resistencia de aislacion

Ensayos DieléctricosEnsayo de Aislación

Definición: Es la corriente que fluye a través delDefinición: Es la corriente que fluye a través delaislamiento para una tensión estable de corrientecontinua. Esta puede ser transversal o superficial alp paislamiento.

Objeto del Ensayo: La determinación del grado deObjeto del Ensayo: La determinación del grado deaislamiento del equipo y pronostico de su estado futuro.Aplicable a:p

Transformadores.G dGeneradores.Aisladores.etc...

Ensayos Dieléctricos

Las solicitaciones a las que está sometido elaislamiento son:

MecánicasTérmicasTérmicasElectrodinámicasEléctricasDieléctricas


Solicitaciones Mecánicas:

Originadas por vibraciones, fugas, alineación defectuosa del j / i i t d t d tlos ejes y/o accionamiento de conmutadores, etc.

Como es lógico no todos los defectos tienen el mismoComo es lógico, no todos los defectos tienen el mismogrado de importancia, en relación con los daños quepueden producir. Mientras unos requieren una accióninmediata y automática para salvaguardar la integridad deltransformador, otros, permiten un cierto margen de tiempoh t d d t l t didhasta que puedan adoptarse las oportunas medidascorrectoras.

Ensayos DieléctricosSolicitaciones Térmicas :

Causadas por calentamientos anormales generalizados ólocales debido a sobrecargas o cortocircuitos.g

Pueden deberse a deficiente circulación entre lasb bi d l it ó l t i t i tbobinas, del aceite ó a calentamientos por corrientesinducidas en la tapa, cuba ó elementos férreos internostales como piezas de apriete refuerzos etctales como piezas de apriete, refuerzos, etc.

Los factores que determinan la destrucción térmica:

La magnitud de la temperatura.El tiempo de acción de dicha temperatura


Solicitaciones Electrodinámicas:

Debido a cortocircuitos externos ó internos. Puedendeformar las bobinas y sus estructuras aislantes comodeformar las bobinas y sus estructuras aislantes comoconsecuencia de los esfuerzos que se originan por lasmismas.mismas.

Solicitaciones Eléctricas:

Falsos ó deficientes contactos en soldaduras de salidasde bobinas, conexiones a bornes ó conmutadores,contactos irregulares en los conmutadores, etc. Producencalentamientos anormales que destruyen el aislamiento ycalentamientos anormales que destruyen el aislamiento ycontaminan el líquido aislante.

Ensayos DieléctricosSolicitaciones Dieléctricas:Cortocircuitos entre espiras, cortocircuitos a tierra y descargasparciales.

Los dos primeros en general, son de efectos muy rápidosproduciendo averías de consideración. El último puede existirdurante bastante tiempo sin alterar el funcionamiento normaldurante bastante tiempo sin alterar el funcionamiento normaldel transformador, pero inevitablemente deriva en uno de losdos anteriores si no se detecta a tiempo.

Los factores que determinan las solicitaciones dieléctricasSon:

Tensión de servicio. Sobretensiones temporales.Sobretensiones de maniobra.Sobretensiones por descargas atmosféricas.


Esquema básico de la estructura dieléctrica de untransformador.

Ensayos DieléctricosEsquema básico de la estructura dieléctrica de untransformadortransformador.

Elementos que la conformanq

Ensayos DieléctricosEnsayos Dieléctricos Realizados al Transformador.

Resistencia de aislación de:

L ll i t t iLos arrollamientos entre si.Los arrollamientos contra masa.

Rigidez dieléctrica de:

Al aceite para refrigeración y aislación.A los arrollamientos entre si.A los arrollamientos contra masa.Entre espiras de cada arrollamiento.


CONDICIONES DE REALIZACIÓN

TEMPERATURA AMBIENTE:D b á did 10 ºC 40 ºCDeberá estar comprendida entre 10 ºC y 40 ºC.

