MEDICIONES ELÉCTRICAS 1 (3D1)
LABORATORIO 4 – MEDICIÓN DE RESISTENCIA
DE AISLACIÓN – PARTE 1
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Facultad de Ingeniería - Universidad Nacional de Mar del Plata
Carrera: Ingeniería Eléctrica / Electromecánica
22 de abril de 2020
Jefe de Trabajos Prácticos – Área Mediciones Eléctricas y Ensayos
Dr. Ing. Jorge Luis Strack [email protected]
Ayudantes: Ing. Juan Martínez – Ing. Hernán Antero – Sr. Leonardo Ricciuto
Mediciones Eléctricas 1 (3D1) - 2020 - Departamento de Ingeniería Eléctrica – FI UNMDP
Laboratorio 4 – Medición de resistencia de aislación
Objetivos
Introducción teórica
Características de los instrumentos y tipos de conexionado
Videos de ensayos
Resultados experimentales
Cuestionario para responder y presentar en el informe de laboratorio
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Contenidos de la presentación
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Laboratorio 4 – Medición de resistencia de aislación
Conocer las principales exigencias de la Norma IRAM 2325,
"Aislación Eléctrica. Guía para la evaluación de su estado por
mediciones de su resistencia"
Aprender a operar y realizar mediciones con distintos tipos de
megóhmetros.
Evaluar el estado de la aislación eléctrica de máquinas
eléctricas y de una instalación eléctrica.
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Objetivos
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
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Introducción teórica – Fundamentos
Los materiales aislantes utilizados en máquinas e instalaciones eléctricas no son dieléctricos
perfectos cuando se encuentran sometidos a una tensión eléctrica.
Estos materiales se van degradando progresivamente por diversas causas:
Calentamientos o enfriamientos excesivos
Daños mecánicos, vibraciones
Polvo, suciedad, aceites, etc.
Vapores y humos corrosivos
Humedad ambiente u originada en procesos industriales
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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325
En toda máquina o instalación eléctrica debe medirse periódicamente la resistencia de
aislación entre:
Cualquier parte normalmente tensionada y la carcaza
Partes normalmente tensionadas a diferentes potenciales
Al verificar la resistencia de aislación de una máquina o instalación se debe aplicar la
norma específica para ese equipo. En ausencia de esta, se sugiere aplicar una normativa
general como la IRAM 2325.
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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325
Resistencia de aislación (RA):
Resistencia óhmica que presenta la aislación eléctrica de un equipo o instalación, al aplicarle una tensión
continua de ensayo "E".
Resistencia de aislación instantánea (RAt):
Resistencia de aislación en un instante "t" posterior a la aplicación de la tensión continua de ensayo "E".
Relación de absorción dieléctrica (RAD):
Relación entre la RA medida a los 60 s y la RA medida a los 30 s, de aplicada la tensión continua de
ensayo "E". RAD = RA(60s)/RA(30s)
Índice de polarización (IP):
Relación entre la RA medida a los 10 min y la RA medida a 1 min, de aplicada la tensión continua de
ensayo "E". IP = RA(10min)/RA(1min)
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Introducción teórica – Fundamento de la corriente de dispersión
A través de los materiales aislantes circula una
corriente que no sigue caminos definidos, por la
cual se la llama “corriente de dispersión” que
está compuesta por tres componentes
principales:
Corriente de carga capacitiva
Corriente de absorción dieléctrica
Corriente de conducción o de fuga
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Introducción teórica – Fundamento de la corriente de dispersión
Corriente de carga capacitiva
El material de aislamiento se carga de la misma manera que
un dieléctrico en un capacitor.
Por lo tanto esta corriente es la requerida para cargar la
capacitancia del aislamiento bajo prueba. La misma es
inicialmente grande pero su duración es relativamente corta,
disminuyendo exponencialmente a un valor cercano a cero a
medida que el aislante bajo prueba se carga.
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Introducción teórica – Fundamento de la corriente de dispersión
Corriente de absorción dieléctrica o polarización
Se debe a la alineación de moléculas polarizadas dentro del
campo eléctrico aplicado. Esta alineación es casi aleatoria en
un estado neutro, pero cuando se aplica un campo eléctrico,
estas moléculas polarizadas se alinean con el campo en un
mayor o menor grado.
No todos los materiales poseen los tres componentes.
Materiales como el polietileno exhiben poca o ninguna
absorción por polarización.
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Introducción teórica – Fundamento de la corriente de dispersión
Corriente de absorción dieléctrica o polarización
Se debe a la alineación de moléculas polarizadas dentro del
campo eléctrico aplicado. Esta alineación es casi aleatoria en
un estado neutro, pero cuando se aplica un campo eléctrico,
estas moléculas polarizadas se alinean con el campo en un
mayor o menor grado.
No todos los materiales poseen los tres componentes.
Materiales como el polietileno exhiben poca o ninguna
absorción por polarización.
