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P. P. Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica __________________________________________________________________________________

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA FA CULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES P.P. INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Y MECATRONICA SESION 07: MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO ELÉCTRICO I.-OBJETIVO: Estudiar y aplicar los conocimientos teóricos para la correcta utilización del probador de aislamiento en equipos e instalaciones eléctricas. II.- MARCO TEÓRICO: Los Megohmetros, conocidos también con el nombre de “Megger”, son un tipo especial de ohmimetros que se emplean para medir resistencias muy altas, pero en este caso la corriente de medida es muy pequeña, por lo que resulta necesario tener una Fuente interna de alimentación con tensiones muy elevadas. Resistencia de Aislamiento Es el cociente entre la tensión presente en una instalación eléctrica y la intensidad de la corriente de fuga. Valores de Resistencia de Aislamiento recomendable para equipo industrial La Norma IEEE Nº 43 sugiere los valores mínimos de resistencia de aislamiento que deben de existir en los equipos que trabajan con especificaciones de voltaje estándar, con una temperatura de aislamiento de 40 ºC. Capacidad de Voltaje

Resistencia Aislam.

Voltaje de prueba

del equipo

Recomendada (20ºC)

para el Megohmetro

(V)

(M)

(V)

115

4.4

500

230

4.92

500

460

5.84

500

2300

13.2

1000 ó 2500

4000

20

1000 ó 5000

6600

30.4

1000 ó 5000

1. Medidores de aislamiento de Manivela Para conseguir de estas mediciones se disponen de sistemas de medida logométricos o de bobinas cruzadas, que son de gran sensibilidad y cuyas indicaciones son independientes de la tensión de alimentación en un amplio margen (+ -20%). Como fuente de alimentación, se incorpora al aparato un generador de corriente continua o un alternador con sistema rectificador. Este generador esta accionado a mano por medio de una manivela y un sistema de transmisión de engranajes. Los valores de las tensiones que pueden producir estos generadores varían entre 250 V y 10000 V. Para comprender de una manera práctica la forma de realizar medidas con un medidor de aislamiento, a continuación se expone el procedimiento para medir resistencia de aislamiento de un transformador, naturalmente, estas consideraciones pueden aplicarse a cualquier otro tipo de medida de resistencias elevadas: 1. Colocar el medidor de aislamiento sobre una superficie horizontal, tal que resulte cómodo accionar la manivela. 2. Con los bornes completamente libre, se accionara la manivela hasta unas 120 rpm, a esta velocidad la tensión permanece constante. En estas condiciones, la aguja indicadora Guía de Medidas Eléctricas 2012 – Ing. Chani

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debe de marcar infinito, caso de que no fuera así se corregirá la indicación hasta lograrlo mediante el dispositivo de ajuste incorporado. 3. La resistencia de aislamiento del devanado de alta tensión se medirá después de haber conectado el tanque del transformador a l borne de tierra del aparato y el borne de línea del aparato a los bornes de alta tensión del transformador, debe de asegurarse una buena conexión. 4. Se pone en marcha el medidor de aislamiento, leyendo el valor de la resistencia cuando la posición de la aguja indicadora sea estable. Al medir resistencias en circuitos con gran capacidad electrostática, es necesario mantener el medidor de aislamiento a la velocidad máxima, por lo menos durante un minuto antes de proceder a la lectura de la medida. 5. Para medir la resistencia de aislamiento del devanado de baja tensión, se pasará simplemente la conexión del borne de línea a los bornes de baja tensión del transformador. 6. Finalmente, para medir la resistencia de aislamiento entre los devanados de baja y de alta tensión, el lado de alta se conecta al borne de línea y el lado de baja al borne de tierra. 7. Repítanse las medidas varias veces, limpiando previamente los bornes y hállese el promedio de las mediciones. 8. Observación final: debe tenerse precaución con las altas tensiones generadas en un medidor de aislamiento puesto que son muy peligrosas para el cuerpo humano. Además si la máquina medida no está aterrada conservará la energía electrostática, que puede ser peligrosa si no se desenergiza después de la medición, por lo que de debe desenergizar por lo menos 5 veces del tiempo que duro la prueba. Nota: La rotación del cigüeñal o manivela puede ser tanto en sentido horario como antihorario. 2. Medidores de Aislamiento, con transformador de batería En estos Megometros, se conectan en paralelo varias baterias. La corriente se interrumpe periódicamente, mediante un interruptor, y pasa por el devanado primario de un transformador. La corriente de impulsos que así se origina, induce en el secundario una tensión alterna que, a su vez es rectificada, con lo que se obtiene una tensión que varia desde 500 V hasta 20000V (500, 1000, 2000, 5000, 10000, 15000, 20000V). Se consiguen alcances de medida de 0 a 1000 T, con bastante exactitud. Pruebas de las Resistencias de Aislamiento en las Instalaciones Eléctricas Las pruebas y medidas de las Resistencias de Aislamiento en las Instalaciones Eléctricas, pueden realizarse de dos formas: 1. Con la Instalación fuera de servicio 2. Con la instalación en funcionamiento De una manera práctica, la resistencia de aislamiento total (cada 100 m) de una instalación, ha de ser: R aislamiento >= 1000 * Tensión Máxima de Servicio Las prescripciones generales establecen además que la resistencia de aislamiento mínima de cualquier instalación ha de ser 250 K. Con una fuente de medición como mínimo de 500 V. 1. Medidas de Aislamiento con la instalación fuera de servicio Durante todas estas pruebas, los conductores de la instalación, incluyendo el conductor neutro: - Deben estar aislados de tierra - Deben estar aislados de la fuente de alimentación o de la red a la que están conectados habitualmente Cuando se han cumplido estas condiciones, puede procederse a efectuar las pruebas de aislamiento necesarias: a) Pruebas de Aislamiento a.1) Prueba de aislamiento de toda la instalación respecto a tierra a.2) Prueba de aislamiento de cada uno de los conductores respecto a tierra Guía de Medidas Eléctricas 2012 – Ing. Chani

