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• Cruz Nar David

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TECSUP Lab. 7

Laboratorio de Medidas Electricas –

MEDIDAS ELÉCTRICAS

Laboratorio 7 “PRUEBAS DE AISLAMIENTO”

2013 – 1 PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR

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“PRUEBAS DE AISLAMIENTO” OBJETIVO: 1. Medir la resistencia de aislamiento de un motor eléctrico. FUNDAMENTO TEÓRICO: La resistencia de aislamiento en máquinas rotatorias es la razón entre la tensión continua aplicada entre bobinados y tierra y la corriente resultante. Respecto al equipo de prueba, estos pueden ser accionados manualmente, a través de baterías propias o entregando tensiones continuas por medio de rectificadores conectados a la red alterna. El instrumento de medición más conveniente es aquel alimentado con baterías. La lectura de las mediciones usualmente es tomada después de un minuto de haberse iniciado estas y luego de diez minutos posteriores. Los valores de resistencia de aislamiento medidos deben ser corregidos a los valores esperados en las bobinas a una temperatura de 40 ºC. El valor de resistencia debe ser corregido de acuerdo a la siguiente fórmula que aparece en la guía ANSI/IEEE Std.43 – 1974: RC = Kt x Rt Donde: RC = Resistencia de aislamiento (en M) corregida a 40 ºC. Rt = Resistencia de aislamiento (en M) medida a una temperatura t. Kt = Coeficiente de temperatura asociada a la resistencia de aislamiento a temperatura t. La temperatura de los bobinados puede ser medida con un termómetro o termocupla. Los valores aproximados de Kt se pueden obtener de la figura 1.

Figura 1. Valores del coeficiente Kt en función de la temperatura en los bobinados de la máquina.

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En lo que respecta a valores de resistencia de aislamiento, el valor mínimo recomendado para un minuto de medición según ANSI/IEEE Std. 43-1974 viene dado por la siguiente fórmula: Rm = kV + 1 Donde: Rm = Valor mínimo recomendado de resistencia de aislamiento en M, si las bobinas están a 40 ºC. Para motores modernos de bobinado formado el estándar IEEE 43 recomienda un valor mínimo de resistencia de aislamiento de 100 M a 40 ºC. En la tabla 1 se aprecian los valores de resistencia de aislamiento mínimos para 40 ºC. Resistencia de aislamiento

Tipo de máquina

(M ) R (1 min) = kV + 1 R (1 min) = 100 R (1 min) = 5

Para bobinados fabricados antes de 1970, todos los bobinados de campo y otros no descritos abajo. Para armaduras DC y estatores AC construidos después de 1970. Para máquinas de bobinado aleatorio y formado, con tensiones menores a 1 kV.

Ta b l a 1 . Va l o re s m í n i m o s d e re s i s t e n c i a d e a i s l a m i e n t o p a r a 4 0 º C .

Las tensiones de prueba del instrumento de medición se aprecian en la tabla 2. Rango de tensiones del bobinado (V) < 1 000 1 000 – 2 500 2 501 – 5 000 5 001 – 12 000 > 12 000

Tensión de prueba (V) 500 500 – 1 000 1 000 – 2 500 2 500 – 5 000 5 000 – 10 000

Tabla 2. Tensiones de prueba para la medición de resistencia de aislamiento en máquinas rotatorias.

El índice de polarización (IP) es la razón entre las mediciones de resistencia de aislamiento a los 10 minutos y al minuto. Para máquinas con bobinado formado en buenas condiciones y con tratamiento VPI el índice de polarización IP debe ser de 3 o más. Para motores de bobinado aleatorio el IP debe ser igual o superior a 2. Si el IP está entre 1 y 2 se considera una situación límite y si el índice de polarización es menor a 1, la resistencia de aislamiento es defectuosa. Este índice es muy importante en el mantenimiento predictivo y preventivo para PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR

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detectar el deterioro de la resistencia de aislamiento por la presencia excesiva de polvo, suciedad, grasas o acción de agentes químicos/ físicos, etc. IP = R10 minutos / R1 minuto El índice de absorción dieléctrica (IAD) es la razón entre el valor de la resistencia de aislamiento medida a los 60 segundos y el valor medido a los 30 segundos y es útil en el mantenimiento preventivo y predictivo de bobinados (de transformadores, motores, generadores, etc.). IAD = R60 segundos / R30 segundos

Figura 3. Esquema del panel de controles del megóhmetro MEGABRAS MD 5060x.

