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Pruebas de aislamiento para Pruebas de aislamiento para motores elmotores elééctricos de baja ctricos de baja

tensitensióónn

Presentado por:Presentado por:Oscar NOscar Núñúñez Mata, Ing.ez Mata, Ing.globaltecsa@racsa.co.crglobaltecsa@racsa.co.crT. 8815 7166T. 8815 7166

Contenido:Contenido:Materiales aislantes.Clases de aislamiento.Vida útil del aislamiento.Fallas de aislamiento.Pruebas e interpretación de resultados según estándar IEEE 43-2000:- Seguridad ocupacional.- Condiciones de las pruebas.- Medidor de aislamiento- Otras pruebas.Programas de mantenimiento predictivo.

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Breve reseBreve reseñña hista históóricarica

El motor de inducciEl motor de induccióón fue n fue desarrollado en 1880 por desarrollado en 1880 por Nikola Tesla. Nikola Tesla. El principio de funcionamiento El principio de funcionamiento se ha mantenido igual al se ha mantenido igual al original.original.El motor ha presentado El motor ha presentado cambios en:cambios en:TamaTamañño fo fíísico: Msico: Máás HP por Kg.s HP por Kg.Mejores caracterMejores caracteríísticas de operacisticas de operacióón: n:

Eficiencia, torque.Eficiencia, torque.Mejoras en su construcciMejoras en su construccióón.n.DiseDiseñños mos máás simples: Jaula de Ardilla s simples: Jaula de Ardilla

por Rotor bobinado.por Rotor bobinado.Y mejoras en los materiales aislantes.Y mejoras en los materiales aislantes.

Establecimientos de Establecimientos de clasificaciclasificacióón tn téérmica:rmica:

En 1898 en Estados Unidos aparece la primera clasificaciEn 1898 en Estados Unidos aparece la primera clasificacióón n ttéérmica de los materiales aislantes en motores, rmica de los materiales aislantes en motores, generadores y transformadores.generadores y transformadores.En 1915, la IEEE de Estados Unidos define las clases de En 1915, la IEEE de Estados Unidos define las clases de aislamientos en A, B y C, segaislamientos en A, B y C, segúúnn los materiales aislanteslos materiales aislantesusados en el proceso de fabricaciusados en el proceso de fabricacióón del equipo.n del equipo.En ese mismo aEn ese mismo añño, 1915, se establecen una serie de valores yo, 1915, se establecen una serie de valores ypruebas de HIpruebas de HI--POT realizadas por las fabricas de motores.POT realizadas por las fabricas de motores.

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Materiales Aislantes:Materiales Aislantes:DefiniciDefinicióón: Un material que no conduce n: Un material que no conduce electricidad, o la conduce muy mal. Se asocia electricidad, o la conduce muy mal. Se asocia esta caracteresta caracteríística con la ausencia de stica con la ausencia de electrones libres, con posibilidad de electrones libres, con posibilidad de movimiento (Los metales tienen electrones movimiento (Los metales tienen electrones libres de movimiento). libres de movimiento). No existe un conductor o un aislante perfecto.No existe un conductor o un aislante perfecto.Un metal conductor de electricidad supera a Un metal conductor de electricidad supera a un aislante, no conductor, en 1X10un aislante, no conductor, en 1X1015 veces su veces su capacidad de conducir electricidad. capacidad de conducir electricidad. La capacidad de conducir electricidad no es La capacidad de conducir electricidad no es constante, depende de la temperaturaconstante, depende de la temperatura. .

CaracterCaracteríísticas de los aislantessticas de los aislantes

Rotura dielRotura dielééctrica: Cualquier material ctrica: Cualquier material aislante sometido a un campo aislante sometido a un campo elelééctrico suficientemente intenso se ctrico suficientemente intenso se hace conductor.hace conductor.Rigidez dielRigidez dielééctrica: El campo ctrica: El campo elelééctrico mctrico mááximo que puede resistir ximo que puede resistir un material sin que se produzca un material sin que se produzca rotura.rotura.

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Rotura dielRotura dielééctricactrica

--Durante una rotura hay Durante una rotura hay una ionizaciuna ionizacióón parcial.n parcial.--Se da una conducciSe da una conduccióón n elelééctrica.ctrica.--Previo a la rotura existe Previo a la rotura existe una acumulaciuna acumulacióón de n de molmolééculas en el material culas en el material las cuales son liberadas las cuales son liberadas luego de sobrepasar el luego de sobrepasar el valor de rigidez valor de rigidez dieldielééctrica.ctrica.