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a.3) Prueba de aislamiento entre cada par de conductores Para cada una de las pruebas mencionadas se seguirá el siguiente procedimiento: 1. Desenergizar todo el circuito de la instalación eléctrica 2. Dejar desconectados todos los aparatos receptores de la instalación. 3. Dejar todos los aparatos de interrupción (interruptores, conmutadores, etc.) en posición de cerrado. 4. Realizar la prueba respectiva. 2. Medidas de Aislamiento con la Instalación en funcionamiento Se realizan por medio de indicadores de defectos de aislamiento. Todos estos indicadores están basados en que si el aislamiento de un conductor es defectuoso su tensión respecto a tierra es tanto menor cuanto menor sea su resistencia de aislamiento, es decir cuanto mayor sea su corriente de fuga a tierra, en caso de defecto franco (cortocircuito a tierra), la tensión respecto a tierra sea nula. De advertirse que esta prueba solamente resultan posibles cuando no existen conductores neutros o cuando estos conductores neutros están aislados, s decir cuando ninguna parte de la instalación está conectada a tierra durante su funcionamiento. Como indicadores de defecto de aislamiento se emplean generalmente voltímetros conectados entre los distintos conductores y tierra. El voltímetro está en paralelo con la resistencia de aislamiento, de forma que la tensión indicada en el aparato constituye una medida directa de la resistencia de aislamiento. III.-ELEMENTOS A UTILIZAR: Probador de aislamiento (Megometro) Motor eléctrico trifásico Transformador monofásico de 1000 VA, 380/220

03 focos de 100 W 03 interruptores simples Conductores eléctricos.

IV.-PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN: a) b) c)

Ubicar e identificar los terminales de prueba del probador de aislamiento. Verificar el estado de operación del equipo. Mediante el Procedimiento descrito en el Marco Teórico realizar mediciones de aislamiento a un transformador monofásico de 1000 VA. Resistencia de Aislamiento (M) AT – Carcaza

BT – Carcaza

AT - BT

d) Mediante el Procedimiento descrito en el Marco Teórico realizar mediciones de aislamiento a un Motor trifásico. Resistencia de Aislamiento (M) U – Carcaza

V – Carcaza

W - Carcaza

U-V

V-W

U-W

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e) Realizar un circuito de una instalación eléctrica básica con tres lámparas y sus respectivos interruptores de control. Mediante el Procedimiento descrito en el Marco Teórico realizar mediciones de aislamiento a dicha instalación. (Con al instalación fuera de servicio).

Resistencia de Aislamiento (M) Toda la Inst

Conductor

Conductor A

- Tierra

- Tierra

– Conductor B

V.-CUESTIONARIO: 1. ¿Qué es resistencia de aislamiento? 2. Explique el procedimiento para la medición de la Resistencia de Aislamiento en forma general. 3. ¿Cómo se puede saber en que condiciones esta el aislamiento si la instalación esta en funcionamiento? 4. ¿En qué consiste la Prueba de índice de polarización? 5.

¿Cuál es el principio de funcionamiento de un megometro?

6.

¿En qué consiste la prueba puntual de aislamiento "Spot" y porque es importante realizarla?

7.

¿Qué se debe de hacer después de la medición de la resistencia de aislamiento con el equipo medido? Explique con detalle.

8.

¿En qué condiciones se encuentra el Nivel de aislamiento del transformador probado?.¿Su aislamiento es el correcto para un buen funcionamiento? Explique.

9.

¿En qué condiciones se encuentra el Nivel de aislamiento del motor probado?.¿Su aislamiento es el correcto para un buen funcionamiento? Explique.

10.

¿La resistencia de aislamiento del la instalación eléctrica probada es el correcto para un buen funcionamiento? Explique.

VI.-OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES: Hacer las observaciones y conclusiones en forma clara. 05 de cada una. VII.-BIBLIOGRAFÍA. Indique la bibliografía o página Web utilizada.

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