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Introducción teórica – Fundamento de la corriente de dispersión
Corriente de conducción y de fuga
La corriente de fuga superficial ocurre porque la superficie
del aislamiento está contaminada con humedad o con sales.
La corriente es constante con el tiempo y depende del grado
de ionización presente, que a su vez depende de la
temperatura.
La corriente de conducción es estable a través del
aislamiento y generalmente se la representa por
un resistor de valor muy alto en paralelo con la
capacitancia del aislamiento.
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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325
Tensiones alternas nominales del
equipamiento "Un" [V] Tensiones continuas de ensayo "E" [V]
𝑈𝑛 ≤ 110 100 y 250
110 < 𝑈𝑛 ≤ 660 500 a 1000
660 < 𝑈𝑛 ≤ 1000 500 a 2500
1000 < 𝑈𝑛 ≤ 3300 1000 a 5000
3300 < 𝑈𝑛 2500 a Emáx (*)
Tensiones continuas de ensayo en función de la tensión nominal del equipamiento:
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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325
Corrección de la RA con la temperatura
La resistencia de aislación disminuye su valor con el aumento de la temperatura del
aislante ensayado.
Aproximadamente, cuando la temperatura sube 10ºC, la resistencia de aislación de
una máquina se reduce a la mitad.
Lo ideal es medir la RA cuando la máquina
se encuentra a la temperatura de
funcionamiento.
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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325
Corrección de la RA con la temperatura según ábaco propuesto en la literatura
Datos:
RA=100M
tºC=25ºCRA(65ºC)=6M
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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325
Corrección de la RA con la temperatura
según gráficos de la norma IRAM 2325
Datos:
RA=100M
tºC=25ºC
RA(65ºC)= 150M/23
RA(65ºC)=6,5M
RA(20ºC)=1,5.100M
RA(20ºC)=150M
RA(20ºC)=K(Ɵ) RA(Ɵ)
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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325
Ensayo de medición única (se realiza obligatoriamente)
Ensayo de absorción dieléctrica (es complementario, no excluyente)
Ensayo de saltos de tensión (es complementario, no excluyente)
Métodos de ensayo
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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325
Ensayo de medición única
Consiste en realizar una lectura de la RA a los 60 segundos de aplicada la tensión
continua de ensayo “E”.
Al mismo tiempo se mide la temperatura de la aislación.
El valor de la resistencia medida se corrige por temperatura usando los gráficos
recién vistos. La resistencia de aislación así obtenida (a 20ºC) debe satisfacer la
siguiente ecuación:
)º20()º20( CRCR MINIMAAA
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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325
Ensayo de medición única - Estimación de la resistencia de aislación mínima en
máquinas eléctricas rotativas y máquinas generales.
UN: tensión nominal del equipo ensayado en [kV]
)1(4)º20( NMINIMAA UCR
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Ensayo de medición única - Estimación de la resistencia de aislación mínima en
transformadores de potencia mayor o igual a 100 kVA
C: coeficiente igual a 0.8 para trafos en aceiteUN: tensión nominal del equipo ensayado en [kV]SN: potencia nominal en [kVA]
N
NMINIMAA
S
UCCR
.)º20(
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Ensayo de medición única - Estimación de la resistencia de aislación mínima en
instalaciones eléctricas.
Se puede utilizar una norma específica, el gráfico de la Norma IRAM 2325 o bien seguir
la recomendación de la Reglamentación de la AEA 90364-7-771:
Según esta normativa, la resistencia de aislación
mínima en viviendas, oficinas y comercios será de
1000 Ω/V de tensión aplicada por cada tramo
de la instalación de 100 metros o fracción.
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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325
Ensayo de absorción dieléctrica
Consiste en aplicar la tensión de
ensayo E y medir RA cada 10s hasta
1min y cada 1min hasta 10min.
Se grafica RA en función del tiempo
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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325
Ensayo de absorción dieléctrica
RAD IP Estado de la aislación
𝑅𝐴𝐷 < 1.1 𝐼𝑃 < 1 PELIGROSO
1.1 ≤ 𝑅𝐴𝐷 < 1.25 𝐼𝑃 < 1.5 CUESTIONABLE
1.25 ≤ 𝑅𝐴𝐷 < 1.4 1.5 ≤ 𝐼𝑃 < 2 ACEPTABLE
1.4 ≤ 𝑅𝐴𝐷 < 1.6 2 ≤ 𝐼𝑃 < 3 BUENO
1.6 ≤ 𝑅𝐴𝐷 3 ≤ 𝐼𝑃 < 4 MUY BUENO
4 ≤ 𝐼𝑃 EXCELENTE
Además, se calcula el RAD y el IP.
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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325
Ensayo de saltos de tensión
Consiste en aplicar dos o más niveles de tensión de ensayo E en forma creciente, y para
cada nivel, medir RA cada 10s hasta 1min
Se trazan curvas resistencia-tiempo para cada tensión de ensayo y curvas resistencia-tensión
con los valores medidos al minuto.
FIN DE LA PARTE 1
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