medición de resistencia de aislamiento
vilensky cediel
Carlos Sandoval
no poseo mucha experiencia en el tema, mas sin embargo la quiero
comparti.
he realizado mediciones de aislamiento a cables de potencia y en una
oportunida al evaluar un aislamiento, el indice de polarizacion era
superior a 5, muy por encima del que se considera bueno, (la primera
impresion es que el aislamiento se encuentra en buenas condiciones)
pero el conductor era viejo y muy deteriorado, indagando encontre algo
que decia que las propiedades del material aislante con el paso del
tiempo cambiaban de tal modo que podian arrojar estos valores, e
indicaban la necesidad de reemplazar el conductor.
seria interesante la interpretacion de algun experto!
Carlos Sandoval
Carlos Sandoval
Maracay-Venezuela
omar graterol
Carlos/Cediel, en relación con el IP, les puedo comentar y aclarar lo siguiente:
Como todos saben el IP es la relación de la medición de aislamiento entre las lecturas a 1 minuto y a 10 minutos después de haber aplicado el voltaje de medición (Vdc).
PI = R10/R1
Antes de proceder al análisis de lo que es el PI, es importante conocer que el aislamiento es determinado por las características de aislamiento o del equipo en prueba, las cuales originan diferentes corrientes que son medidas por el instrumento, en base a lo cual se determina el aislamiento; estas corrientes no son constantes en el tiempo, y mediante la relación de las mismas se determinan varios índices entre ellos el IP. Las corrientes que pueden estar presentes en una medición son las siguientes:
Corriente Capacitiva (Ic)
Todo equipo en prueba constituye un capacitor entre sus partes activas y la tierra de referencia. La primera corriente que circula, es la capacitiva (Ic), la cual circula durante el tiempo de carga del capacitor, esta corriente dura unos pocos segundos, es función de la constante de tiempo del capacitor y desaparece antes del 1er. Minuto.
Corriente de Conducción (IR)
Es la corriente que por conducción circula entre el cobre de la parte activa, a través de las paredes por efecto galvánico, y la tierra de referencia, esta corriente es constante en el tiempo.
Esta corriente puede fluir por la separación entre parte activa y tierra, por la humedad absorbida en el aislamiento, en sus grietas, huecos o porosidad, o por alguna contaminación que acorte el camino interno entre la parte activa y tierra. Cualquier problema relacionado con estos potenciales caminos a tierra, daños o rajaduras del aislamiento, resultara en una alta corriente o sea en un bajo aislamiento. Se puede decir que es la corriente que circula, por la resistencia interna del aislamiento. Corriente de Fuga (IL)
Es la corriente que circula por la superficie del aislamiento, y se origina por la contaminación de elementos conductivos en la superficie del aislamiento (Polvo, sucio, insectos, aceite, barro, químicos, etc.). Esta corriente también es constante en el tiempo.
Corriente de Polarización (IP)
El aislamiento por su naturaleza es “Higroscopico”, lo cual significa que retiene agua en mayor o menor grado en las moléculas que lo forman (Ejemplo el barniz en forma líquida). Las moléculas de agua se polarizan fácilmente y cuando un campo eléctrico es aplicado a sus extremos, se inicia el proceso de polarización o sea de absorción de electrones, o sea la moléculas que constituyen el agua, se alinean electrostáticamente, originándose así una corriente proveniente de la aplicación del campo o voltaje DC y pro la energía consumida en el proceso de polarización; esta corriente es conocida como corriente de polarización la cual deja de circular al completar el proceso de polarización de todas las moléculas de agua contenidas en el propio aislante.
El tiempo aproximado para completar este proceso, es de unos 10 minutos después de aplicado el voltaje. Por esa razón se hace la comparación con la medida a los 10 minutos, cuando esta corriente haya desaparecido (El aislamiento debe haber aumentado).
