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A modo de introducción:
Todas
las instalaciones bien sea a nivel de conductores, dispositivos de accionamiento y/o protección
así como también a nivel de las máquinas eléctricas sean rotativas o no, estos
son diseñados con un aislamiento para soportar unas solicitaciones durante su
vida útil.
Sin
embargo se debe estar al tanto que el aislamiento eléctrico se degrada con el
tiempo y las condiciones de servicios anormales que se presentan durante el
funcionamiento de las instalaciones causando corrientes de fuga que es un fenómeno
prácticamente invisible y dañino para estos.
Degradación
del aislamiento:
Esta se produce debido a cinco causas que
interactúan entre sí:
· Variaciones
de tensión: (Sobretensiones o bajas tensiones) Están lleva al
agrietamiento o delaminación del aislante),
· Esfuerzos
mecánicos como: Golpes, paradas y arranques frecuentes, vibración,
entre otros.
· Ataque
químico: vapores corrosivos, suciedad o aceite.
· Variaciones
térmicas: exceso de calor o falta de este.
· Contaminación
ambiental: humedad, agujeros por roedores.
Es
por ello que es importante realizar las pruebas regularmente para detectar un
incremento del envejecimiento y, si es posible, identificar si los efectos son
reversibles o no.
Pruebas
de diagnóstico eléctrico
En
su forma más simple, las pruebas de diagnóstico toman la forma de una “prueba puntual”.
La mayoría de los profesionales del mantenimiento eléctrico han hecho pruebas
puntuales cuando se aplica una tensión al aislamiento y se mide una resistencia.
El diagnóstico en este caso se limita a conocer si es bueno o malo
Cabe
destacar que estas pueden dar a conocer mucha información acerca del estado en
que se encuentra el equipo o elemento que se prueba y por lo general se realizan
después de fabricada e instalados en el sitio donde o durante las comprobaciones
periódicas de mantenimiento del mismo.
Propósitos:
• Identificar
el incremento de envejecimiento.
• Identificar
la causa de este envejecimiento.
• Identificar,
si es posible, las acciones correctivas más adecuadas.
Mediciones
de resistencia de aislamiento
La
medición de la resistencia de aislamiento se soporta en la ley de Ohm. Donde en las pruebas de aislamiento se emplea una
alta tensión de corriente directa (VDC) para que sean evidentes las corrientes de fuga.
Los
instrumentos existente en el mercado están diseñados para aplicar una tensión
de prueba “no destructiva” y controlada
con la finalidad de evitar daños en los sistemas por un aislamiento fallido y
evita que el operador reciba niveles peligrosos de corriente por contactos
accidentales.
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 KΩ, MΩ, GΩ, incluso
en TΩ en algunos modelos. Pero como todo no es perfecto desafortunadamente,
fluye más de una corriente durante la medición, que tiende a complicar el
ensayo.
Pruebas de diagnóstico de aislamiento
Medida puntual o a corto plazo: es
el método más sencillo. Se aplica la tensión de ensayo durante menos de 1
minuto y se apunta el valor de resistencia de aislamiento en ese instante. Esta
puede verse altamente perturbada por la temperatura y la humedad.
Con
este método se analiza la tendencia a lo largo del tiempo, siendo más
representativo de la evolución de las características de aislamiento de la
instalación y del equipo, concluyendo un diagnóstico correcto, pudiendo
comparar la lectura con las especificaciones mínimas de la instalación.
Este
método se aplica en equipos pequeños y en aquellos que no tienen una
característica notable de polarización o absorción, como es el caso de
interruptores, cables, pararrayos, boquillas y cuchillas desconectadoras.
Métodos basados en la influencia del
tiempo de aplicación de la tensión de ensayo: prueba de
diagnóstico tomando lecturas sucesivas a intervalos determinados para comparar
la gráfica de un aislamiento en buen estado y un aislamiento contaminado (casi
no les influye la temperatura). Son recomendables para el mantenimiento
preventivo de las máquinas rotativas y al control de sus aislantes.
Indice de polarización:
consiste en efectuar 2 lecturas a 1 y a 10 minutos. Dividiendo la resistencia
de aislamiento a 10 minutos entre la de 1 minuto se obtiene el índice de
polarización. La recomendación IEEE 43-2000 "Recommended Practice for
Testing Insulation Resistance of Rotating Machinery" define: que un índice
IP superior a 4 es señal de un buen aislamiento, pero un índice inferior a 2
indica un problema.
Relación de absorción dieléctrica (DAR): es
similar al IP pero dividiendo la resistencia de aislamiento a los 60 segundos
entre la de 30 segundos. Si el DAR es mayor de 1,6 la condición de aislamiento
es excelente y si es menor a 1,25 insuficiente.
Método basado en la influencia de la
variación de tensión de ensayo (medición por escalones): Las
medidas basadas en el tiempo (como las vistas PI, DAR) pueden revelar presencia
de contaminantes (polvo, suciedad) o de humedad en la superficie de los aislantes.
Haciendo una prueba en escala repartiendo en 5 escalones iguales la tensión
máxima aplicada (los resultados son independientes del tipo de aislante y de la
temperatura).
Método de prueba de descarga (DD): o
prueba de corriente de reabsorción se realiza midiendo la corriente durante la descarga del
dieléctrico del equipo a probar. Se calcula dividiendo la corriente entre el
producto de la tensión de ensayo y la capacidad global. Si el valor DD es mayor
a 7 la calidad del aislamiento es mala, si es menor a 2 es buena. Este método
es dependiente de la temperatura.
