IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas IEEE Poder y Sociedad de Energía Patrocinado por el Comité de máquinas eléctricas IEEE Avenida 3 Parque Nueva York, NY 10016-5997 EE.UU. IEEE Std 43 ™ -2013 (Revisión de la norma IEEE Std 43-2000) uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43 ™ -2013 (Revisión de la norma IEEE Std 43-2000) IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas Patrocinador Comité de máquinas eléctricas del IEEE Poder y Sociedad de Energía Aprobada el 11 de diciembre de 2013 Consejo de Normas IEEE-SA uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. AGRADECIMIENTOS El grupo de trabajo desea reconocer Eric David, de la Ecole de Technologie Supérieure por su contribition a las Figuras y Tablas en este documento. El grupo de trabajo desea reconocer Laurent Lamarre de Hydro Québec por su contribition a las Figuras y Tablas en este documento. Resumen: El voltaje de corriente continua a prueba los procedimientos para la medición de la resistencia de aislamiento y el índice de polarización de estator aislado, y devanados del rotor y cómo interpretar los resultados se describen en esta práctica recomendada. palabras clave: devanado de inducido, dc, devanado de campo, IEEE 43 ™, aislamiento, resistencia de aislamiento, índice de polarización, rotor bobinado, devanado del estator, voltaje • El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Inc. 3 Park Avenue, Nueva York, NY 10016-5997, EE.UU. Copyright © 2014 por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Inc. Todos los derechos reservados. Publicado el 6 de marzo de 2014. Impreso en los Estados Unidos de América. IEEE es una marca registrada en la Patente de Estados Unidos y la Oficina de Marcas, propiedad del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Incorporated. PDF: Impresión: ISBN 978-0-7381-8937-6 STD98551 ISBN 978-0-7381-8938-3 STDPD98551 IEEE prohíbe la discriminación, el acoso y la intimidación. Para más información visite http://www.ieee.org/web/aboutus/whatis/policies/p9-26.html . Ninguna parte de esta publicación puede ser reproducida en cualquier forma, en un sistema de recuperación electrónica o de otra manera, sin la previa autorización por escrito del editor. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Avisos importantes y renuncia de responsabilidades relativas a los documentos IEEE Standards IEEE documentos se ponen a disposición para su uso con sujeción a los avisos importantes y avisos legales. Estos avisos y renuncias, o una referencia a esta página, aparecen en todas las normas y pueden encontrarse bajo el título “Aviso Importante” o “Avisos importantes y descargo de responsabilidad respecto a las normas IEEE documentos”. Aviso y Exención de responsabilidad concerniente al uso de estándares IEEE Documentos documentos de normas IEEE (normas, prácticas recomendadas, guías, etc.), tanto en-pleno uso y ensayo de usar, se desarrollan dentro de IEEE Las sociedades y los Comités de Coordinación de Normas de la asociación de los estándares IEEE ( “IEEE-SA”) Standards Board. IEEE ( “el Instituto”) desarrolla sus normas a través de un proceso de consenso, aprobado por el American National Standards Institute ( “ANSI”), que reúne a los voluntarios que representan distintos puntos de vista e intereses para lograr el producto final. Los voluntarios no son necesariamente miembros del Instituto y participa sin compensación de la IEEE. Mientras IEEE administra el proceso y establece normas para promover la equidad en el proceso de desarrollo de consenso, IEEE no evalúa de forma independiente, prueba, IEEE no garantiza ni la exactitud o contenido del material contenido en sus normas, y se exime de toda garantía (expresa, implícita y estatutario) no incluidos en este o cualquier otro documento relacionado con el estándar, incluyendo, pero no limitado a, las garantías de: comerciabilidad; aptitud para un fin determinado; no infracción; y la calidad, exactitud, eficacia, vigencia o integridad de material. Además, IEEE exime de cualquier y todas las condiciones relativas a: los resultados; y la competencia profesional. IEEE documentos de normas se suministran “TAL CUAL” y “CON TODOS LOS DEFECTOS”. El uso de un estándar IEEE es totalmente voluntaria. La existencia de un estándar IEEE no implica que no hay otras maneras de producir, probar, medir, compra, mercado, o proporcionar otros bienes y servicios relacionados con el ámbito de la norma IEEE. Además, el punto de vista expresado en el momento un estándar es aprobada y emitida está sujeto a cambio provocada a través de la evolución en el estado de la técnica y las observaciones recibidas de los usuarios de la norma. Con la publicación y hacer que sus estándares disponibles, IEEE no está sugiriendo o prestación de servicios profesionales o de otro tipo para, o en nombre de, cualquier persona o entidad ni la norma IEEE empresa para desempeñar cualquier trabajo debido por cualquier otra persona o entidad a otra. 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En el caso de que un estándar IEEE se traduce, sólo la versión Inglés publicado por IEEE debería ser considerado como el estándar IEEE aprobado. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Las declaraciones oficiales Una declaración, escrita u oral, que no se procesa de acuerdo con el Manual de Normas IEEE-SA Operaciones Junta no se considerarán o inferidos a ser la posición oficial del IEEE o cualquiera de sus comités y no deberá ser considerada como, o pueden ser invocadas, una posición formal de IEEE. En conferencias, simposios, seminarios o cursos de formación, una presentación de la información individual de los estándares IEEE deberá dejar claro que sus opiniones deben ser consideradas las opiniones personales de ese individuo en lugar de la posición formal del IEEE. Los comentarios sobre las normas Comentarios de la revisión de documentos de normas IEEE son bienvenidos a partir de cualquier parte interesada, sin importar la afiliación de miembros con los estándares IEEE. Sin embargo, IEEE no proporciona información consultar o consejo referente a los documentos de normas IEEE. Sugerencias para cambios en los documentos deben estar en la forma de una propuesta de cambio de texto, junto con las observaciones de apoyo adecuados. Dado que los estándares IEEE representan un consenso de los intereses afectados, es importante que las respuestas a las observaciones y preguntas también reciben la concurrencia de un equilibrio de intereses. Por esta razón, IEEE y los miembros de sus sociedades y comités de coordinación de las normas no son capaces de proporcionar una respuesta inmediata a los comentarios o preguntas excepto en aquellos casos en que el asunto ha sido previamente dirigida. Por la misma razón, IEEE no responde a las solicitudes de interpretación. Cualquier persona que desee participar en revisiones de un estándar IEEE es bienvenido a unirse al grupo de trabajo IEEE relevante. Los comentarios sobre las normas deben ser presentadas a la dirección siguiente: Secretario, IEEE-SA Standards Board 445 Hoes Lane, Piscataway, NJ 08854 EE.UU. Leyes y regulaciones Los usuarios de los documentos de normas IEEE deben consultar a todas las leyes y regulaciones aplicables. El cumplimiento de las disposiciones de cualquier documento IEEE Normas no implica el cumplimiento de todos los requisitos reglamentarios aplicables. Los ejecutores de la norma es responsable de observar o se refieran a los requisitos reglamentarios aplicables. IEEE no lo hace, por la publicación de sus normas, la intención de la acción impulso que no está en conformidad con las leyes aplicables, y estos documentos no se pueden interpretar como hacerlo. Derechos de autor IEEE proyecto y las normas aprobadas son copyright de IEEE bajo las leyes de copyright estadounidenses e internacionales. Ellos se ponen a disposición del IEEE y se adoptan para una amplia variedad de usos tanto públicos como privados. Estos incluyen tanto el uso, por referencia, en las leyes y reglamentos, y su uso en la autorregulación privada, la estandarización y la promoción de prácticas y métodos de ingeniería. Al hacer estos documentos disponibles para su uso y adopción por parte de las autoridades públicas y los usuarios privados, IEEE no renuncia a ningún derecho de autor a los documentos. fotocopias Sujeta al pago de la tarifa correspondiente, IEEE otorgará a los usuarios una licencia limitada, no exclusiva para porciones fotocopia de cualquier norma individual sólo para uso individual, no comercial uso interno de la organización o empresa o. Para arreglar el pago de derechos de licencia, por favor contacto Copyright Clearance Center, Servicio al Cliente, 222 Rosewood Drive, Danvers, MA 01923 EE.UU.; 1 978 750 8400. El permiso para porciones fotocopia de cualquier norma individual para uso educacional clase también se puede obtener a través del Copyright Clearance Center. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. La actualización de los documentos de normas IEEE Los usuarios de los documentos de normas IEEE deben ser conscientes de que estos documentos pueden ser sustituidas en cualquier momento mediante la emisión de nuevas ediciones o pueden ser modificados de vez en cuando a través de la emisión de enmiendas, correcciones, o erratas. Un documento oficial del IEEE en cualquier punto en el tiempo consiste en la edición actual del documento, junto con todas las modificaciones, correcciones o erratas vigentes en ese momento. Cada estándar IEEE es sometido a revisión al menos cada diez años. Cuando un documento es más de diez años de edad y no ha sido sometido a un proceso de revisión, es razonable concluir que su contenido, aunque todavía de algún valor, no lo hacen en su totalidad reflejar el estado actual de la técnica. Se advierte a los usuarios a comprobar para determinar que tienen la última edición de cualquier norma IEEE. Con el fin de determinar si un documento dado es la edición actual y si se ha modificado mediante la emisión de enmiendas, correcciones, o erratas, visita la IEEE-SA Sitio Web en http://ieeexplore.ieee.org/xpl/standards.jsp o previamente mencionados IEEE contacto en la dirección. Para obtener más información sobre el desarrollo de estándares IEEE proceso de IEEE SA o, visite el IEEE-SA Sitio Web en http://standards.ieee.org . Errata Erratas, en su caso, para todos los estándares IEEE se puede acceder en el estándar IEEE-SA Sitio Web en la siguiente URL: http://standards.ieee.org/findstds/errata/index.html . Se anima a los usuarios a comprobar esta URL para erratas periódicamente. patentes Se llama la atención a la posibilidad de que la aplicación de esta norma puede requerir el uso de la materia protegida por los derechos de patente. Por la publicación de esta norma, no posición es tomada por el IEEE con respecto a la existencia o validez de los derechos de patentes en relación con la misma. Si un solicitante titular de la patente o patente ha presentado una declaración de fiabilidad a través de una carta Aceptado de Aseguramiento, entonces la declaración aparece en el estándar IEEE-SA Sitio Web en http://standards.ieee.org/about/sasb/patcom/patents.html . Cartas