Pueden darse descargas o chispas

EjemploEjemplo

El valor de rigidez dielEl valor de rigidez dielééctrica se da ctrica se da en Ven V/m./m.El aire seco: 800.000V/m.El aire seco: 800.000V/m.Materiales tMateriales tíípicos aislantes: picos aislantes: 10.000.000V10.000.000V/m./m.Si tenemos una capa de 0,0001m Si tenemos una capa de 0,0001m (0,1mm) de este material.(0,1mm) de este material.PodrPodríía soportar ma soportar mááximo 1000V.ximo 1000V.

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Barnizado de un motorBarnizado de un motor

--Barniz: Es la primera capa de material Barniz: Es la primera capa de material aislante. Una fina pelaislante. Una fina pelíícula de barniz cula de barniz cubre el alambre magneto, generalmente cubre el alambre magneto, generalmente son a base de polyester.son a base de polyester.--Se aplica barniz adicional a la mSe aplica barniz adicional a la mááquina, quina, con esto se busca obtener los siguientes con esto se busca obtener los siguientes resultados:resultados:Entrelazar el alambre entre si para Entrelazar el alambre entre si para

formar una masa sformar una masa sóólida.lida.

BarnizadoBarnizado

Reforzar el aislamiento propio del Reforzar el aislamiento propio del alambre, el cual puede sufrir deterioro en alambre, el cual puede sufrir deterioro en el momento de la manipulaciel momento de la manipulacióón y el n y el rebobinado.rebobinado.Proveer resistencia quProveer resistencia quíímica, a la humedad mica, a la humedad y a la contaminaciy a la contaminacióón.n.Prevenir la corrosiPrevenir la corrosióón del nn del núúcleo laminado.cleo laminado.Rellenar las partes vacRellenar las partes vacíías de las ranuras, y as de las ranuras, y entre las capas de aislamiento, para entre las capas de aislamiento, para mejorar la transferencia de calor.mejorar la transferencia de calor.

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Materiales aislantes en mMateriales aislantes en mááquinas:quinas:

Los aislantes buscan:Los aislantes buscan:Aislar las bobinas entre si.Aislar las bobinas entre si.Aislar las bobinas de Aislar las bobinas de

diferentes fases.diferentes fases.Aislar las bobinas de la Aislar las bobinas de la

carcaza de la mcarcaza de la mááquina (Se quina (Se conoce como aislamiento a conoce como aislamiento a tierra o masa).tierra o masa).Aislar las lAislar las lááminas del minas del

nnúúcleo magncleo magnéético.tico.

Curado al horno:Curado al horno:Para que el proceso de Para que el proceso de barnizado alcance todos los barnizado alcance todos los puntos anteriores, se puntos anteriores, se recomienda un tiempo de recomienda un tiempo de curado segcurado segúún lo que n lo que especifique el fabricante, a especifique el fabricante, a una temperatura dada, y en una temperatura dada, y en hornos especiales para tal hornos especiales para tal proppropóósito.sito.Con circulaciCon circulacióón de aire y n de aire y extracciextraccióón de gases n de gases residuales del curado.residuales del curado.

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ContinuaciContinuacióónnAdemAdemáás del barniz, la ms del barniz, la mááquina elquina elééctrica incluye ctrica incluye los siguientes materiales aislantes:los siguientes materiales aislantes:Papel base aislante.Papel base aislante.Papel intermedio aislante: Separadores, cuPapel intermedio aislante: Separadores, cuññasasAislamiento en las conexiones: Espagueti, Aislamiento en las conexiones: Espagueti,

Cintas aislantes, cables de salida, terminales.Cintas aislantes, cables de salida, terminales.Amarras.Amarras.

Estos materiales son a base de: Nomex, Estos materiales son a base de: Nomex, Dacron, Mylar, PoliDacron, Mylar, Poliééster, Fibra de vidrio, ster, Fibra de vidrio, Melamina, Hypalon, EPDM, Melamina, Hypalon, EPDM, AlgodAlgodóón, Mica.n, Mica.

Clases de aislamiento:Clases de aislamiento:

NEMA clasificNEMA clasificóó el sistema de aislamiento de el sistema de aislamiento de las mlas mááquinas elquinas elééctricas por su habilidad de ctricas por su habilidad de proveer adecuada resistencia a la proveer adecuada resistencia a la temperatura.temperatura.

