¿Porque? Debido a la naturaleza de su aplicación, los motores

¿Porque?
Debido a la naturaleza de su aplicación, los motores eléctricos se encuentran en ambientes
industriales no controlados. Casi nunca son lavados o secados, ni tienen su superficie libre
de contaminación. Las mediciones extremadamente bajas obtenidas con medidores de TeraOhms están dramáticamente influenciadas por el ambiente. Por ejemplo: El aire que
respiramos se vuelve parte del circuito de medición. Este es influenciado por: humedad,
partículas / aerosoles y la altitud. A 10000 pies de altitud, el aire mismo tiene una
resistencia por unidad de distancia 20 % menor. Cambios en la humedad tienen efectos
dramáticos en las corrientes de fuga de superficie, debido a la condensación de moléculas
de agua en la superficie del aislamiento. Cantidades mayores de partículas o aerosoles
reducirán la resistencia de la unidad. Ellas permiten rastrear los efectos que tendrán lugar,
donde las partículas se vuelven elementos polarizados del circuito, y reducen la resistencia
medida.
En otras palabras: Las mediciones de Tera-Ohms son más influenciables por factores ambientales que las de Giga o
Mega-Ohms. Por ello son más susceptibles de arrojar resultados potencialmente engañosos.
Se debe tener extremo cuidado al evaluar lecturas en Tera-Ohms para el análisis de
condición de una maquina.
¿Cuales son las corrientes de fuga típicas en grandes motores eléctricos durante una prueba de resistencia de
aislamiento? ¿Que clase de equipamiento es necesario para determinar adecuadamente la resistencia de aislamiento
de un motor?
Considere un motor de 4160V probado a 5000V, un voltaje de prueba aceptable para
evaluar motores de 4160V. La tabla que se encuentra debajo muestra rangos de corrientes
de fuga y de resistencias de aislamiento que se medirían durante una prueba de RA a
5000V.
V=5kV
Corriente De Fuga
100uA
10uA
1uA
0.1uA
0.01uA
0.001uA
Resistencia De Aislamiento (RA)
50 Mega-Ohms
500 Mega-Ohms
5,000 Mega-Ohms
50,000 Mega-Ohms (50 Giga-Ohms)
500,000 Mega-Ohms (500 Giga-Ohms)
5,000,000 Mega-Ohms (5,000 Giga-Ohms)
El estándar IEEE 43 recomienda 1 Mega + 1 Mega/kV o 1 Mega + 4 Mega o 5 Mega para
la resistencia de aislamiento mínima de una maquina de 4160V. La corriente de fuga para 5
Mega-Ohms a 5000V es 1000uA. Si la resistencia de aislamiento es mayor, entonces el
estándar IEEE 43 dice que el aislamiento del motor esta en condiciones aceptables.
Obviamente un valor de RA tan bajo es poco común. Es más probable que la resistencia de
aislamiento este en cientos de Mega-Ohms.
Ahora considere realizar una prueba de índice de polarización (prueba IP) en el motor. El
estándar IEEE 43 da un límite mas bajo en la corriente de fuga necesaria para realizar una
medición correcta de IP. IEEE 43 dice que si la resistencia de aislamiento es mayor a 5000
Mega-Ohms en un minuto, el valor de IP no puede ser significativo. De la tabla anterior,
5000 Mega-Ohms corresponden a una corriente de fuga de 1uA. El poder medir corrientes
de fuga significativamente mas bajas, por ejemplo de 0.1uA, no aportara información extra
con respecto a la condición del aislamiento de pared a tierra del motor.
Así que, en el caso del motor de 4160V, medir las corrientes de fuga del orden de 1uA es
todo lo que se necesita para evaluar el aislamiento de pared a tierra.
Ahora, considere un motor de 480V evaluado a 500V, un voltaje de prueba de aislamiento
eléctrico aceptable para el estándar IEEE 43. La tabla siguiente muestra el valor de RA que
se mediría dado un rango de corrientes de fuga:
V=500V
Corriente De Fuga
100uA
10uA
10uA
1uA
0.1uA
0.01uA
Resistencia De Aislamiento (RA)
5 Mega-Ohms
50 Mega-Ohms
500 Mega-Ohms
5,000 Mega-Ohms
50,000 Mega-Ohms (50 Giga-Ohms)
500,000 Mega-Ohms (500 Giga-Ohms)
El estándar IEEE 43 sugiere que un valor de RA mayor a 1.4 Mega-Ohms indica que el
aislamiento de pared a tierra de un motor se encuentra en buenas condiciones. A 500V, 1.4
Mega-Ohms corresponde a una corriente de fuga de 400uA. Según IEEE 43-2000, ser
capaz de leer corrientes menores a 400uA es bueno, pero no necesario, para determinar la
condición del aislamiento de pared a tierra basado en la resistencia de aislamiento. Por
supuesto, los motores tendrán una resistencia de aislamiento mucho mayor que 1.4 MegaOhms.
Ahora considere la prueba de IP para el motor de 480V realizada a un voltaje de prueba de
500V. Se puede determinar un límite inferior para la medición de corriente en base a la
regla de 5000 Mega-Ohms en 1 minuto del estándar IEEE 43. A 500V, 5000 Mega-Ohms
corresponden a una corriente de fuga de 0.1uA. Medir valores significativamente menores a
0.1uA, dígase la mitad de 0.1uA, no agregará información útil en relación a la
polarizabilidad de un motor eléctrico.
En resumen:
Basándose en la información anterior, se pueden responder las preguntas referentes a las
corrientes de fuga típicas y el tipo de instrumento requerido para realizar pruebas de
aislamiento de pared a tierra. En primer lugar, el rango de corrientes de fuga requerido para
determinar el estado de un motor eléctrico esta entre ~0.1uA y 1000uA. En segundo lugar,
los instrumentos requeridos para realizar tales mediciones deben poder realizar mediciones
precisas en este rango. Poder medir corrientes de fuga mas bajas no resulta significativo al
evaluar el aislamiento de pared a tierra en bobinados de motores. Poder realizar mediciones
de corrientes mas bajas solo aporta un mayor costo de instrumentación.
Referencias:
IEEE 43-2000, Secciones 5.3, tabla 1, 12.2 tabla 2, 12.3 tabla 3
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