-
PRUEBA DE RESISTENCIA DE
AISLAMIENTO A TRANSFORMADORES
ITNL Ing. Justo Salinas - 2015
INTRODUCCIN
Puede decirse que la vida tilde un transformador
dependebsicamente de la duracinde sus aislamientos.
En el interior deltransformador se producenreacciones qumicas
debidasa la humedad y a la accinprolongada de la temperaturaque
redunda en ir haciendocada vez ms frgil elaislamiento.
-
OBJETIVO GENERAL DE LA PRUEBA
La medicin de la resistencia deaislamiento sirve para tener
unaidea del estado en que seencuentran los aislamientos, ycon base
a ello decidir si estnen condiciones de soportar losesfuerzos
dielctricos que seoriginan al aplicar tensiones enprueba o
trabajo.
Tambin verificar el grado dehumedad o suciedad al obtenervalores
bajos en el aislamiento.
IMPORTANCIA Por todo lo anterior expuesto se
observa que es necesario probarlos aislamientos en
lostransformadores, ya que una fallade este tipo implica la
necesidadde cortar la distribucin deenerga elctrica, lo cual
resultaextremadamente costoso.
La resistencia de aislamiento sedefine como la resistencia
enMegaohms que ofrece unaislamiento al aplicarle un voltajede
corriente directa durante untiempo dado medido a partir dela
aplicacin del mismo.
-
CAUSAS DE DETERIORO A pesar de los avances tecnolgicos sobre
aislamientos elctrico por parte de los
fabricantes, todos los aislamientos estn
sujetos a muchos efectos que pueden
ocasionar que fallen como son daos
mecnicos, vibraciones, calor o fro excesivos,
suciedad, aceite, vapores corrosivos, humedad
de los procesos, o simplemente la humedad de
un da nublado.
En distintos grados, estos enemigos del
aislamiento estn trabajando conforme pasa el
tiempo, combinados con el esfuerzo elctrico
que existe.
Conforme se desarrollan picaduras o grietas, la humedad y las
materias extraas penetran
en la superficie del aislamiento y proporcionan una trayectoria
de baja resistencia para la
fuga de corriente. Una vez que comienzan, los distintos enemigos
tienden a ayudarse entre
s y permiten una corriente excesiva a travs del aislamiento.
EQUIPO DE MEDICIN
La medicin de la resistencia deaislamiento se efecta con
unaparato denominado MEGGER,que consta bsicamente de unafuente de
CD y un indicador demegaohms. La capacidad de lafuente de CD
generalmente esbaja (250V-10kV), ya que lafinalidad es ver el
estado en quese encuentra el aislamiento, esdecir, esta es una
pruebaindicativa no destructiva, de talforma que si un aislamiento
estadbil no lo agrave.
-
CONSIDERACIONES PARA LA PRUEBA
1.- Precaucin. Se deberrestringir mediante un cordn deseguridad
o letreros de peligro deacceso al rea de prueba.
2.- El personal encargado dearmar las conexiones de prueba,deber
usar zapatos y guantes deseguridad dielctricos.
3.- La prueba deber efectuarsebajo las condiciones
atmosfricasadecuadas sin cambios bruscos detemperatura y con una
humedadrelativa menor del 75%.
4.- No realizar la prueba en unaatmsfera explosiva.
CONSIDERACIONES PARA LA PRUEBA 5.- Verifique que el
transformador a probar seencuentra desenergizado yaislado tanto
en el ladoprimario como en elsecundario (Libranza).
6.- Conectar a tierra cadauno de los devanadosantes de la
prueba, conobjeto de eliminar toda lacarga capacitada quepueda
afectar a la prueba.
7.- Verifique que todas las conexiones de prueba estn
firmemente apretadas.
-
CONSIDERACIONES PARA LA PRUEBA 9.- Asegrese que el tanque
del
transformador este slidamente aterrizado.
10.- Tambin de que se encuentra
desconectado el neutro del transformador
(en caso de conexin estrella), y de que estn
limpias las boquillas o aisladores.
11.- El equipo de medicin Megger debe de
quedar colocado en una base bien nivelada,
para poder operarlo.