Se establece:Se establece:Temp. Total Sistema = Temp. Temp. Total Sistema = Temp. AmbAmb. + . +

Levantamiento de Temperatura.Levantamiento de Temperatura.Si la temperatura ambiente es mayor a 40Si la temperatura ambiente es mayor a 40°°C, se C, se

debe solicitar un motor especial al fabricante. debe solicitar un motor especial al fabricante. 1010°°C adicionales se permiten si el motor incluye C adicionales se permiten si el motor incluye

detectores de temperaturas dentro de su bobinado.detectores de temperaturas dentro de su bobinado.

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PLACA DE CARACTERPLACA DE CARACTERÍÍSTICASSTICAS

En los estEn los estáándares ndares NEMA e IEC las NEMA e IEC las placas indican la placas indican la clase de aislamiento clase de aislamiento de la mde la mááquina.quina.Algunas indican el Algunas indican el levantamiento levantamiento permitido.permitido.

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Clases de aislamiento:Clases de aislamiento:

180180ººCC2525ººCC115115ººCC40 40 ººCCCERRADOCERRADO

180180ººCC3030ººCC110110ººCC40 40 ººCCABIERTOABIERTOHH

155155ººCC2020ººCC9595ººCC40 40 ººCCCERRADOCERRADO

155155ººCC2525ººCC9090ººCC40 40 ººCCABIERTOABIERTOFF

130130ººCC1515ººCC7575ººCC40 40 ººCCCERRADOCERRADO

130130ººCC2020ººCC7070ººCC40 40 ººCCABIERTOABIERTOBB

105105ººCC1010ººCC5555ººCC40 40 ººCCCERRADOCERRADO

105105ººCC1515ººCC5050ººCC40 40 ººCCABIERTOABIERTOAA

Temp. Total Temp. Total SistemaSistema

Tolerancia Tolerancia de punto de punto calientecaliente

Incremento Incremento de de

temperaturatemperatura

Temp. Temp. AmbAmb..

Grado Grado ProtecciProteccióónn

Clase de Clase de aislamientoaislamiento

Vida Vida úútil del aislamientotil del aislamiento..

- Las pruebas de vida del aislamiento según la IEEE establecen un mínimo de 100.000 horas de vida.- Estos valores se reducen a la mitad por cada 10°C de incremento en la temperatura de operación del motor.

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Efecto sobre el nEfecto sobre el núúcleo laminadocleo laminado

La limitaciLa limitacióón de la n de la temperatura de temperatura de levantamiento del levantamiento del motor influye en la motor influye en la vida del barniz de vida del barniz de naturaleza QUnaturaleza QUÍÍMICO MICO ORGORGÁÁNICO que NICO que aaííslan las lslan las lááminas minas del ndel núúcleo unas de cleo unas de otras. otras.

Acelerado deterioro del aislamientoAcelerado deterioro del aislamiento

--En general, una operaciEn general, una operacióón n libre de humedad y agentes libre de humedad y agentes contaminantes asegura una contaminantes asegura una larga vida del motor, en larga vida del motor, en especial del aislamiento.especial del aislamiento.--Las propiedades originales Las propiedades originales de los aislantes se ven de los aislantes se ven disminuidas en presencia de disminuidas en presencia de agentes extraagentes extraññosos--La escogencia del grado de La escogencia del grado de protecciproteccióónn es importante es importante para asegurar la vida para asegurar la vida úútil til del motor. del motor.

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Causas elCausas elééctricas:ctricas:El aislamiento es diseEl aislamiento es diseññado ado para una particular para una particular aplicaciaplicacióón. Sobre voltajes, n. Sobre voltajes, bajo voltajes, des balance bajo voltajes, des balance (p(péérdida de fase), rdida de fase), cortocircuitos, voltajes cortocircuitos, voltajes transitorios excesivamente transitorios excesivamente altos puede provocar la altos puede provocar la ruptura del mismo.ruptura del mismo.