de garantía podrán indicar si el Peticionario está dispuesto o no está dispuesto a conceder licencias de acuerdo con los derechos de patente sin compensación o debajo de un precio razonable, con los términos y condiciones razonables que puedan demostrarse exentas de cualquier discriminación injusta a los solicitantes que deseen obtener tales licencias. pueden existir demandas de patente para la que una carta de garantía no se ha recibido. El IEEE no es responsable de identificar demandas de patente para la que se puede requerir una licencia, para la realización de investigaciones sobre la validez jurídica o el alcance de las reivindicaciones Patentes, o determinar si alguno de los términos de licencia o condiciones previstas en relación con la presentación de una carta de garantía, si los hubiere, o en los contratos de licencia son razonables o no discriminatorio. Los usuarios de esta norma se advierte expresamente que la determinación de la validez de los derechos de patente, y el riesgo de lesión de sus derechos, es enteramente su propia responsabilidad. Más información se puede obtener de la IEEE Standards Association. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Participantes En el momento en que se completó la práctica recomendada de IEEE, el Grupo de Trabajo P43 tuvo los siguientes miembros: Ian Culbert, Silla Eric David, Vicepresidente David Agnew Kevin Michel Gagné Bal Gupta Charles mijo Beant Alewine Adam Gary Heuston Fon Hiew Nindra Sophie Noel Balawejder Raymond Richard Huber Claude Ramtin Omranipour Cyrl Bartnikas Kevin Becker Hudon Aleksandra Paynot Howard Penrose Tom Bishop Stefano Jeremic Aleksandr Sean Pollard Helene Bomben Andy Brown Khazanov Amir Khosravi Provencher John Schmidt Marcos Bruintjies Donald Ken Kimura Thomas Klamt Emad Sharifi Jeff Campbell William Chen Inna Kremza Luc Sheaffer Reza Soltani Doug Conley Lafortune Laurent Lamarre Greg Stone Meredith James Lau Ben Leblanc Strange Remi Tremblay Gerhard Lemesch Bill Roger Wicks, Joe McDermid David Williams Chuck Wilson McKinnon John Wilson Hugh Zhu Marcelo Jacob Da Silva Mario Dumouchel Jeff Fenwick Namal Fernando Shawn Filliben Steve Francese Nancy heladas Paul Gaberson Los siguientes miembros del comité de votación individuales votaron en esta práctica recomendada. Balloters hayan votado para su aprobación, desaprobación o abstención. Thomas Obispo William Bloethe Andrew Brown Bill Brown Derek Brown Gustavo Brunello Donald Campbell Antonio Cardoso Weijen Chen Ian Culbert Marcelo da Silva Matthew Davis Gary Donner Randall Dotson Marcus Durham Robert Ajit Gwal Gary Heuston de Lorena Padden Christopher Durham James Dymond Ahmed El Serafí Jeffrey Fenwick Jorge Fernández Daher Sudath Fernando William Finley Rostyslaw Fostiak Frank Gerleve Randall Bal Groves Gupta Scott Hietpas David Horvath Pétrola Ulrich Pohl Alvaro Richard Huber Inocencio Portillo Iulian Profir John Kamwa John Kay Yuri Rama Moises Ramos Daniel Khersonsky Heshmatollah Leland Ransom Johannes Khosravi säumen Rickmann Michael Roberts Kundu-Chung Yiu Lam James Bartien Sayogo Jeffrey Lau Michael Albert Lauxman Sheaffer James Smith Reza Livshitz William Lockley Soltani Gary Stoedter Michael May Omar Mazzoni Gregory Stone James John Mcalhaney Jr. William Timperley Remi Tremblay McCown William McDermid John Vergis Yingli Wen Don Mclaren Nigel Mcquin Kenneth White Roger Wicks, James Michalec Charles mijo James Wilson, Larry Yonce Jerry Murphy Michael Jian Yu Zhu Hugh Newman Charles Ngethe vi Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Cuando el Consejo de Normas IEEE-SA aprobó esta práctica recomendada el 11 de diciembre de 2013 tuvo los siguientes miembros: John Kulick, Silla David J. Ley, Vicepresidente Richard H. Hulett, Ex Presidente Konstantinos Karachalios, Secretario Masayuki Ariyoshi Peter Marcos Halpin Gary Hoffman Gary Robinson Jon Balma Farooq Bari Ted Paul Houzé Jim Hughes Walter Rosdahl Adrian Burse Stephen duques Michael Janezic Joseph L. Stephens Peter Jean-Phillippe Faure Koepfinger * Oleg Logvinov Sutherland Yatin Trivedi Alexander Gelman Ron Peterson Phil Winston Yu Yuan * miembro Emérito También se incluyen los siguientes enlaces Consejo de Normas IEEE-SA sin derecho a voto: Richard Blasio, DOE Representante Michael Janezic, Representante del NIST Michelle Turner IEEE Programa Director de Normas, Desarrollo Documento Malia Zaman IEEE Programa Director de Normas, Desarrollo del Programa Técnico vii Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Introducción Esta introducción no es parte de la norma IEEE 43 ™ -2013, IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento de la maquinaria eléctrica. Medición de la resistencia de aislamiento se ha recomendado y usado desde hace más de medio siglo para evaluar el estado de aislamiento eléctrico. Mientras que las mediciones de resistencia de aislamiento individuales pueden ser de dudoso valor, el registro cuidadosamente mantenida de mediciones periódicas, acumulada durante meses y años de servicio, es de un valor incuestionable como una medida de algunos aspectos de la condición del aislamiento eléctrico. Originalmente, en 1950, esta práctica recomendada fue publicado por la AIEE como una guía para presentar las diversas facetas asociados con la medición y la comprensión de la resistencia de aislamiento eléctrico. La guía se revisó en 1961 y nuevamente en 1974. Durante la década de 1970, se realizaron varios cambios para los tipos de aislamiento utilizados en máquinas giratorias eléctricas. Las características de resistencia de aislamiento de estos sistemas de aislamiento