La corriente total, que incluye las cuatro corrientes (IT), es:
It = IC + IR + IL+ IP
Como hemos Indicado la IC es cero (0) al cumplir el primer minute; por lo cual en ese momento las corrientes total al primer minuto (IT 1er minuto ) es: IT 1er minuto = IR + IL + IP Igualmente, como lo indicamos a los 10 minutos la corriente de polarización también desaparece (IP = 0), por lo cual la corriente total a los 10 minutos (IT 10 minuto ) es: IT 10 minuto = IR + IL Ojo, aplicando la ley de Ohm, R = V/I
PI = R10/R1= (IR+IL)/(IR+IL+IP)
Bueno, como puedes ver, si la corriente de polarización IP es muy baja, es que las moléculas de agua contenidas en el propio aislamiento han desaparecido o están presentes en muy poca cantidad (Aislamiento muy seco), por lo cual el aislamiento resultante a los 10 min. es muy alto, dando origen a IP por encima de 5. Esto normalmente sucede en equipos muy viejos, con el aislamiento envejecido, posiblemente sometidos a estrés térmicos durante su vida que han logrado secar el agua contenida en el aislamiento o CRISTALIZAR EL
AISLAMIENTO.
Esto, aunque desde el punto de vista de aislamiento parezca excelente, puede representar un problema, debido a la fragilidad del AISLAMIENTO CRISTALIZADO, se puede quebrar en cualquier momento, en momentos de movimiento de las bobinas (Al energizar o magnetizar un motor, generador o transformador, se presentan movimientos resultantes de la interacción magnética de las fuerzas resultantes), cuando esto suceda puede fallar.
A continuación una tabla con la calificación y acciones a tomar basado en lasmediciones del IP.
| |||
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IP |
Condición del Bobinado |
Acciones a Tomar | |
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<1.0 |
Peligroso |
Secar el Bobinado | |
|
1-1.5 |
Malo |
Secar Bobinado | |
|
1.5-2.0 |
Dudoso |
Se recomienda el sacado para evaluar mejora | |
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2.0-3.0 |
Adecuado | ||
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3.0-4.0 |
Bueno | ||
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4.0<IP<5.0 |
Excelente | ||
|
IP>5.0 |
Aislamiento Cristalizado, planificar su reemplazo o reparacion | ||
Saludos,………………..Omar Graterol
Ingeniero Electricista
Maracaibo – Zulia- Venezuela
Telf. 58-261-7436648
Cel. 58-414-6338693
Asunto: [LESM] Re: medición de resistencia de aislamiento
Para: "LISTA ELECTRICA "SALVADOR MARTINEZ"" <listaele...@googlegroups.com>
Fecha: miércoles, 8 de diciembre, 2010 17:24
Carlos A. Carpio C.
Cediel:
Creo que ya explicaron teóricamente el comportamiento del aislamiento de un conductor cuando este está envejecido o cuando contiene humedad (correos precedentes), yo tuve un problema similar durante el ensamble de un generador síncrono de 13.8 KV (los valores obtenidos en el ensayo, en el transcurso del tiempo el valor del nivel del aislamiento no era creciente si no era ascendente y decreciente lo cual no indicaba una correcta medición dando como valor final infinito), no mencionas si el generador es nuevo o ya se energizo, no indicas el nivel de tensión nominal del generador; si el generador es nuevo trata de calentarlo un poco ( con un reflector o un calefactor) para que la humedad almacenada sea relativamente eliminada entre el colector y el eje (la misma puede generar efectos capacitivos entre estos elementos) o pueda que el aislamiento aun se encuentre húmedo o no se realizo correctamente el asilamiento adecuado (cristalización del mismo), tienes que corregir el valor arrojado por el equipo de medición del aislamiento de acuerdo a la temperatura del devanado, me supongo que lo realizaste así; verifica la correcta conexión del equipo hacia el anillo colector (en el conductor y en el punto de conexión a tierra).
Si el generador ya fue energizado y se realiza esta prueba luego de desenergizarlo pon a tierra sus partes activas en un tiempo igual al que realizas la prueba, verifica el estado del aislamiento de forma visual, se sabe que el nivel del aislamiento aumenta al aumentar la temperatura del conductor, pueda que el aislamiento este cristalizado, dañado, etc. llevando a la conclusión explicada en el correo de Omar.
Saludos,
Carlos A. Carpio C.
