajo del aislamiento. Por esta razón es buena práctica realizar pruebas regulares para identificar si tiene lugar un incremento del envejecimiento y, si es posible, identificar si los efectos son reversibles o no. En su forma más simple, las pruebas de diagnóstico toman la forma de una “prueba puntual (spot)”. La mayoría de los profesionales de mantenimiento eléctrico han hecho pruebas puntuales (spot) cuando se aplica un voltaje al aislamiento y se mide una resistencia (prueba con megohmetro). Pero lamentablemente la información brindada por una sola lectura del megohmetro es poca, aunque es la clase de prueba que se aplica generalmente a los circuitos de bajo voltaje donde el costo de una falla es bajo y el equipo puede reemplazarse fácilmente y sin grandes desembolsos. Pero cuando hablamos de equipos muy costosos, y/o para media o alta tensión, lo que generalmente se recomienda es comparar con las lecturas registradas del megohmetro con otras realizadas anteriormente para poder ver una tendencia y prescribir las acciones correctivas. En marzo del 2000 la directiva de estandares del IEEE (Asociación Internacional de Ingenieros Electrónicos y Eléctricos), aprobó una revisión del standard que ha servido de guía para las medidas de aislamiento en maquinas rotatorias, el ANSI/IEEE 43-2000 (“Práctica recomendada para la medida de resistencia de aislamiento de máquinas rotatorias”). De acuerdo con el IEEE, el standard está dirigido para quienes fabrican, operan, prueban, dan mantenimiento o son responsables para la aceptación de maquinas rotatorias. El standard solicita : la prueba de resistencia de aislamiento y la prueba del índice de polarización (IP), y recomienda que ambas pruebas sean hechas (si es posible).

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

máquinas síncronas máquinas de inducción máquinas de CC (corriente contínua) condensadores síncronos.

La norma indica la tensión de c.c. que se debe aplicar a la prueba de aislamiento (basada en los potencia de la máquina, y durante un minuto) y los valores mínimos aceptables de la resistencia de aislamiento para los bobinados de las máquinas rotatorias para CA y CC (es decir, la resistencia medida al cabo de un minuto). La siguiente tabla proporciona las guías para el voltaje de c.c. que será aplicado durante una prueba de resistencia de aislamiento. Nótese que los voltajes de hasta 10 kV son recomendados para bobinados clasificados a voltajes mayores de 12kV.

El standard recomienda que cada fase sea aislada y probada separadamente (de ser posible) dado que este acercamiento permite las comparaciones que deberán hacerse entre fases. Las dos fases que no están siendo probadas deberán ser puestas a tierra en la misma tierra que la del núcleo del estator o el cuerpo del rotor. Cuando todas las fases son probadas simultáneamente, únicamente 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. Deberá usarse un punto común de tierra. Asimismo se establece que el historial de las pruebas deberá ser usado para el seguimiento de los cambios.

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Si el historial no está disponible, el standard proporciona valores mínimos para ambas pruebas (aislamiento e indice de polarización) que pueden ser usadas para estimar la situación en que se encuentra el bobinado. La resistencia de aislamiento mínima, recomendada, después de un minuto y a 40°C, puede ser determinada de la tabla siguientes. La resistencia mínima de una fase del bobinado de una armadura de tres fases probada con las otras dos conectadas a tierra deberá 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 están bajo prueba), la resistencia mínima (a 1 minuto) observada deberá ser tres veces el bobinado total

INDICE DE POLARIZACIÓN Cuando deseamos obtener el indice de polarización IP, se realiza la prueba de resistencia durante 10 minutos. El resultado de dividir la lectura de resistencia a diez minutos entre la lectura de 1 minuto dá como valor el IP. El resultado es un número puro y se puede considerar independiente de la temperatura. En general, una relación baja indica poco cambio, consecuentemente aislamiento pobre, mientras que una relación alta indica lo opuesto. Las referencias a valores IP típicos son comunes en la literatura, lo que hace que esta prueba sea fácilmente empleada. Los valores mínimos recomendados para el IP están basados en la clase de los materiales de aislamiento y se aplican a todos los materiales de aislamiento indiferentemente de su aplicación de acuerdo con el IEC 60085-01: 1984.