termoestable nuevos son diferentes de los sistemas TERMOPLÁSTICAS mayores, y por lo tanto requieren esta revisión sustancial de la norma para medir la resistencia de aislamiento. Otros cambios incluyen la adición de una descripción más detallada de la teoría de la prueba y la eliminación de sugerencias con respecto a los procedimientos secos de salida de mantenimiento de los bobinados de más edad (anteriormente Anexo A). Recomendaciones para los procedimientos de mantenimiento están más allá del alcance de este documento. Con esta publicación como una práctica recomendada, el IEEE está presentando y la recomendación de medición de la resistencia de aislamiento eléctrico como un factor importante en la vigilancia de la condición de aislamiento eléctrico en maquinaria rotativa. y por lo tanto se requiere esta revisión sustancial a la estándar para medir la resistencia de aislamiento. Otros cambios incluyen la adición de una descripción más detallada de la teoría de la prueba y la eliminación de sugerencias con respecto a los procedimientos secos de salida de mantenimiento de los bobinados de más edad (anteriormente Anexo A). Recomendaciones para los procedimientos de mantenimiento están más allá del alcance de este documento. Con esta publicación como una práctica recomendada, el IEEE está presentando y la recomendación de medición de la resistencia de aislamiento eléctrico como un factor importante en la vigilancia de la condición de aislamiento eléctrico en maquinaria rotativa. y por lo tanto se requiere esta revisión sustancial a la estándar para medir la resistencia de aislamiento. Otros cambios incluyen la adición de una descripción más detallada de la teoría de la prueba y la eliminación de sugerencias con respecto a los procedimientos secos de salida de mantenimiento de los bobinados de más edad (anteriormente Anexo A). Recomendaciones p Esta práctica recomendada describe la teoría, procedimiento, y la interpretación de la prueba de resistencia de aislamiento. Está dirigido a la siguiente: • Las personas u organizaciones que fabrican las máquinas rotativas • Las personas u organizaciones que se encargan de la aceptación de nuevas máquinas rotativas • Las personas u organizaciones que dan y mantienen las máquinas rotativas • Las personas u organizaciones que operan las máquinas rotativas Esta práctica recomendada está diseñada para ayudar a las organizaciones e individuos • Evaluar la condición del aislamiento eléctrico utilizado en máquinas rotativas • Determinar si el aislamiento eléctrico de una máquina rotativa es adecuado para el retorno al servicio • Determinar si el aislamiento eléctrico de una máquina rotativa es adecuado para la prueba de alto potencial Esta práctica recomendada está destinada a satisfacer los siguientes objetivos: • Promover consistencia para los procedimientos de prueba de aislamiento e interpretaciones • Proporcionar información útil sobre la correcta aplicación de la prueba de resistencia de aislamiento • Proporcionar información útil sobre la teoría técnica de las pruebas de resistencia de aislamiento viii Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. Contenido 1. Información general ............................................... .................................................. .................................................. . 1 1.1 Alcance ................................................ .................................................. ................................................. 1 1.2 Propósito ................................................ .................................................. .............................................. 2 2 Referencias normativas .............................................. .................................................. .................................. 2 3. Definiciones ............................................... .................................................. ................................................. 3 4. Consideraciones de seguridad .............................................. .................................................. .................................. 3 5. Resistencia de aislamiento general teoría ........................................... .................................................. ............ 4 5.1 Componentes de la corriente continua medido ........................................... ............................................. 4 5.2 Características de la corriente continua medido ........................................... .......................................... 7 5.3 lecturas de resistencia de aislamiento .............................................. .................................................. .............. 8 5.4 lecturas índice de polarización .............................................. .................................................. .................. 9 5.5 Corriente de descarga ............................................... .................................................. ................................ 9 6. Factores que afectan a la resistencia de aislamiento ............................................ .................................................. .......... 9 6.1 Efecto de la condición de la superficie ............................................. .................................................. .................... 9 6.2 Efecto de la humedad .............................................. .................................................. ................................ 