Efecto de los variadores de Efecto de los variadores de velocidad sobre el aislamiento:velocidad sobre el aislamiento:

El uso del transistor, como elemento de switcheo, El uso del transistor, como elemento de switcheo, aumentaumentóó en 10 veces la rapidez de respuesta de en 10 veces la rapidez de respuesta de los equipos empleados alos equipos empleados añños atros atráás, esto results, esto resultóóen un mejor desempeen un mejor desempeñño del motor, como si o del motor, como si estuviera alimentado con una fuente senoidal. estuviera alimentado con una fuente senoidal. Esto redujo significativamente el tamaEsto redujo significativamente el tamañño de los o de los variadores.variadores.Aparecieron nuevos problemas, como el estrAparecieron nuevos problemas, como el estréés s en el aislamiento del motor. Resultando en fallas en el aislamiento del motor. Resultando en fallas prematurasprematuras..

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Partes de un variador:Partes de un variador:

Onda de entradaOnda de entrada--salida:salida:

SINE WAVE SINE WAVE VOLTAGEVOLTAGE

VO

LT

AG

EV

OL

TA

GE

TIMETIME

INVERTER VOLTAGEINVERTER VOLTAGE

BUS VOLTAGEBUS VOLTAGE

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IGBTIGBTEl uso de los El uso de los IGBTIGBT´ss disminuydisminuyóó el ruido el ruido producido en los variadores antiguos producido en los variadores antiguos (Frecuencias portadoras hasta 3.5 (Frecuencias portadoras hasta 3.5 khzkhz). ). Esto trajo otros problemas:Esto trajo otros problemas:11-- El variador y el motor elevaron su El variador y el motor elevaron su temperatura de operacitemperatura de operacióón.n.22-- Por los abruptos cambio de voltaje, los Por los abruptos cambio de voltaje, los bobinados se someten a un Stress, que bobinados se someten a un Stress, que puede dapuede daññarlo.arlo.

Cambios abruptos:Cambios abruptos:La operaciLa operacióón de un motor con una variador de n de un motor con una variador de frecuencia es una condicifrecuencia es una condicióón mn máás severa para el s severa para el aislamiento.aislamiento.La generaciLa generacióón de corrientes armn de corrientes armóónicas elevan la nicas elevan la temperatura en los bobinados.temperatura en los bobinados.El otro factor que aparece es la onda reflejada, El otro factor que aparece es la onda reflejada, los cual es mlos cual es máás problems problemáático con distancias tico con distancias entre motorentre motor--variador mayor a 15 metros y variador mayor a 15 metros y voltajes de alimentacivoltajes de alimentacióón de 480 VCA.n de 480 VCA.Los picos de voltaje pueden llegar a 2 voltaje Los picos de voltaje pueden llegar a 2 voltaje de salida.de salida.

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Ondas de salidaOndas de salida

ContinuaciContinuacióón:n:

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Causas mecCausas mecáánicas:nicas:1.1. Excesivos arranques Excesivos arranques

y paradas.y paradas.2.2. Niveles altos de Niveles altos de

vibracivibracióón.n.3.3. Deterioro de Deterioro de

rodamientos rodamientos (Provocan fricci(Provocan friccióón).n).

4.4. Sobrecarga Sobrecarga mecmecáánica del motor.nica del motor.

5.5. Otros.Otros.

Cantidad de arranques:Cantidad de arranques:

A= Máximo número de arranques por hora.B= Tiempo en segundos entre arranques sucesivos.

4404.35003.710001.8250

2684.830046002200

975.91105.22202.6100

796.6905.81802.975

647.7726.81453.450

4810.9559.61204.820

4412.14810.71005.415

4114.24612.5926.210

3718.44216.3838.15

3334383075151

BABABAEN HP

6 POLOS4 POLOS2 POLOSPOTENCIA

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Ataque quAtaque quíímico:mico:

El efecto de vapores El efecto de vapores corrosivos, polvo, corrosivos, polvo, aceites (Grasas), aceites (Grasas), agua, puede ser agua, puede ser determinante para la determinante para la vida del aislamiento.vida del aislamiento.

Causas tCausas téérmicas:rmicas:

Que un motor opere en Que un motor opere en condiciones de excesivo condiciones de excesivo calor o frcalor o fríío pueden causar o pueden causar expansiexpansióón o contraccin o contraccióón n del aislamiento, lo que del aislamiento, lo que puede provocar la puede provocar la ruptura.ruptura.A menos que la mA menos que la mááquina quina estestéé disediseññada para ada para operacioperacióón intermitente, el n intermitente, el efecto de sucesivos efecto de sucesivos arranques y paros serarranques y paros serááacelerar el proceso de acelerar el proceso de deterioro, o arranques deterioro, o arranques severos.severos.