EFECTOS DE LA TEMPERATURA EN LAS MEDIDAS DE RESISTENCIA. Las variaciones de temperatura pueden tener un efecto critico en las lecturas de resistencia de aislamiento. La resistencia cae marcadamente con un incremento en la temperatura para el mismo aparato. Cada tipo de material aislante tiene un grado diferente de cambio de resistencia con la temperatura. Se han desarrollado

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tablas de factores de corrección por temperatura para distintos tipos de aparatos eléctricos y pueden adquirirse del fabricante. A falta de estas, se recomienda que uno desarrolle sus propias tablas de factores de corrección registrando dos valores de resistencia para el mismo equipo a dos temperaturas diferentes. Se puede trazar entonces una gráfica de resistencia ( en una escala logarítmica) contra temperatura (en una escala lineal). La gráfica es una línea recta y puede extrapolarse para cualquier temperatura de modo que los factores se pueden leer directamente. En lugar de datos detallados, la regla práctica es que por cada 10° C de incremento en temperatura, la resistencia se reduce a la mitad; o por cada 10° C de disminución de la temperatura, la resistencia se dobla. Por ejemplo, una resistencia de 100 Gohmios a 20 ° C se hace 25 G a 40° C. ¿Por qué es importante la corrección por temperatura? Considere el siguiente ejemplo de un motor probado en momentos diferentes del año a temperaturas diferentes (todas dentro de una banda de 15° C). Los ajustes de temperatura se hicieron usando la corrección por la regla práctica antes mencionada.

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LA MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO DE LOS CONDUCTORES DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA La medición de resistencia de aislamiento de los conductores de una instalación eléctrica sirve para garantizar que existe ningún cortocircuito antes de energizar definitivamente la instalación. Cuando los electricistas introducen los cables dentro de los tubos conductores, se pueden producir desgarres accidentales en el aislamiento de los conductores. Por eso es necesario realizar la prueba de resistencia de aislamiento a los conductores eléctricos al finalizar la instalación. En algunos países esta prueba es obligatoria antes de contratar el servicio de una companía suministradora de energía eléctrica. En estos casos, tanto la instalación eléctrica como sus respectivas pruebas las realizan electricistas certificados y registrados ante las autoridades correspondientes. En México se le llama UV o Unidades Verificadoras a los peritos que verifican que la instalación eléctrica se realice de acuerdo a las Normas establecidas y que se realicen las pruebas necesarias, pero esto sólo ocurre a

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nivel comercia o industrial; en las instalaciones de las viviendas no existe tal requerimiento, con las consecuencias que esto implica: Nadie nos garantiza que la instalación de la vivienda se haya realizado cumpliendo la NOM-001-SEDE-2005 ni se suelen realizar las pruebas finales correspondientes. La prueba de resistencia de aislamiento se debe realizar hasta que todos los elementos que constituyen la instalación eléctrica estén conectados. Ningún aparato electrodoméstico debe estar conectado a los receptáculos, los apagadores deben estar en posición de encendido, pero ninguna lámpara debe estar colocada en los portalámparas y la instalación eléctrica debe estar desenergizada. Cuando se realiza la prueba de resistencia de aislamiento se aplica una corriente directa al elemento que se va a medir y generalmente se le llama Megohmetro o Megger. Los parámetros que se deben considerar en la prueba son: -

La Tensión aplicada debe ser de 500 volts de corriente directa. La prueba debe durar al menos un minuto.

Cuando se realiza la prueba, se deberá seleccionar la tensión que se debe aplicar a los conductores del circuito eléctrico, en esta caso se selecciona una tensión de 500 VCD; una de las puntas de prueba se conecta al conductor del circuito derivado bajo prueba, justo donde comienza el conductor en el borne inferior del interruptor termomagnético respectivo en el interior del centro de carga. La otra punta de prueba se conecta al conductor de puesta a tierra o a la barra de nuetros que se encuentra en el mismo centro de carga. Se aplica la tensión durante un minuto, si el Megger indica un valor en megaohms significa que el conductor está en buen estado.

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Si el Megger indica 0 ohms, significa que el conductor bajo prueba tiene una falla, es decir, que puede tener contacto con el conductor de puesta a tierra, o con alguna tubería o gabinete metálico que esté puesto a tierra y en caso de que se energice podría causar un cortocircuito. Por lo tanto, este conductor debe revisarse o reemplazarse antes de conducir energía eléctrica.

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Realizar esta prueba únicamente con el MULTITESTER es prácticamente imposible, ya que, aunque es capaz de hacer mediciones de resistencia en ohms, no es capaz de suministrar la tensión de 500V de corriente directa que se necesita para la prueba. Sin embargo, el aparato cuenta con la posibilidad de integrar un dispositivo adicional que subsana esta deficiencia.