Tensión
eléctrica de prueba
Al cambiar la tensión de ensayo aplicada al
aislamiento, la resistencia de aislamiento varía, por lo común con el aumento
de la tensión la resistencia disminuye. En consecuencia que para cada
dieléctrico la tensión de ensayo debe indicarse.
La norma IEEE ha establecido
los siguientes valores de tensión para el equipamiento ensayado.
|
Tensión
nominal [V]
|
Tensión
de ensayo [V]
|
|
24 a 50 V
|
100 – 250
|
|
50 a 100 V
|
100 a 250 VDC
|
|
100 a 240 V
|
250 a 500 VDC
|
|
440 a 550 V
|
500 a 1.000
|
|
2.400 V
|
1.000 a 2.500 VDC
|
|
4.100 V
|
1.000 a 5.000 VDC
|
|
5.000 a 12.000 V
|
2.500 a 5.000 VDC
|
|
>12.000 V
|
5.000 a 10.000 VDC
|
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).
Algunos
ejemplos de prueba de aislamiento
·
Medición
de aislamiento en una instalación eléctrica
·
Medición
de aislamiento en una máquina rotativa
·
Medición
de aislamiento sobre un transformador
Selección
de un megaóhmetro
Las preguntas necesarias
para la elección de un megaóhmetro serán principalmente las siguientes:
·
¿Cuál es la tensión máxima de prueba
necesaria?
·
¿Cuáles son los métodos de medida que se aplicarán
(puntuales, PI, DAR, DD, escalones de tensión)?
·
¿Cuál es el valor máximo de resistencia de
aislamiento a leer?
·
¿Cuál será el medio de alimentación del
megaóhmetro?
Interpretación
de los resultados
.Las
lecturas de resistencia de aislamiento deben considerarse cómo relativas debido
a que pueden ser bastante diferentes para un motor o una máquina probada durante
tres días, y aún eso no significa mal aislamiento.
Lo
que realmente importa es la tendencia de las lecturas en un periodo de tiempo,
en el que aparecen menor resistencia y advertencia de problemas posteriores.
Las pruebas periódicas son, por tanto, su mejor aproximación para el
mantenimiento preventivo del equipo eléctrico, utilizando las hojas de
protocolo o registro.
Otra
de las variables a considerar es hacer pruebas más o menos a la misma
temperatura, o corregirlas también a la misma temperatura. Un registro de la
humedad relativa cerca del equipo en el momento de la prueba también es de
ayuda para evaluar las lecturas y las tendencias.
Además
se debe considerar el rango del equipo de pruebas para la medición del aislamiento
ya que este puede indicar lecturas que superaran el rango de todos los
medidores, excepto los más adelantados, pero esto está bien. En tales casos, el
electricista no busca un valor real, sino más bien quiere ver un valor alto e
“infinito”, ciertamente cumple con ese criterio.
Sin
embargo, “infinito” no es una medición, es una indicación de que el aislamiento
bajo prueba tiene una resistencia que excede las capacidades del instrumento
utilizado. Generalmente esto es adecuado puesto que el valor mínimo aceptable
de resistencia es probablemente mucho más bajo que la lectura máxima
disponible. Para el mantenimiento preventivo/predictivo, las lecturas de
infinito resultan inútiles.
En
resumen, las siguientes son algunas observaciones generales sobre cómo puede
usted interpretar las pruebas periódicas de resistencia de aislamiento, y lo
que debe hacer con los resultados:
|
Condición
|
Qué
hacer
|
|
a)
Valores de aceptables a altos y bien mantenidos
|
No
es causa de preocupación, bien mantenidos.
|
|
b)
Valores de aceptables a altos, pero con una tendencia constante hacia valores
más bajos
|
Localizar
y remediar la causa y verificar la tendencia decreciente.
|
|
c)
Bajos pero bien mantenidos
|
Las
condiciones probablemente estén bien pero debe verificarse la causa de los
valores bajos. Tal vez sea simplemente el tipo de aislamiento utilizado.
|
|
d)
Tan bajos como para no ser seguros
|
Limpie
y seque, o eleve los valores de otra manera antes de poner el equipo en
servicio (pruebe el equipo mojado mientras se va secando).
|
|
e)
Valores aceptables o altos previamente bien mantenidos pero que bajan
súbitamente
|
Realice
pruebas a intervalos frecuentes hasta que la causa de los valores bajos se
localice y se remedie o
Hasta
que los valores se estabilicen a un nivel más bajo pero seguro para la
operación o,
Hasta
que los valores sean tan bajos que sea inseguro mantener el equipo en
operación.
|
Fuente: Guía de pruebas de
diagnóstico de aislamiento a voltajes superiores a 1 kV. Megger.
Referencia:
- Guía de pruebas de diagnóstico de aislamiento
a voltajes superiores a 1 kV. Megger. Texas-USA
- “Más Vale Prevenir...”La guía Completa para Pruebas
de Aislamiento Eléctrico. MEGGER Pruebas de Aislamiento. Tercera edición Junio
de 1992. Texas USA.
Direcciones
consultadas:
https://www.chauvin-arnoux.com/sites/default/files/documents/cat_guia_de_medicion_de_aislamiento.pdf