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MECMECÁÁNICOSNICOS

VibraciVibracióón y Choquen y Choque

MEDIO AMBIENTEMEDIO AMBIENTE

MECANISMOSMECANISMOS

QUQUÍÍMICOSMICOS

ELELÉÉCTRICOS (V)CTRICOS (V)

TTÉÉRMICOSRMICOS

Fallas de aislamiento:Fallas de aislamiento:

¿Qué Efectos ocasionan Degradación?

TemperaturaTemperatura

El VoltajeEl Voltaje

VibraciVibracióónn

¿¿ CCÓÓMO ?MO ?

+10°C REDUCE LA VIDA (50%)

+1% Desb. V REDUCE LA VIDA (10%)

AMPLITUD DE LA VIBRACIÓN

INCREMENTA LA ABRASIÓN EXPONENCIALMENTE

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Falla 1: Corto entre vueltasFalla 1: Corto entre vueltas

Falla 2: Corto entre fasesFalla 2: Corto entre fases

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Falla 3: Corto tierra tipo 1Falla 3: Corto tierra tipo 1

Falla 4: Corto tierra tipo 2Falla 4: Corto tierra tipo 2

20

Falla 5: Corto por alto voltajeFalla 5: Corto por alto voltaje

Falla 6: PFalla 6: Péérdida de faserdida de fase

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Falla 7: SobrecargaFalla 7: Sobrecarga

Normas de seguridad:Normas de seguridad:

Trabajo: Es el resultado de la Trabajo: Es el resultado de la acciaccióón de las personas que n de las personas que

transforman o realizan transforman o realizan modificaciones en la modificaciones en la

naturaleza para satisfacer naturaleza para satisfacer sus necesidadessus necesidades

PRODUCTIVIDADPRODUCTIVIDADCALIDADCALIDAD

SEGURIDADSEGURIDAD

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Seguridad ocupacionalSeguridad ocupacionalFACTORES DE RIESGO

ELECTRICOEl peligro eléctrico puede dar lugar a choques eléctricos, quemaduras o electrocuciones y se origina por el contacto directo con electricidad, pudiendo ser por una puesta accidental de la corriente o relacionados con cortocircuitos o sobrecargas.

Prueba de AislamientoPrueba de Aislamiento

Es una prueba cuantitativa. Obtenemos una Es una prueba cuantitativa. Obtenemos una medicimedicióón llamada RESISTENCIA DE n llamada RESISTENCIA DE AISLAMIENTO. Esta es funciAISLAMIENTO. Esta es funcióón del tipo y n del tipo y condicicondicióón del material aislante.n del material aislante.El voltaje de prueba es aproximadamente el El voltaje de prueba es aproximadamente el de operacide operacióón normal.n normal.Voltaje de prueba (IEEE Std. 43Voltaje de prueba (IEEE Std. 43--2000): 2000): -- <1000 VCA<1000 VCA 500 VDC500 VDC-- 10001000--2500 VCA2500 VCA 500500--1000 VDC1000 VDC-- 25012501--5000 VCA5000 VCA 10001000--2500 VDC2500 VDC-- 50015001--12000 VCA12000 VCA 25002500--5000 VDC5000 VDC

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MeggerMegger::

La medición se toma en 60 segundos, luego de alcanzar el valor del voltaje de prueba.Puede realizarse en el panel de arrancadores. Si el valor obtenido no es satisfactorio se debe hacer directamente en la caja del motor.

El El MeggerMegger……

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Componentes de la corriente:Componentes de la corriente:

La resistencia de aislamiento La resistencia de aislamiento se obtiene: se obtiene: IR IR = V / I,= V / I,--V es el voltaje de prueba del V es el voltaje de prueba del instrumentoinstrumento..--I es la corriente que circula I es la corriente que circula por medio del aislamiento.por medio del aislamiento.--I se puede separar en varios I se puede separar en varios componentes:componentes:IItotaltotal==IIfugafuga+I+ICapacitanciaCapacitancia + + IIAbsorciAbsorcióónn

Componentes de I:Componentes de I:

--La La I de FugaI de Fuga es constante en el tiempo. Esta corriente es constante en el tiempo. Esta corriente pasa a travpasa a travéés del material aislante. La presencia de s del material aislante. La presencia de humedad, aceite o suciedad aumenta su intensidad.humedad, aceite o suciedad aumenta su intensidad.--La La I de Carga I de Carga CapacitivaCapacitiva es debida a la geometres debida a la geometríía a propia del bobinado, usualmente no afecta la medicipropia del bobinado, usualmente no afecta la medicióón de n de aislamiento por que desaparece en los primeros 60 aislamiento por que desaparece en los primeros 60 segundos.segundos.