COMPONENTES Y ACCESORIOS:

Deberán estar montados todos los elementossusceptibles de influir en el resultado de los ensayos.susceptibles de influir en el resultado de los ensayos.

ARROLLAMIENTO CON TOMAS:

Todos los ensayos se realizarán con el transformadorconectado en la toma principal, salvo se indique algodi ti t l ú tdistinto en algún ensayo concreto.


Medición de la resistencia de aislación, según IRAM 2325

Resistencia de aislación mínima a 20 °C

Ensayos DieléctricosMedición de la resistencia de aislación, según IRAM 2325

AISLACIÓN ELECTRICA

DEFINICIONES

Resistencia de Aislación (R )Resistencia de Aislación (RA )Resistencia óhmica que presenta la aislación eléctrica deun equipo o instalación, al aplicarle una tensión continua deun equipo o instalación, al aplicarle una tensión continua deensayo “E”. El valor de esta resistencia puede variarapreciablemente desde el instante en el que se aplica latensión continua “E”, hasta el instante en que tiende aestabilizarse su valor.

Ensayos DieléctricosMedición de la resistencia de aislación, según IRAM 2325Resistencia de Aislación Instantánea R (t)Valor de la resistencia de aislación en un instante “t” posterior a laaplicación dé la tensión continua de ensayo “E”.aplicación dé la tensión continua de ensayo E .

El valor de “R (t)” se obtiene de la relación entre la tensión continua "E"y la corriente total instantánea I (t) que toma la aislacióny la corriente total instantánea IT (t) que toma la aislación.En símbolos:

RA (t) = E / IT (t)

Corriente Total que Toma una Aislación (IT )Valor de la intensidad de corriente eléctrica que se establece en una i l ió l li l ió i d l “ E ” E l áaislación al aplicarle una tensión continua de valor “ E ”. En el más

general de los casos, IT es la suma de cuatro componentes:

IT= ig + ia + ic + iq


Corriente Total que Toma una Aislación (I )Corriente Total que Toma una Aislación (IT )

Corriente de Carga de la Capacitancia Geométrica (ig)

Corriente de Absorción (ia)

Corriente de Conducción o de Fuga (ic) g ( )

Corriente de Descargas Parciales (iq ).

Componentes de la corriente total que toma una aislación.


D fi i ió d l R l ió d Ab ió Di lé i (RAD)Definición de la Relación de Absorción Dieléctrica (RAD)Relación entre la resistencia de aislación medida a los 60 segundos, yla medida a los 30 segundos, de aplicada la tensión continua "E" alespécimen. Se obtiene con la fórmula siguiente:

RAD = RA (60 s)A ( )RA (30 s)

Definición del Indice de Polarización (IP)Definición del Indice de Polarización (IP)Relación entre la resistencia de aislación medida a los 10 minutos, y lamedida al minuto de aplicada la tensión continua “E” al espécimen. Seobtiene con la fórmula siguiente:obtiene con la fórmula siguiente:

IP = RA (10 min)R (1 i )RA (1 min)


I U ili dInstrumentos Utilizado:

Megóhmetro: Es el instrumento de medición que se utiliza para medirresistencias de aislación eléctrica. Este instrumento provee uno ovarios niveles de tensión de ensayo “E”, que se seleccionan a voluntad,cuyos valores se deben mantener lo suficientemente estables duranteyel tiempo necesario para efectuar las mediciones. El valor de laresistencia de aislación medida, se lee directamente en la escalacorrespondientecorrespondiente.

Aclaración: Para ciertas mediciones este instrumento se reemplaza porAclaración: Para ciertas mediciones, este instrumento se reemplaza porvoltímetros y amperímetros adecuados, combinados con una fuente de tensióncontinua estabilizada.