12.- Verificar el infinito del aparato,
manteniendo las terminales separadas y
excitar manualmente, la aguja tendera a
desplazarse hacia infinito.
13.- Conectar entre si las terminales de la lnea y tierra del
aparato (terminales de
los cables de prueba), excite manualmente la manivela o el botn
pulsador en caso
de Megger electrnico, y observe si la aguja se va hacia cero;
con esto nos indicar
que los cables de prueba no estn abiertos entonces se puede
empezar la prueba.
VOLTAJE NOMINAL VS DE PRUEBA
-
CONFIGURACIONES DE PRUEBA La resistencia de aislamiento de
un
transformador se mide entre losdevanados conectados entre
s(cortocircuito), contra el tanqueconectado a tierra y entre
cadadevanado y el tanque, con el restode los devanados conectados
atierra.
Estas mediciones se puedenexpresar en forma sintetizada
como:
H-X ALTO VOLTAJE VS BAJO VOLTAJE
H-XT ALTO VOLTAJE VS BAJO VOLTAJE A TIERRA
X-HT BAJO VOLTAJE VS ALTO VOLTAJE A TIERRA
H-X ALTO VOLTAJE VS BAJO VOLTAJE
Medicin de resistencia de aislamiento entre alta tensin contra
baja tensin.
Al realizar la prueba se van tomando lecturas a 30 seghasta el
primer minuto y posteriormente cada minuto hasta completar los 10
minutos de prueba.
-
H-XT ALTO VOLTAJE VS BAJO VOLTAJE A TIERRA
Medicin de resistencia de aislamiento entre alta tensin contra
baja tensin a tierra.
Al realizar la prueba se van tomando lecturas a 30 seghasta el
primer minuto y posteriormente cada minuto hasta completar los 10
minutos de prueba.
X-HT BAJO VOLTAJE VS ALTO VOLTAJE A TIERRA
Medicin de resistencia de aislamiento entre baja tensin contra
alta tensin a tierra.
Al realizar la prueba se van tomando lecturas a 30 seghasta el
primer minuto y posteriormente cada minuto hasta completar los 10
minutos de prueba.
-
USO DE LA GUARDA Generalmente todos los Meggers
con rango mayor de 1000 M estnequipados con terminal de
guarda.El propsito de esta terminal es elcontar con un medio para
efectuarmediciones en mallas de tresterminales en tal forma que
puededeterminarse directamente el valorde una de las dos
trayectoriasposibles.
Concretamente puede decirse quela corriente de fuga de
todacomponente de un sistema deaislamiento conectada a la
terminalde guarda no interviene en lamedicin.
FACTORES QUE AFECTAN LAS LECTURASLa corriente a travs y a lo
largo del aislamiento
forma parte de una corriente relativamente
estable en las trayectorias de fuga sobre la
superficie del aislamiento. La electricidad tambin
fluye a travs del volumen del aislamiento. Esta
corriente total comprende tres componentes:
1. Corriente de carga capacitiva - Corriente que
empieza alta y cae despus de que el aislamiento
se ha cargado a voltaje pleno (de manera similar
al flujo de agua en una manguera de jardn cuando
se abre la llave).
2. Corriente de absorcin - Tambin una
corriente alta inicialmente que luego cae (por
razones que se analizan en la seccin Mtodo de
tiempo - resistencia).
3. Corriente de conduccin o fuga - Una
corriente pequea esencialmente estable a travs
y sobre el aislamiento.
-
PRUEBA CON METODO DE LECTURA PUNTUAL
O DE CORTO TIEMPO
En este mtodo, se conecta
simplemente el instrumento MEGGER
a travs del aislamiento que se va a
probar y se opera por un periodo corto
de tiempo especfico (generalmente se
recomienda 60 segundos).
Como se muestra esquemticamente
en la figura, simplemente se toma un
punto en una curva de valores
crecientes de resistencia; con
frecuencia el valor sera menor para
30 segundos, ms para 60 segundos.
Tome en cuenta tambin que la
temperatura y la humedad, as como la
condicin de su aislamiento afectan su
lectura.