01 02 03 04 05 06 07 08

– Borne de SALIDA DE TENSIÓN (-V) – Borne de REFERENCIA CERO (+R) – Borne GUARD (G) – PANTALLA (DISPLAY) - TECLADO – Puerta de comunicación RS-232 – ENTRADA DE TENSIÓN de red – Control de ALIMENTACIÓN DEL PAPEL

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Figura 4. Esquema del teclado del megóhmetro MEGABRAS MD 5060x.

09 – FILTER. Activa el filtro que elimina interferencias de ruido externo. 10 – V-TEST +/- 500. Activada, permite la programación de las tensiones de ensayo en pasos de 500 V. Habilita las teclas de selección rápida de tensiones (teclas 19, 20, 21 y 22). 11 – VOLTÍMETRO. Acciona el funcionamiento del voltímetro. 12 – V-TEST +/- 100. Activada, permite la programación de las tensiones de ensayo en pasos de 100 V. Habilita las teclas de selección rápida de tensiones (teclas 19, 20, 21 y 22). 13 – ESTADO DE LA BATERÍA. Exhibe en la pantalla (display) el estado de carga de la batería. 14 – OP MODE. Activada, permite la programación del Modo de Operación (Normal, SVT o con temporizador seleccionable). 15 – MEM. Congela en la pantalla la última lectura. 16 – LIM. Activada, permite la programación del límite para el ensayo Pasa/No pasa. 17 – Enciende/Apaga la impresión de los valores medidos, en la IMPRESORA. 18 – Llave de ENCENDIDO. 19 – Selección rápida de la tensión de ensayo de 500 V. 20 - Selección rápida de la tensión de ensayo de 1 kV. 21 - Selección rápida de la tensión de ensayo de 2,5 kV. 22 – Selección rápida de la tensión de ensayo de 5 kV. 23 – 24 – Estas teclas (de Disminuir o Aumentar) permiten seleccionar el valor que está siendo programado, determinado por la activación de una de las teclas 10, 12, 14 y 16. 25 – START. Inicia el ensayo. 26 – SVT/PI. Muestra en la pantalla el valor calculado como resultado de un Ensayo de Escalones de Tensión (SVT) o de Índice de Polarización (IP). 27 – STOP. Fin del ensayo. 28 – DAI. (Índice de Absorción Dieléctrica). Muestra en la pantalla el valor calculado como resultado de un ensayo de Índice de Absorción Dieléctrica.

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EQUIPOS Y MATERIALES: Cantida d 01 01 01

Descripción

Marca

Modelo

Observación

Megóhmetro de manivela Megóhmetro Motor trifásico asíncrono Cables para conexión.

EN ESTE LABORATORIO TRABAJARÁ CON TENSIONES PELIGROSAS. NO MODIFIQUE NI HAGA NINGUNA OTRA CONEXIÓN, SALVO QUE SU PROFESOR LO AUTORICE. ANTES DE ENERGIZAR, SOLICITE LA AUTORIZACIÓN A SU PROFESOR.

NUNCA CONECTE O DESCONECTE LAS PUNTAS DE PRUEBA CON EL MEGÓHMETRO EN FUNCIONAMIENTO O MIENTRAS EL INDICADOR LUMINOSO DE ALTA TENSIÓN ESTÉ ENCENDIDO. NO HAGA CORTOCIRCUITOS ENTRE LOS BORNES DE SALIDA DE ALTA TENSIÓN Y LOS BORNES –R O GUARD MIENTRAS EL MEGÓHMETRO ESTÉ FUNCIONANDO.

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PROCEDIMIENTO: 1. Seleccione un motor trifásico e identifique sus bornes de conexión.

Figura 4. Motor trifásico.

2. Puentee los bornes de conexión del motor trifásico, tal como se muestra en la figura:

Figura 5. Motor trifásico con los bornes “puenteados”.

3. Conecte las puntas de prueba del megóhmetro entre el puente y la carcaza del motor, según se muestra en la figura:

Figura 6. Conexión del megóhmetro.

4. Gire la manivela del megóhmetro con velocidad uniforme y anote el valor obtenido.

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Determine la resistencia de aislamiento y el índice de polarización de la máquina entregada: Datos de placa del motor

R1 minuto (M) T(°C)

Kt

R10 minutos (M)

Medid Corregid Corregid Medida a a a

IP

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:

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