Ensayos DieléctricosMedición de la resistencia de aislación, según IRAM 2325Medición de la resistencia de aislación, según IRAM 2325

CONDICIONES GENERALES SOBRE LA MEDICION

Generalidades sobre los AislamientosGeneralidades sobre los Aislamientos.Las propiedades dieléctricas de los materiales aislantes utilizados en elequipamiento eléctrico en general, se van degradando progresivamentedurante la utilización de dichos equipamientosdurante la utilización de dichos equipamientos.

Esto se debe a un proceso de envejecimiento natural ocasionado por eltranscurso del tiempo Sin embargo este proceso de degradación se puedetranscurso del tiempo. Sin embargo, este proceso de degradación se puedever acentuado, incluso hasta el punto de provocar una falla de aislación, poruna o varias de las causas siguientes:

Calentamiento o enfriamiento excesivo;Daños mecánicos;Vibraciones;Polvos, suciedades, etc.;Aceites;Vapores y humos corrosivos;Humedad originada en procesos industriales;Humedad del ambiente.


Generalidades sobre los Aislamientos


Generalidades sobre los Aislamientos.

Estos elementos, en combinación con las solicitaciones dieléctricas, son loscausantes del empeoramiento de las características aislantes de la aislacióncausantes del empeoramiento de las características aislantes de la aislacióndel equipamiento, ya sea por su presencia durante el servicio, o bien pordefectos en la fabricación o reparación del equipamiento nuevo oreacondicionado respectivamente o en su mantenimientoreacondicionado, respectivamente, o en su mantenimiento.

Las mediciones de resistencia de aislación resultan, dentro de este contexto,la metodología más adecuada para la evaluación rápida, sencilla yla metodología más adecuada para la evaluación rápida, sencilla yeconómica, del estado en que se encuentra la aislación de un equipo.



Precauciones de Seguridad a Tener en Cuenta.Con el fin de proveer a la seguridad personal, a la del equipamiento de ensayo yp g p q p y ygarantizar la confiabilidad de las mediciones, se deberán seguir las disposicionesindicadas antes de cada ensayo y después de los mismos.

Antes de Cada Ensayo: Se procederá de la manera siguiente:

Verificar la ausencia de tensión mediante instrumentos o dispositivosadecuadosadecuados.

Es conveniente por razones de seguridad cortocircuitar y poner a tierra laspartes conductoras entre las que se medirá la aislación durante un lapsopartes conductoras entre las que se medirá la aislación, durante un lapsomínimo de 15 min.

Si se verifica que hay tensión se procederá a descargar la energíaSi se verifica que hay tensión, se procederá a descargar la energíaelectrostática almacenada en la aislación mediante resistores apropiados,hasta que se verifique la ausencia de tensión.



Después de Cada Ensayo o Serie de Ensayos.p y y

Se procederá a descargar la energía electrostática almacenada en la aislaciónmediante resistores apropiados hasta que se verifique la ausencia de tensiónmediante resistores apropiados, hasta que se verifique la ausencia de tensión.

El tiempo de descarga será lo suficientemente largo como para limitar la cargaremanente a valores seguros para el personal que interviene en los ensayos. Se

.

remanente a valores seguros para el personal que interviene en los ensayos. Seestima que ese tiempo es mayor o igual que el que fue necesario para obtenerlecturas estables de la resistencia de aislación.


V l d l T ió C i d EValores de la Tensión Continua de Ensayo.Salvo que la norma particular para el equipamiento ensayado indique locontrario, la tensión continua de ensayo “E” utilizada para lasmediciones de resistencia de aislación tendrá los valores siguientes:

Tensiones Alternas Nominales del Tensiones Continuas de Ensayo "E”Tensiones Alternas Nominales del Equipamiento “Un”

(V)

Tensiones Continuas de Ensayo E(V)

Un < 110 100 a 250n

110 < Un < 660

660 < Un < 1000

500 a 1000

500 a 2500

1000< Un < 3300

3300 < Un

1000 a 5000

2500 a Emáx (*)

Tensiones Continuas de Ensayo en Función de la Tensión Nominal del Equipamiento

Ensayos DieléctricosMedición de la resistencia de aislación, según IRAM 2325Influencia de la Temperatura Sobre la Resistencia de Aislación


Medición única:

RA (20ºC) > RA min (20ºC) = 4 (X + 1)RA (20 C) > RA min (20 C) = 4 (X + 1)

X: Es la tensión nominal del equipamiento ensayado expresada en kilovolt (Un ó En según corresponda).