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MATERIALES EQUIPOS E INSTRUMENTOS -

Motor trifásico de 0.5HP y 380 V del Laboratorio de Maquinas Eléctricas y Electricidad FIME proporcionado por el Ingeniero encargado del ensayo.

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-

Tablero eléctrico del Laboratorio de Maquinas Eléctricas y Electricidad FIME

-

Megohmetro YOKOGAWA 2404 INSULATION TESTER

-

Multitester "SANWA DIGITAL MULTITESTER CD800 3200 COUNT /BAR GRAPH

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IV.

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DIAGRAMAS DE INSTALACIÓN MEDIDA DE AISLAMIENTO DEL MOTOR TRIFÁSICO

MΩ

MΩ

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MEDIDA DE AISLAMIENTO PARA UN TABLERO ELÉCTRICO. CIRCUITO MONOFÁSICO

L

N

TT

MΩ

L

N

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CIRCUITO TRIFÁSICO

R

S

T

N

TT

N

R

V.

S

T

PROCEDIMIENTO -

-

En primer lugar haremos las mediciones de aislamiento en un motor trifásico del laboratorio. Se conectara el instrumento a los terminales de las bobinas del motor. Las mediciones se efectuaran entre los terminales de cada bobina y posteriormente entre cada terminal de cada bobina y la carcasa del motor. Se anotaran en las tablas 1 y 2. En segundo lugar se efectuara la medición del aislamiento en la instalación eléctrica (tablero eléctrico) del laboratorio Antes de medir el aislamiento, con un multitester verificamos la tensión en el circuito trifásico. Anotarlo en la tabla 03 Cortamos la energía. (bajamos llave general)

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VI.

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Se mide el aislamiento en el circuito monofásico, entre línea y neutro, línea y tierra, y neutro y tierra. Anotarlos en la tabla 04 Se mide el aislamiento en el circuito trifásico, entre línea y línea, línea y neutro, línea y tierra y neutro tierra. Anotarlos en la tabla 05 Se anexa al informe un pdf con las normas de INDECOPI con respecto al aislamiento

ANÁLISIS Y CÁLCULO Evaluación de la medida de aislamiento de un motor

TABLA 01 MEDIDA DE AISLAMIENTO (MΩ) 100 MΩ 80 MΩ 60 MΩ

TERMINALES 1y2 2y3 1y3

TABLA 02 MEDIDA DE AISLAMIENTO (MΩ) 20MΩ 40 MΩ 20 MΩ

TERMINALES Y CARCASA 1 y carcasa 2 y carcasa 3 y carcasa

Evaluación de la medida de aislamiento de un tablero eléctrico.

TABLA 03 VOLTAJE (V) 401 V 395 V 400 V 224 V 228.8 V 221.6 V

R–S S–T R–T T–N R–N S-N

Donde: R, S y T: Líneas vivas N: Neutro

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TABLA 04 (Medición Monofásica) MEDIDA DE AISLAMIENTO (MΩ) 500 MΩ No se pudo medir No se pudo medir

L–N L – TT N – TT Donde: L: Línea viva N: Neutro TT: Puesta a tierra

TABLA 05 (Medición Trifásica) MEDIDA DE AISLAMIENTO (MΩ) 900 MΩ 900 MΩ 1000 MΩ No se pudo medir No se pudo medir No se pudo medir 15 MΩ 14 MΩ 14 MΩ No se pudo medir

R–N S–N T–N R – TT S – TT T – TT R–S S–T R–T N – TT

Donde: R, S y T: Líneas vivas

VII.

N: Neutro

TT: Puesta a tierra

CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y OBSERVACIONES -

El ensayo debe efectuarse en una instalación SIN TENSIÓN y desconectada para asegurarse de que la tensión de ensayo no se aplicará a otros equipos que podrían estar conectados eléctricamente al circuito que se va a probar.

-

Asegurarse de que el circuito está descargado. La descarga puede efectuarse realizando un cortocircuito y/o uniendo a la tierra los terminales del equipo durante un tiempo suficiente.

-

Se debe observar una protección especial cuando el dispositivo a probar se encuentra localizado en un entorno inflamable o explosivo, ya que podrían

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producirse chispas durante la descarga del aislante (antes y después de la prueba) pero también durante la prueba en caso de aislamiento defectuoso.

VIII.

-

Debido a la presencia de tensiones continuas que pueden ser altas, se recomienda reducir al máximo el acceso al personal y llevar equipamiento de protección individual especialmente guantes de protección eléctrica.

-

Se deben utilizar cables de conexión apropiados para la prueba a realizar y asegurarse de su perfecto estado. En el mejor de los casos, cables inapropiados inducirán a errores de medición pero sobre todo pueden resultar peligrosos.