PRUEBA CON METODO TIEMPO-RESISTENCIA
Se basa en el efecto de absorcin de
buen aislamiento. Se toman lecturas
sucesivas en tiempos especficos
(0.5,1-10 min) y se analizan las
diferencias en lecturas. Note que el
buen aislamiento muestra un
incremento continuo de resistencia en
un periodo de tiempo (del orden de 5
a 10 minutos).
Si el aislamiento contiene mucha
humedad o contaminantes, el efecto
de absorcin se enmascara por una
corriente de fuga alta que permanece
en un valor casi constante,
manteniendo baja la lectura de
resistencia (recuerde: R = E/I).
-
CRITERIOS DE ACEPTACIN Las lecturas de resistencia de
aislamiento deben considerarse cmo
relativas. 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 peridicas son, por tanto, su
mejor
aproximacin para el mantenimiento preventivo del equipo
elctrico.
La resistencia de aislamiento del transformador es aceptable si
cumplimos
con los valores mnimos recomendados por el fabricante, de no
existir esta
informacin la resistencia de aislamiento mnima aceptable
deber
calcularse de acuerdo con la siguiente formula:
R.M = KV + 1 Megaohm
Donde: R.M = Resistencia mnima aceptable (megaohms)
KV = Voltaje primario del equipo bajo prueba (KV)
La otra regla establece que el valor mnimo de resistencia de
aislamiento
debe ser de 1 megaohm por cada 1000 volts de prueba.
INDICE DE ABSORBCIN Y POLARIZACIN
La relacin de dos lecturas
tiempo - resistencia (tal
como una lectura de 60
segundos dividida entre
una lectura de 30
segundos) se llama ndice
de absorcin dielctrica.
Es til en el registro de
informacin sobre
aislamiento. Si la relacin
es una lectura de 10
minutos dividida entre una
lectura de un minuto, el
valor se llama el ndice de
polarizacin.
* Estos valores se deben considerar tentativos y
relativos - sujetos a la experiencia con el mtodo
tiempo - resistencia en un periodo de tiempo.
*** Estos resultados seran satisfactorios para
equipo con muy baja capacitancia tal como tramos
cortos de alambrado domstico.
-
EFECTOS DE LA TEMPERATURA La resistencia de los materiales
aislantes decrece marcadamente con un
incremento en la temperatura. Sin embargo, las pruebas por
los
mtodos tiempo - resistencia son relativamente independientes de
los
efectos de la temperatura, por lo que dan valores relativos.
Si se desea hacer comparaciones confiables entre lecturas, debe
corregir
las lecturas a una temperatura base, por ejemplo a 20 C, o tomar
todas
sus lecturas a la misma temperatura aproximadamente
(generalmente
no es difcil hacerlo). Una regla general es:
EFECTOS DE LA TEMPERATURACada tipo de material aislante
tendr diferente grado de
cambio de resistencia con la
temperatura. Sin embargo, se
han desarrollado factores
para simplificar la correccin
de los valores de resistencia.
La siguiente tabla da tales
factores para equipo
rotatorio, transformadores y
cables. Solo se multiplica las
lecturas que obtenga por el
factor correspondiente a la
temperatura (que necesita
medir).
-
EFECTOS DE LA HUMEDAD Se podra esperar que aumentando la
humedad
(contenido de humedad) en el aire circundante
(ambiente) podra afectar la resistencia de
aislamiento. Y se puede en distintos grados.
Si su equipo opera regularmente arriba de la
temperatura del punto de roco (la temperatura a la
que el vapor de la humedad en el aire se condensa
como lquido), la lectura de la prueba normalmente
no se afectar mucho por la humedad.
El enunciado anterior asume que las superficies del
aislamiento estn libres de contaminantes, tales
como ciertas pelusas y cidos o sales, que tienen la
propiedad de absorber humedad (llamados
materiales "higroscpicos" o "deliquesentes" por los
qumicos). Su presencia podra afectar
impredeciblemente sus lecturas; deben retirarse
antes de efectuar las pruebas.