9 6.3 Efecto de la temperatura .............................................. .................................................. .......................... 10 6.4 Efecto de la magnitud de la tensión de prueba ............................................ .................................................. ........... 13 6.5 Efecto de la carga existente en las mediciones de resistencia de bobinado ......................................... ................. 14 7. Condiciones para la medición de la resistencia de aislamiento ........................................... .............................................. 14 8. conexiones del bobinado para las pruebas de resistencia de aislamiento .......................................... ........................................ 14 9. Métodos de medición de la resistencia de aislamiento ........................................... .................................................. .15 9.1 La medición directa ............................................... .................................................. ...........................15 9,2 medición calculada ............................................... .................................................. ....................15 10. Precauciones ............................................... .................................................. .............................................15 11. Interpretación de resistencia de aislamiento y resultados de la prueba del índice de polarización ....................................... ........dieciséis 11.1 Monitoreo de estado del aislamiento .............................................. .................................................. .......dieciséis 11.2 Idoneidad para el funcionamiento o la prueba continua ........................................... ........................................dieciséis 11.3 Limitaciones de la prueba de resistencia de aislamiento ........................................... ........................................... 17 12. valor mínimo recomendado de índice de polarización y resistencia de aislamiento ..................................... 17 12.1 Los valores mínimos ............................................... .................................................. .............................. 17 12.2 Índice de Polarización ............................................... .................................................. ............................ 18 12.3 Resistencia de aislamiento ............................................... .................................................. ......................... 19 Anexo A (informativo) Variantes en la polarización índice ......................................... ......................................... 20 Anexo B (informativo) Directo frente alternando las pruebas de tensión ........................................ .......................... 21 Supervisión de las corrientes de carga y descarga Anexo C (informativo) ........................................ ....................... 22 Anexo D (informativo) de aislamiento de perfiles de resistencia (IRP) ....................................... ................................. 25 Anexo E (Informativo) Bibliografía ............................................ .................................................. ............... 26 ix Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas AVISO IMPORTANTE: documentos de normas IEEE no están destinadas a garantizar la seguridad, la salud o la protección del medio ambiente, ni asegura contra la interferencia o de otros dispositivos o redes. Los ejecutores de los documentos de normas IEEE son responsables de determinar y cumplir con todos, la seguridad, las prácticas, salud y protección del medio ambiente interferencias de seguridad apropiada y todas las leyes y regulaciones aplicables. Este documento IEEE se pone a disposición para su uso con sujeción a los avisos importantes y avisos legales. Estos avisos y renuncias aparecen en todas las publicaciones que contienen este documento y pueden encontrarse bajo el título “Aviso Importante” o “Avisos importantes y limitaciones de responsabilidad que afectan IEEE documentos”. También se pueden obtener a petición de IEEE o consultarse en http://standards.ieee.org/IPR/disclaimers.html . 1. Información general 1.1 Alcance Este documento describe un procedimiento recomendado para medir la resistencia de aislamiento de inducido y de campo bobinados en máquinas rotativas rated 750 W o mayor. Se aplica a las máquinas síncronas, máquinas de inducción, máquinas de corriente continua, y condensadores síncronos. No se aplica a las máquinas fraccional caballos de fuerza. El documento también describe las características de resistencia de aislamiento típicos de rotación devanados de la máquina y cómo estas características indican la condición de bobinado. Se recomienda valores mínimos aceptables de resistencia de aislamiento de CA y CC de rotación devanados de la máquina. Otros estándares IEEE que incluyen información sobre la medición de la resistencia de aislamiento se enumeran en la cláusula 2. 1 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas 1.2 Propósito El propósito de esta práctica recomendada es abordar el siguiente: un) De fi ne resistencia de aislamiento y pruebas de índice de polarización del devanado de una máquina rotativa. si) Revisar los factores que afectan o características de resistencia al cambio de aislamiento. C) Recomendar las condiciones de ensayo uniformes. re) Recomendar métodos de información para medir la resistencia de aislamiento con las precauciones necesarias para evitar resultados erróneos. mi) Proporcionar una base para la interpretación de resultados de la prueba de resistencia de aislamiento para estimar la idoneidad de bobinado para el servicio o para un test de sobretensión. En particular, esta norma describe problemas de aislamiento típicos detectados por la prueba de resistencia de aislamiento. F) Los valores presentes mínimo recomendado de aislamiento aceptable de resistencia y los índices de polarización para varios tipos de máquinas rotativas. 