2010 - Ed. 01 Guía de la medición de aislamiento

1 Hmetros50 V a 5 000 VDC 2010 - Ed. 01 Gu a de la medici n de aislamiento z 2La medici n del aislamientoEl conjunto de instalaciones y equipos el ctricos respeta unas caracter sticas de aislamiento para permitir su funcionamiento con toda seguridad. Ya sea a nivel de los cables de conexi n, de los dispositivos de seccionamiento y de protecci n o a nivel de los motores y generadores, el aislamiento de los conductores el ctricos se lleva a cabo mediante materiales que presentan una fuerte resistencia el ctrica para limitar al m ximo la circulaci n de corrientes fuera de los conductores. La calidad de estos aislamientos se ve alterada al cabo de los a os por las exigencias a las que se someten los equipos. Esta alteraci n provoca una reducci n de la resistividad el ctrica 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 producci n en la de las mediciones tomadas durante la puesta en funcionamiento de elementos nuevos o renovados, el control peri dico del aislamiento de las instalaciones y equipos el ctricos permite evitar dichos accidentes mediante el mantenimiento preventivo.

2 Ste permite detectar el envejecimiento y la degradaci n prematura de las caracter sticas de aislamiento antes de que alcancen un nivel suficiente para provocar los incidentes mencionados a este punto, conviene diferenciar entre dos tipos de medici n que se confunden a menudo: la prueba diel ctrica y la medici n de la resistencia del prueba de rigidez diel ctrica, tambi n conocida com nmente como prueba de perforaci n mide la capacidad de un aislante de aguantar una sobretensi n de duraci n media sin que se produzca una descarga disruptiva. En una situaci n real, esta sobretensi n puede deberse a un rayo o a la inducci n generada por un defecto en una l nea de transporte de energ a. El objetivo principal de esta prueba es garantizar que se respeten las normas de construcci n relativas a las l neas de fuga y a las distancias de aislamiento .

3 La prueba se suele realizar aplicando tensi n alterna, pero se puede realizar igualmente con tensi n continua. El instrumento necesario para este tipo de medici n es un dielectr metro. El resultado obtenido es un valor de tensi n normalmente expresado en kilovoltios (kV). La prueba de rigidez diel ctrica tiene un car cter m s o menos destructivo en caso de defecto, seg n los niveles de las pruebas y la energ a disponible en el aparato. Por esta raz n se limita a los ensayos de tipo en equipos nuevos o su parte, la medici n de la resistencia del aislamiento no es destructiva en las condiciones de prueba normales. Se lleva a cabo aplicando una tensi n continua de magnitud inferior a la de la prueba diel ctrica y da un resultado expresado en kW, MW, GW incluso TW.

4 Esta resistencia expresa la calidad del aislamiento entre dos elementos conductores. Su naturaleza no destructiva (puesto que la energ a es limitada) hace que esta prueba sea especialmente interesante para el seguimiento del envejecimiento de los aislantes durante el per odo de explotaci n de un equipo o de una instalaci n el ctrica. Esta medici n se lleva a cabo mediante un comprobador de aislamiento llamado tambi n mega y causas de fallo del aislamientoLa medici n del aislamiento mediante un mega hmetro es parte de una pol tica de mantenimiento preventivo, y es necesario comprender las diferentes causas posibles de degradaci n del rendimiento del aislamiento , para poder llevar a cabo la implantaci n de medidas para corregir la degradaci 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 citadosLa fatiga de origen el ctrico: Relacionada principalmente con fen menos de sobretensi n y ca das de tensi n.

5 La fatiga de origen mec nico: Los ciclos de puesta en marcha y paro, sobre todo si son frecuentes, los defectos de equilibrado de m quinas rotativas y todos los golpes directos contra los cables y, de forma m s general, contra las fatiga de origen qu mico: La proximidad de productos qu micos, de aceites, de vapores corrosivos y de modo general, el polvo, afectan el rendimiento del aislamiento de los fatiga relacionada con los cambios de temperatura: En combinaci n con la fatiga mec nica provocada por los ciclos de puesta en marcha y parada de los equipos, las exigencias de la dilataci n o contracci n afectan las caracter sticas de los materiales aislantes. El funcionamiento a temperaturas extremas es tambi n un factor de envejecimiento de los materiales.