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ContinuaciContinuacióónn……

I de Absorción o corriente de polarización es afectada por dos fenómenos.- La polarización de las moléculas de los materiales de impregnación (Barniz), que tienden a reorientarse en presencia del campo eléctrico. Debido a las fuerzas moleculares este proceso demora varios minutos.- El movimiento de electrones a través de los materiales de aislamiento, los que usualmente son detenidos en las capas exteriores.

Los materiales modernos de aislamiento tienen corrientes de absorción bajas.

MeggerMegger::InterpretaciInterpretacióón de los datos segn de los datos segúún n EstEstáándar IEEE 43ndar IEEE 43--2000 (402000 (40°°C T. Amb.):C T. Amb.):

Mayoría de motores bobinado aleatorio y preformado de menos de 1 kV.

5

Mayoría de DC armaduras y motores AC bobina preformada hechos después de 1970.

100

Mayoría de motores hechos antes de 1970, y otros no descritos abajo.

kV + 1

Equipo en pruebaMínimo valor esperado M Ω

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Diferentes Diferentes puntos de puntos de medicimedicióónn

Efecto de la temperatura:Efecto de la temperatura:La temperatura afecta directamente el La temperatura afecta directamente el valor obtenido de resistencia de valor obtenido de resistencia de aislamiento .aislamiento .La resistencia de aislamiento cambia La resistencia de aislamiento cambia inversamente con la temperatura. La inversamente con la temperatura. La resistencia baja cuando su temperatura resistencia baja cuando su temperatura aumenta. aumenta. En los aislantes, un incremento en la En los aislantes, un incremento en la temperatura aumenta la energtemperatura aumenta la energíía ta téérmica y rmica y se liberan cargas adicionales que se liberan cargas adicionales que conducen, con esto se reduce la conducen, con esto se reduce la resistencia. Todos los componentes de la resistencia. Todos los componentes de la corriente I se ven afectados, menos la I de corriente I se ven afectados, menos la I de Carga Capacitiva.Carga Capacitiva.

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CorrecciCorreccióón de temperatura:n de temperatura:FFóórmula de correccirmula de correccióónnLa correcciLa correccióón puede ser hecha usando la ecuacin puede ser hecha usando la ecuacióón: n:

RcRc==KtKt * * RtRtDonde:Donde:RcRc=Resistencia de aislamiento corregida a 40=Resistencia de aislamiento corregida a 40°°CC..RtRt=Resistencia de aislamiento medida a una =Resistencia de aislamiento medida a una

temperatura T.temperatura T.KtKt=factor de correcci=factor de correccióónn

KtKt=(0.5)=(0.5)(40-T)/10

Ejemplo:Ejemplo: 100 M100 MΩΩ a 30a 30°°C, corregirlo a 40C, corregirlo a 40°°C.C.RcRc=100 M=100 MΩΩ * (0.5)* (0.5) (40-30)/10

RcRc=100 * (0.5)=100 * (0.5) 10/10 = 100*0.5=50= 100*0.5=50 MMΩΩ a 40a 40°°CC

RecordemosRecordemos……

Estimación de la temperatura del bobinado:

Th=[ (Rh/Rc) x (K+Tc) ] – K

Th es la temperatura luego de alcanzar el equilibrio térmico.Tc es la temperatura antes de operar.Rh resistencia óhmica luego de alcanzar el equilibrio térmico.Rc resistencia óhmica antes de operar.K es una constante, para el cobre de 234.5

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Para medir resistencias bajas:Para medir resistencias bajas:

Se usa el mSe usa el méétodo de 4 puntas:todo de 4 puntas:

2 amp

29

MMéétodo de 4 puntas:todo de 4 puntas:

Ejemplo grEjemplo grááfico:fico:Medida vs. Corregida Resistencia de

Aislamiento

0

200

400

600

800

1000

1200

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Medición

Meg

aohm

s MEDIDA

CORREGIDA

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Prueba de aislamiento por Prueba de aislamiento por incremento de voltajeincremento de voltaje

-Se espera que al incrementar el voltaje la corriente también aumente, permaneciendo la resistencia de aislamiento prácticamente constante.-Cualquier desviación podría significar defectos en el aislamiento. -En bajos voltajes es posible no observar defectos.-Con el incremento del voltaje se puede alcanzar el punto donde la ionización inicie y la resistencia tiende a caer.