2 Referencias normativas Los siguientes documentos de referencia son indispensables para la aplicación de este documento (es decir, deben ser comprendidos y utilizados, por lo que cada documento de referencia se cita en el texto y su relación con este documento se explica). Para las referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición del documento de referencia (incluyendo cualquier modificación o corrección) se aplica. ASTM F855, Standard Especi fi caciones para motivos de carácter temporal de protección indicados en desenergizado líneas de energía eléctrica y equipo. 1 IEC 60085, aislamiento eléctrico - Evaluación térmica y denominación. 2 IEEE Std 1 ™, IEEE Standard Principios Generales para Límites de temperatura en la calificación de los equipos eléctricos y para la evaluación del aislamiento eléctrico. 3, 4 IEEE Std 56 ™, IEEE Guía para el aislamiento mantenimiento de grandes alterna actual maquinaria rotativa (10 000 kVA y más grandes). 5 IEEE Std 62,2 ™, Guía para pruebas diagnósticas campo de los aparatos de Energía Eléctrica - Maquinaria Eléctrica. IEEE Std 67 ™, Guía de IEEE para la operación y mantenimiento de generadores de turbina. IEEE Std 95 ™, Práctica Recomendada para las pruebas de aislamientos de AC Electric Machinery (2300 V y superior) con alta tensión del directo. IEEE Std 510 ™, Práctica Recomendada para la Seguridad de alto voltaje y pruebas de alta potencia. NEMA MG-1, motores y generadores. 6 1 ASTM publicaciones están disponibles de la American Society for Testing and Materials, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959, EE.UU. (http://www.astm.org/). 2 publicaciones de la CEI están disponibles de la Comisión Electrotécnica Internacional (http://www.iec.ch/). publicaciones de la CEI también están disponibles en los Estados Unidos desde el American National Standards Institute (http://www.ansi.org/). 3 Los estándares IEEE o productos mencionados en el presente cláusula son marcas registradas de The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. 4 IEEE publicaciones están disponibles en el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos ( http://standards.ieee.org/ ). 5 Actualmente en proceso de revisión. 6 NEMA publicaciones están disponibles en los Documentos de Ingeniería Global (http://global.ihs.com/). 2 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas 3. Definiciones A los efectos de este documento, se aplican los siguientes términos y definiciones. los Normas IEEE Diccionario en línea debe ser consultado para los términos no definidos en esta cláusula. 7 corriente de absorción ( yo UN): A resultante corriente de polarización molecular y la deriva de electrones, que decae con el tiempo de aplicación de voltaje a una velocidad decreciente a partir de un comparativamente alto valor inicial a casi cero, y depende del tipo y el estado del sistema de aislamiento. corriente de conducción ( yo SOL): Una corriente que es constante en el tiempo, que pasa a través del aislamiento mayor de la superficie de puesta a tierra al conductor de alto voltaje, y que depende del tipo de sistema de aislamiento. electroendosmosis efecto: Un fenómeno observado de vez en cuando, más a menudo en termoplástico mayores (por ejemplo, asfálticos) devanados, cuando, en presencia de humedad, diferentes valores de resistencia de aislamiento se pueden obtener cuando la polaridad de los cables probador se invierten. Típicamente para devanados húmedos mayores, la resistencia de aislamiento de polaridad positiva, donde el cable positivo está conectado al devanado y la tensión de cable negativo a tierra, es mucho mayor que para la polaridad opuesta. corriente capacitiva geométrica ( yo C): Una corriente reversible de comparativamente alta magnitud y corta duración, que decae exponencialmente con el tiempo de aplicación de voltaje, y que depende de la resistencia interna del instrumento de medición y la capacitancia geométrica del devanado. resistencia de aislamiento ( IR t): La capacidad del aislamiento eléctrico de un bobinado para resistir corriente continua. El cociente de tensión continua aplicada de polaridad negativa dividido por corriente a través de aislamiento de la máquina, corregida a 40 ° C, y tomada en un momento específico ed ( t) desde el inicio de la aplicación de voltaje. El tiempo de aplicación de voltaje es normalmente de 1 min ( IR 1) o 10 min ( IR 10), sin embargo, otros valores pueden ser utilizados. convenciones Unidad: valores subíndices de 1 a 10 se supone que son en minutos, los valores de subíndice de 15 y mayor se supone que son en segundos. perfil de resistencia de aislamiento (IRP): Resistencia de aislamiento Perfil (IRP) es un gráfico de la IR en el que el IR se representa en incrementos de tiempo discretos (tales como 5 segundos) durante un período de tiempo especificado (típicamente 10 min). índice de polarización ( Pi t 1 / t 2): La variación en el valor de la resistencia de aislamiento con el tiempo. El cociente de la resistencia de aislamiento en el tiempo ( t 2) dividido por la resistencia de aislamiento en el tiempo ( t 1). Si los tiempos t 2 y t 1 no son especi fi, que se supone que son 10 min y 1 min, respectivamente. convenciones Unidad: valores de 1 a 10 se supone que son en minutos, los valores de 15 y mayor se supone que son en segundos (por ejemplo, Pi 60/15 se refiere a IR 60 / IR 15s ) corriente de fuga de superficie ( yo L): Una corriente que es constante con el tiempo, y que por lo general existe sobre la superficie de los finales vueltas del devanado del estator o entre conductores expuestos y el cuerpo del rotor en devanados del rotor aislados. La magnitud de la corriente de fuga de superficie depende de la temperatura y la cantidad de material conductor, por ejemplo, la humedad o la contaminación sobre la superficie del aislamiento. 