6 Z 3La contaminaci n ambiente: La aparici n de moho y la acumulaci n de part culas en entornos h medos y calurosos provocan tambi n la degradaci n de las caracter sticas de aislamiento de las siguiente gr fico muestra la distribuci n de las causas m s comunes de fallo en el caso de un motor el Contaminaciones externas n Sobrecargan Fallo mec nicon Fallo de fasen Deterioro de los aislantesn Otros43 %25 %5 %5 %10 %12 %0 5101520 Otros productos qu micosPolvo y part culasMohoAceites y grasasContaminaciones externasAparte de los fallos s bitos del aislamiento relacionados con acontecimientos excepcionales como por ejemplo inundaciones, el conjunto de estos factores de degradaci n de las caracter sticas del aislamiento se combinar desde la puesta en funcionamiento de la instalaci n, ampli ndose a veces mutuamente, y debido a la falta de control crear a largo plazo situaciones que pueden resultar cr ticas tanto desde el punto de vista de la seguridad de las personas como desde el punto de vista del funcionamiento.

7 El control peri dico del aislamiento de una instalaci n o de un equipo permite as vigilar esta degradaci n e intervenir antes del fallo de la medici n del aislamiento y factores de influenciaLa medici n de la resistencia se basa en la ley de Ohm. Al aplicar una tensi n continua con un valor conocido e inferior al de la prueba diel ctrica y a continuaci n medir la corriente en circulaci n, es posible determinar f cilmente el valor de la resistencia. Por principio, la resistencia del aislamiento presenta un valor muy elevado pero no infinito, por lo tanto, mediante la medici n de la d bil corriente en circulaci n el mega hmetro indica el valor de la resistencia del aislamiento con un resultado en kW, MW, GW, incluso en TW en algunos modelos.

8 Esta resistencia muestra la calidad del aislamiento entre dos elementos conductores y proporciona una buena indicaci n sobre los riesgos de circulaci n de corrientes de un cierto n mero de factores que afectan el valor de la resistencia del aislamiento , as pues el valor de la corriente que circula cuando se aplica una tensi n constante al circuito durante la prueba puede variar. Estos factores, por ejemplo la temperatura o la humedad, pueden modificar considerablemente la medici n. Analicemos primero partiendo de la hip tesis de que estos factores no influyan la medici n, la naturaleza de las corrientes que circulan durante una medici n del 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.

9 Esta corriente es transitoria, relativamente elevada al principio, y disminuye exponencialmente hacia un valor cercano a cero una vez el circuito probado est cargado el ctricamente (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 absorci n corresponde a la aportaci n de energ a necesaria para que las mol culas del aislante se reorienten bajo el efecto del campo el ctrico aplicado. Esta corriente decrece mucho m s lentamente que la corriente de carga capacitiva y requiere m s minutos para alcanzar un valor pr ximo a cero. Corriente de fuga o corriente de conducci n. Esta corriente indica la calidad del aislamiento , es estable en el tiempo.

10 Z 4El gr fico siguiente ilustra la naturaleza de estas tres corrientes en funci n del tiempo (cabe se alar que la escala de tiempo es orientativa y puede variar seg n el aislamiento que se est probando).Corriente de conducci n o de fugaTIEMPO SEGUNDOS CORRIENTE - MICROAMPERIOSLa corriente total que circula por el aislante que se est probando es variable en el tiempo, lo cual implica una gran variaci n resultante del valor de resistencia de aislamiento ya que el circuito est alimentado con tensi n de abordar detalladamente los diversos m todos de medida, es conveniente retomar los factores de influencia de la medida de resistencia de de la temperatura: La temperatura hace variar el valor de la resistencia de aislamiento seg n una ley casi exponencial.