Prueba de Hi Prueba de Hi –– Pot (Alto potencial)Pot (Alto potencial)

Es una prueba cualitativa que indica si el aislamiento Es una prueba cualitativa que indica si el aislamiento pasa o no pasa a un voltaje determinado, muy pasa o no pasa a un voltaje determinado, muy usado en control de calidad.usado en control de calidad.Es una herramienta Es una herramienta úútil para probar la resistencia de til para probar la resistencia de aislamiento a tierra.aislamiento a tierra.Los estLos estáándares NEMA MGndares NEMA MG--1 e IEEE 431 e IEEE 43--2000 2000 recomiendan los siguientes voltajes de prueba:recomiendan los siguientes voltajes de prueba:1.1.V prueba 1 V prueba 1 = 2 x V = 2 x V operacioperacióónn + 1000+ 10002.2.Para Para motoresmotores nuevosnuevos y y rebobinadosrebobinados: :

V prueba 2 V prueba 2 = V = V pruebaprueba 1 x ( 1.2 1 x ( 1.2 óó 1.7 )1.7 )

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ÍÍndice de polarizacindice de polarizacióón PIn PI

--La prueba del INDICE DE POLARIZACILa prueba del INDICE DE POLARIZACIÓÓN (PI) ayuda a N (PI) ayuda a determinar la determinar la condicicondicióónn del del aislamientoaislamiento. .

PI= IR @ 10 min. / IR @ 1 min.PI= IR @ 10 min. / IR @ 1 min.--Mide el tiempo requerido por las Mide el tiempo requerido por las molmolééculasculas del aislamiento del aislamiento para polarizar (Alinearse) y resistir el flujo de corriente.para polarizar (Alinearse) y resistir el flujo de corriente.--La primera figura muestra las molLa primera figura muestra las molééculas desorientadas. Al culas desorientadas. Al aplicar voltaje las molaplicar voltaje las molééculas se orientan para evitar el flujo culas se orientan para evitar el flujo de corriente.de corriente.--Aplicable a motores 150HP o mAplicable a motores 150HP o máás.s.

ÍÍndice de polarizacindice de polarizacióónn

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AbsorciAbsorcióón dieln dielééctrica:ctrica:

Motores menores a 150 HP conviene hacer esta Motores menores a 150 HP conviene hacer esta prueba:prueba:AD= IR @ 60 AD= IR @ 60 segseg. / IR @ 30 . / IR @ 30 segseg..TambiTambiéén recomiendan hacerla a 3 n recomiendan hacerla a 3 minmin/1 min/1 minCon Con estaesta pruebaprueba se se obtieneobtiene::

CondiciCondicióónn del del estadoestado del aislamiento.del aislamiento.DetecciDeteccióónn de de humedadhumedad..

Es Es ffáácilcil de de hacerhacer con un con un meggermegger..SiSi en la en la medicimedicióónn de aislamiento se obtiene un valor de aislamiento se obtiene un valor mayor que 5000 mayor que 5000 MohmMohm, el IP o AD no es necesario , el IP o AD no es necesario seguir con la prueba.seguir con la prueba.

InterpretaciInterpretacióón:n:

> 1.7> 1.7EXCELENTEEXCELENTE3.0 a 4.03.0 a 4.0BUENOBUENO

> 4.0> 4.0EXCELENTEEXCELENTE

1.4 a 1.61.4 a 1.6MINIMO MINIMO ACEPTABLEACEPTABLE

2.0 a 2.92.0 a 2.9MINIMO MINIMO ACEPTABLEACEPTABLE

1.25 a 1.31.25 a 1.3CUESTIONABLECUESTIONABLE1.5 a 1.91.5 a 1.9CUESTIONABLECUESTIONABLE

1.1 a 1.241.1 a 1.24POBREPOBRE1 a 1.41 a 1.4POBREPOBRE

< 1.1< 1.1PELIGROPELIGRO< 1.0< 1.0PELIGROPELIGRO

AbsorciAbsorcióón dieln dielééctrica ctrica (AD)(AD)

IndiceIndice de Polarizacide Polarizacióón n (PI)(PI)

33

PRECAUCIONES:PRECAUCIONES:Las pruebas de IP o AD son difíciles de usar. Antes de condenar un motor debido a esta pruebas se debe tenerse claro:1- Los materiales aislantes polarizan o no?2- Está contaminado el motor: Agua, sucio, aceite, químicos, etc.3- La prueba la estamos realizando en el panel de arrancadores o directamente en el motor.