4. Consideraciones de seguridad las pruebas de resistencia de aislamiento implica la aplicación de voltajes de alto directo a devanados de la máquina. Estos devanados tienen propiedades capacitivas e inductivas que pueden conducir a peligros que pueden no ser fácilmente evidente. No es posible cubrir todos los aspectos de seguridad de este personal y práctica de pruebas recomendadas deben consultar IEEE Std 510; ASTM F855; manuales de instrucciones de los fabricantes; y la normativa de la Unión, de la empresa y del gobierno. 7 Normas IEEE Diccionario en línea suscripción están disponibles en: http://www.ieee.org/portal/innovate/products/standard/standards_dictionary.html . 3 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas Antes de que se llevó a cabo ninguna prueba, el aislamiento del devanado debe ser descargada. No es seguro comenzar las pruebas antes de la corriente de descarga es casi cero y no hay tensión de retorno discernible (menos de aproximadamente 20 V) después de que el suelo es eliminado (en general, el bobinado no debe dejarse sin conexión a tierra). Después de la terminación de la prueba, debe ser descargado a través de una resistencia adecuada del devanado, dimensionado para limitar la corriente instantánea. Un tiempo de descarga mínimo, que es igual a cuatro veces la duración de aplicación de voltaje, se recomienda. Este intervalo de tiempo se basa en la R ( resistador), L ( inductivo), C ( capacitiva geométrica), y las características de absorción del circuito durante la carga (tiempo de la aplicación de la tensión) y la descarga (tiempo transcurrido desde la eliminación de la fuente de tensión y la posterior puesta a tierra del devanado bajo prueba). Es importante recordar que la prueba no está completa hasta que el arrollamiento se descarga y no hay tensión perceptible. Se recomienda que las pruebas posteriores no llevarse a cabo hasta que el arrollamiento se descargue completamente. Durante el período de prueba, se tomarán todas las medidas de seguridad apropiadas para las tensiones que se utilizan. El cable entre el equipo de prueba y el devanado debe ser adecuadamente aislada y separada de suelo; de lo contrario, las corrientes de fuga de superficie y la pérdida de corona pueden introducir errores en los datos de prueba. Por consideraciones de seguridad, y para evitar la medición de corrientes parásitas, los cables pueden estar apantallados. Restricción del acceso de personal a los altos voltajes es obligatorio. Se recomienda el uso de equipo de protección personal, como es el uso de palos calientes, escaleras aislados, etc. Si accesible, los extremos de neutro y la línea de fase de cada bobinado deben ser conectados entre sí durante la prueba para minimizar el efecto de alta tensión contra sobretensiones re reflexiones que pueden resultar de un fallo de bobinado. Las medidas de seguridad descritas son de ninguna manera que todo lo abarca. Estos están destinados solamente para significar la naturaleza de los riesgos que entraña. Es responsabilidad de los usuarios de los equipos de prueba para determinar por completo los posibles riesgos involucrados en la prueba, para proteger al personal de los daños, y para eliminar el riesgo de daños en el equipo. teoría 5. Resistencia de aislamiento general La resistencia de aislamiento de una máquina rotativa de bobinado es una función del tipo y condición de los materiales aislantes utilizados, como técnicas bien utilizado para aplicarlas. En general, la resistencia de aislamiento varía proporcionalmente con el espesor de aislamiento e inversamente proporcional al área de superficie del conductor. 5.1 Componentes de la corriente continua se mide El sistema de aislamiento de un devanado del estator se compone de numerosas interfaces, que existen entre diferentes materiales tales como mica, vidrio y matriz de polímero de cualquiera de epoxi o poliéster. Como consecuencia, el proceso de conducción eléctrica se controla principalmente por el mecanismo de polarización interfacial. Cuando una tensión directa campo se aplica repentinamente a través de un devanado del estator sistema aislante, la carga de espacio acumulación se produce en las interfaces debido a la diferencia en las permitividades y conductividades de los materiales dieléctricos contiguos que forman las interfaces (ver [B1] y [B2]). En primer lugar, una división de tensión rápida se establece a través de los dos dieléctricos a tope en la superficie debido a su diferencia en la constante dieléctrica. Esto se manifiesta por una corriente capacitiva casi instantánea, yo C, cuya duración es demasiado corta como para influir en la forma de la corriente general y por lo tanto no influye en la medición de la resistividad un minuto. Esta corriente capacitiva disminuye exponencialmente con una constante de tiempo igual al producto de la capacitancia del devanado