Ing. Electricista
Perú
vilensky cediel
Federico Messina
Debajo copio un correo que has enviado en su momento y sobre el cual tengo una duda matematica al respecto:
PI = R10/R1= (IR+IL)/(IR+IL+IP)
Es interesante, también, hacer notar que mucha gente ha tratado de usar la prueba PI en
transformadores llenados con aceite y no puede entender por qué un transformador que
se sabe que está bueno les da resultados próximos a 1. La respuesta es simple. La prueba
PI no es adecuada para transformadores llenados con aceite. El concepto depende de las
estructuras relativamente rígidas de los materiales aislantes sólidos, donde se requiere
energía de absorción para reconfigurar la estructura electrónica de moléculas
comparativamente fijas en contra del campo del voltaje aplicado. Puesto que este proceso
puede llevar a un estado teórico de terminación (en “tiempo infinito”, que obviamente
no puede lograrse en el campo práctico, pero que puede aproximarse razonablemente),
el resultado es una disminución sostenida de la corriente conforme las moléculas llegan
a su alineamiento “final”. Debido a que la prueba PI se define por este fenómeno, no se
puede aplicar con éxito a materiales fluidos puesto que el pasaje de la corriente de prueba
a través de una muestra llena de aceite crea corrientes de convección que constantemente
forman remolinos en el aceite, lo que da lugar a una carencia caótica de estructura que
se opone con la premisa básica sobre la que descansa la prueba PI.Messina Federico
Ing. Eléctrico UTN
Concordia-Entre Rios-Argentina
Date: Wed, 8 Dec 2010 20:49:19 +0000
From: ogra...@yahoo.es
Subject: Re: [LESM] Re: medición de resistencia de aislamiento
To: listaele...@googlegroups.com; csand...@gmail.com
omar graterol
Federico, gracias por la observacion, la formula esta invertida, la formula correcta es:
PI = R10/R1= (IR+IL+IP)/(IR+IL) , la inversion se origino cuando dije en la nota anterior de aplicar la Ley de Ohm que omiti el Voltaje Aplicado (VA) . PI = R10/R1= ((VA)/(IR+IL))/((VA)/(IR+IL+IP)); se puede ver que el el numerador esta el voltaje aplicado dividido entre la corrientes que corresponden a los 10 min, o sea R10 y en el denomidaor queda el voltaje aplicado dividido entre las corriente que corresponden al 1er. minuto o sea R1; con lo cual la formula queda con las tres corrientes que aparecen en el 1er. minuto arriba y las corrientes que quedan a los 10 min. abajo en el denominador. OJO,..no se si con esta expliacacion te termino de aclarar o por el contrario aumenta la confusion. OJO..mientras mas seco, mas corriente de polarizacion al 1er. minuto (Menor Resistencia de aislamiento). Puedes ver literatura sobre esto en PAPERs de los fabricantes de MEGGER o METREL, AEMC instruments. No te anexo porque son muy
pesados.
En todo caso esta formula en su expresion comun PI = R10/R1, se mantiene y todos la conocen. Lo de las corrientes es para la explicacion que nos permite sacar conclusiones.
Ademas, como tu dices el IP, un valor alto del IP significa el aislamiento cristalizado, que yo diria que ademas de interpretar la medicion se debe tener un alto sentido de los riesgos de un aislamiento cristalizado (Experiencia), para tomar alguna decision.
En relacion con lo que mencionas sobre pruebas a transformadores, estoy totalmente de acuerdo, y te puedo decir por que el Megger, con sus pruebas de aislamiento aplica basicamente para transformadores SECOS, a motores y a generadores,OJO..No para transformadores en ACEITE.
En el caso de transformadores de distribucion en postes (con aceite), que hace muy practico una prueba de aislameinto con un Megger, solo haciamos pruebas de descarte (QUEMADO o pasa la prueba); es decir su resultado lo consideramos confiable solo para decartar energizar un transformador quemado (Falla neta a tierra). No obstante en transformadores de potencia, hemos tenido transformadores fallados, que con el Megger dan execelntes lecturas; sin ambargo al energizarlos actuaban las protecciones, esto nos obliga a las otras pruebas y la mas usada por nosotros era la prueba del factor de potencia con el DOBLE.
Culquier detalle, o aclaracion adicional, me avisan.
Saludos,..............Omar Graterol |
Ingeniero Electricista
Maracaibo – Zulia- Venezuela
Telf. 58-261-7436648
Cel. 58-414-6338693 |
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