Pruebas de impulso:Pruebas de impulso:

Se basa en el principiode comparación de dosimpedancias.se descarga el voltaje acumulado en un condensador a través del bobinado en prueba. Esto produce un impulso de voltaje que crece rápido y decae rápido.Los equipos de impulsoenvían pulsos sucesivosy muestran en las pantallas cómo decaen.

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Ejemplo de pruebaEjemplo de prueba

ImpulsoImpulsoLa longitud de onda La longitud de onda es aprox.:es aprox.:T T αα √√LC, donde L es la LC, donde L es la inductancia del inductancia del bobinado y C la bobinado y C la capacitancia.capacitancia.Pero L Pero L αα NN²², , asasíí T T αα N, N, donde N es el ndonde N es el núúmero mero de vueltas de la de vueltas de la bobina en prueba.bobina en prueba.Cuando bobinas Cuando bobinas adyacentes se adyacentes se cortocircuitan, el cortocircuitan, el nnúúmero de vueltas se mero de vueltas se reduce, entonces el reduce, entonces el perperííodo se reduce.odo se reduce.

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Otros resultados:Otros resultados:

Corto a tierra

Bueno

Programas de mantenimientoProgramas de mantenimiento

Un valor medido de aislamiento no da mucha Un valor medido de aislamiento no da mucha informaciinformacióón. Mn. Máás bien se debe hablar de s bien se debe hablar de TENDENCIAS en el tiempo. TENDENCIAS en el tiempo. El procedimiento debe ser:El procedimiento debe ser:

Medir y anotar el valor de temperatura del Medir y anotar el valor de temperatura del bobinado en prueba para hacer la correccibobinado en prueba para hacer la correccióón.n.

Medir y anotar la resistencia de aislamiento.Medir y anotar la resistencia de aislamiento.Graficar Resistencia VS tiempo (Se puede Graficar Resistencia VS tiempo (Se puede

hacer cada 6 seis meses).hacer cada 6 seis meses).AnAnáálisis: Una calisis: Una caíída consecutiva de la da consecutiva de la

resistencia puede indicar que el aislamiento resistencia puede indicar que el aislamiento estestáá por dapor daññarse. arse.

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CaCaíída de la fuerza dielda de la fuerza dielééctricactrica

ProgramaPrograma de de mantenimientomantenimiento::

Nivel aislamiento motor bomba 1 CCM

0200400600800

10001200

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00

Mes de prueba

Moh

ms

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EvoluciEvolucióón de las lecturasn de las lecturas

Off LinePrueba Estándar Qué mido? Qué aplico? Qué obtengo?Resistencia con IEEE 92 Balance resistivo Automático Diferencias < 5-10%puente Kelvin Corto franco

Aislamiento IEEE 43-2000 Salud del aislamiento 500VDC para motor < 1000VCA Mohm=1+KV, mínimocon Megger EASA AR-100 Contaminación @1 min. Debe corregirse por 100Mohm, mínimo

temperatura

Indice Polarización IEEE 43-2000 Deterioro y humedad 500VDC para motor < 1000VCA PI>2Absorción dieléctrica EASA AR-100 PI=R(10´)/R(1´) AD>1.6

AD=R(60s)/R(30s)

Hi Pot IEEE 95-1977 Rigidez dieléctrica entre 2*V + 1000 Pasa/No PasaEASA AR-100 bobinas y masaNEMA MG-1

Impulso IEEE 522-1992 Rigidez dieléctrica entre 2*V + 1000 Coincidencia de ondasEASA AR-100 vueltas (Fases, grupos, NEMA MG-1 bobinas)IEC 34-15

Resumen pruebas de aislamiento

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Pensamiento FinalPensamiento Final

LA MEJOR LA MEJOR RECOMPENSA RECOMPENSA POR UN POR UN TRABAJO TRABAJO BIEN HECHO, BIEN HECHO, ES HABERLO ES HABERLO HECHO.HECHO.