-

En el caso de la medición del aislamiento en el tablero de conexión, se fue imposible medir las líneas y el neutro con la puesta a tierra, pues este cable estaba aislado.

-

Cabe señalar que las mediciones del aislamiento se hacen para cada circuito, es decir ara cada interruptor, en este caso solo se hizo la medición de un circuito como muestra.

-

No se deben tocar o desplazar los cables durante la medición para no crear un efecto capacitivo parásito.

-

Dependiendo del tipo de Megohmetro, específicamente de sus cables con las que se efectua las mediciones, los cables del interruptor se han de destornillar o no.

-

Se ha creido conveniente colocar un cuestionario para poder consolidar y afianzar el conocimiento adquirido durante este informe y laboratorio ejecutado.

CUESTIONARIO ¿Qué es una prueba de resistencia del aislamiento? Una prueba de resistencia del aislamiento mide la resistencia que presenta un material de aislamiento al flujo de corriente que se genera al aplicar un voltaje CC. El potencial CC se aplica normalmente entre los conductores que transportan la corriente y la tierra. Esta prueba generalmente se realiza en un producto luego de que se fabrica, instala o repara. También se realiza comúnmente como una prueba de rutina de mantenimiento en productos, tales como motores o generadores, y puede ayudar a predecir si el producto fallará. ¿Cuál se considera una lectura aceptable de resistencia del aislamiento? Las lecturas aceptables de resistencia del aislamiento pueden variar, dependiendo del estándar. Un método práctico común para la maquinaria giratoria de gran tamaño es "1 megaohmio por cada 1.000 voltios de voltaje de funcionamiento más

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1 megaohmio". Entonces, si un producto funciona por debajo de los 1.000 voltios, la lectura mínima aceptable de IR sería 2 megaohmios. ¿Qué cables de medida se deben utilizar para conectar el megaóhmetro a la instalación a probar? Los cables a utilizar para los megaóhmetros deben tener características adaptadas a la particularidad de las mediciones realizadas, sea desde el punto de vista de las tensiones aplicadas o desde el punto de vista de la calidad de los aislantes. El uso de cables inadaptados puede inducir errores de medición, e incluso resultar peligroso. ¿Cuáles son las precauciones para mediciones de grandes aislamientos? Además de las reglas de seguridad indicadas anteriormente, durante medidas de grandes aislamientos, es conveniente tomar precauciones especiales tales como: - Uso del terminal de guarda • Cables limpios y secos - Cables alejados unos de otros y sin contacto con un objeto o el suelo para limitar la posibilidad de corrientes de fuga en el seno mismo de la cadena de medición. No se deben tocar o desplazar los cables durante la medición para no crear un efecto capacitivo parásito. - Esperar el tiempo necesario para una estabilización en el caso de una medición puntual ¿Dos medidas consecutivas no dan el mismo resultado? En efecto, la aplicación de una tensión eléctrica elevada polariza los materiales aislantes bajo el efecto del campo eléctrico. Hay que entender que, al final de esta prueba, los materiales aislantes necesitarán un tiempo (que puede ser considerable) para recobrar su estado inicial de antes del ensayo. Este tiempo es en ciertos casos muy superior al tiempo de descarga indicado anteriormente. ¿No consigo cortar la instalación eléctrica, ¿cómo puedo comprobar el aislamiento? En el caso de que no fuera posible interrumpir la alimentación eléctrica de la instalación o del equipo a probar, ya no es posible considerar la utilización de un megaóhmetro. En ciertos casos, se puede realizar una prueba bajo tensión con una pinza de medición de corriente de fuga, aunque este método es mucho menos preciso.

IX.

BIBLIOGAFIA -

http://es.scribd.com/doc/25810178/Megger-Aislamiento-electrico http://instalacioneselctricasresidenciales.blogspot.com/2011/08/medicion-de-laresistencia-de.html http://www.asresearch.com/es-mx/support/faqs/insulation-resistance.aspx 29

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X.

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Mantenimiento Preventivo de Motores Eléctricos (parte 2) Autor: Ing. Alberto Mikalaiunas Referencia técnica : Megger (www.megger.com) Guía de la medición de aislamiento Chauvin Arnoux 2010 ed. 01 http://www.bvindecopi.gob.pe/normas/370.304.pdf http://es.wikipedia.org/wiki/Meg%C3%B3hmetro Guía de pruebas de diagnóstico de aislamiento a voltajes superiores a 1 kV Mergger (Ajuntado en archivo pdf al informe)

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