RA mín (2OºC): Es la resistencia de aislación mínima obtenida en el ensayo de medición única (60 s), referida a 2OºC, en megohm.


Absorción Dieléctrica (RAD)

RAD = RA (60 s) RA (30 s)RA (30 s)

Índice de Polarización (IP)

IP RA (10 i )IP = RA (10 min) RA (1 min)

Ensayos DieléctricosM di ió d l i t i d i l ió ú IRAM 2325Medición de la resistencia de aislación, según IRAM 2325Absorción Dieléctrica (RAD) con distintas tensiones de ensayo

RAD = RA (60 s) RA (30 s)RA (30 s)

Índice de Polarización (IP) con distintas tensiones de ensayo

IP = RA (10 min)IP RA (10 min) RA (1 min)


Estado de la Aislación en Función de “RAD” e “IP”

Relación de Absorción

Indice de Clasificación del Estado

Dieléctrica RAD Polarización IP 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''1,25 ≤ 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''

Se considera que un IP < 1 es inaceptable y la puesta en servicio del equipamiento entraña un inminente riesgo de falla.


Resistencia de aislación mínima para transformadores de potencia nominalResistencia de aislación mínima para transformadores de potencia nominalmayor o igual que 100 kVA :

Ra min (2OºC): Es la resistencia de aislación mínima a 20 º C, obtenida en el ensayo de medición única (1 minuto), de un arrollamiento contra el otro unido a masa, expresada en megohm;

C: Es un coeficiente igual a 0,8 para transformadores en baño de aceite;

Un: Es la tensión nominal del arrollamiento ensayado, expresada en volt; U s a e s ó o a de a o a e o e sayado, e p esada e o ;

Sn: Es la potencia nominal del arrollamiento ensayado, en kVA.


En base a valores medidos en nuestro país, correspondientes a ensayos demedición única de RA sobre una gran diversidad de transformadores depotencia en baño de aceite, se llegó estadísticamente a la expresiónp g psiguiente:

Ra min (2OºC): Es la resistencia de aislación mínima a 20 º C, obtenida en el ensayo de medición única (1 minuto), de un arrollamiento contra el otro unido a masa, expresada en megohm;megohm;

C: Es un coeficiente igual a 0,8 para transformadores en baño de aceite;

U E l t ió i l d l ll i t d d kVUn: Es la tensión nominal del arrollamiento ensayado, expresada en kV;

Sn: Es, la potencia nominal del transformador, en megavoltampere.


MEDICIONES CON ELECTRODO DE GUARDA


Resistencias de Aislación en Juego en un Transformador.

RAB : Resistencia de aislación entre alta tensión y baja tensión;tensión y baja tensión;

RAM : Resistencia de aislación entre alta tensión y masa;tensión y masa;

RBM : Resistencia de aislación entre baja tensión y masa.y

Ensayos DieléctricosSin Hilo de guarda Con Hilo de guarda

Ensayos DieléctricosMODELOS DE PLANILLAS PARA EL REGISTRO SISTEMÁTICO DE LOSRESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE AISLACIÓN ELÉCTRICA

Ensayos DieléctricosMODELOS DE PLANILLAS PARA EL REGISTRO SISTEMÁTICO DE LOSMODELOS DE PLANILLAS PARA EL REGISTRO SISTEMÁTICO DE LOSRESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE AISLACIÓN ELÉCTRICA

resistencia de aislacion

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