y la resistencia instrumental. El caídas de tensión en las dos capas dieléctricas diferentes, que constituye la interfaz, que se caracterizan por dos conductividades claramente diferentes, plomo para el desarrollo de dos corrientes de magnitud desigual. Esto causa la acumulación de carga o atrapar en la interfase hasta que el campo de contador creado por la carga espacial atrapado ecualiza las corrientes en los estratos dieléctrico adyacente. La constante de tiempo de este proceso, que es una medida del tiempo requerido para lograr la igualación de las magnitudes de corriente, está supeditada a las permitividades y conductividades, así como la geometría de los estratos contiguos de la formación de la interfaz. Dado que existe una multiplicidad de disímiles 4 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas interfaces dentro de los sistemas de aislamiento de un estator bobinado, el mecanismo de polarización general interfacial dentro de los sistemas aislantes se pueden describir solamente de manera adecuada por una distribución de tiempos de relajación y, por consiguiente, no es posible representar el proceso de conducción en una barra de estator por un simplista R C circuito agrupados (véase la Figura 1). Tenga en cuenta que el comportamiento todavía se complica aún más en su complejidad porque un mecanismo de polarización interfacial similar también puede tener lugar en el escudo semiconductor y las interfaces de materiales aislantes. Figura 1 circuito -equivalente que muestra las cuatro corrientes controla durante prueba de resistencia de aislamiento La distribución de tiempos de relajación es tal que incluso la medición 10 min cae todavía dentro de la corriente de absorción, ( yo UN), rango. La corriente de absorción es una función inversa del tiempo, ( t) y se expresa normalmente empíricamente como se muestra en la ecuación (1). (1) yo A = K t- norte dónde yo A = corriente de absorción K= función de la tensión aplicada, la capacitancia y el sistema de aislamiento particular de la barra de estator o de bobinado t= hora n = un exponente que es una función característica del sistema de aislamiento En tiempos largos de medición (> 10 min), el valor de yo UN a menudo es baja lo suficiente para que la corriente total se aproxima asintóticamente al valor de la corriente de conducción directa, que es la suma de la corriente de fuga a lo largo de los brazos extremos, yo L, y la corriente de la conductancia, yo SOL, a través del volumen de aislamiento. Constituyen la corriente de conducción finito constante que se observa con los sistemas de aislamiento bajo una tensión constante cuando se aplica durante períodos de tiempo prolongados. Tenga en cuenta que los portadores de carga (iones y electrones), que quedan atrapadas en las interfaces, se llevan a cabo en las trampas profundas y por lo tanto no contribuyen significativamente a la corriente de la conductancia, yo SOL, bajo la electrificación largo plazo. Sin embargo, pueden ser expulsados de las profundas trampas cuando aumenta la temperatura. Una corriente, que pueden influir negativamente en las mediciones de resistencia de aislamiento, es la corriente de fuga de la superficie, yo L. Esta corriente surge de impurezas semiconductores que pueden depositarse sobre las superficies de aislamiento de barras del estator y sus efectos adversos pueden ser mejorado aún más por la absorción de humedad en las superficies de aislamiento; su magnitud puede ser del mismo orden o superior a la de la absorción 5 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas Actual, yo A. Con frecuencia, puede ser necesario para secar y limpiar las superficies de aislamiento a los errores de medición de resistencia de eludir. La figura 2 -Insulation mediciones de resistencia a 5 kV para misma máquina antes (Aislamiento asfáltico-mica) y después de rebobinado (aislamiento epoxi-mica) La Figura 2 compara a una tensión aplicada de 5 kV la resistencia de aislamiento de un epoxi-mica con aislamiento de bobinado con la de un asfalto-mica bobinado aislado (véase [B3]). Como era de esperar, la resistencia de aislamiento en tanto las mediciones 1 min y 10 min es sustancialmente más alta para el sistema epoxi-mica menor pérdida. Sin embargo, cabe destacar que en ambos casos la resistencia de aislamiento para tiempos superiores a 10 min tiende asintóticamente hacia un valor constante. Como se mencionó anteriormente, en algunos casos, el recubrimiento de control de esfuerzo puede tener una influencia notable sobre la resistencia y la polarización medida del índice. La figura 3 muestra la corriente de carga a partir de una prueba de resistencia realizada a 1 kV en un turbo-generador con epoxi unido aislamiento a la tierra y la cinta de carburo de silicio como el sistema de control de estrés. La joroba observado en el medio de la curva en un gráfico log-log surge de la contribución del sistema de control de la tensión (ver [B4] y [B5]. El valor de la resistencia de aislamiento se reduce a aproximadamente un tercio de su valor mayor debido al sistema de clasificación de la tensión. la Pi para esta medición era 26. La tensión de pico de control se mueve a tiempos más cortos como la tensión de los aumentos de prueba. Cuando se aplica la tensión continua como un paso o en la forma de una rampa, este pico desaparece a voltajes mayores de 6 kV (ver [B6], [B7]). Los valores por lo tanto, más fiables de la resistencia y de la Pi se obtendrá a 5 kV o más. 6 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas Figura 3 -medida actual para una máquina con una fuerte influencia del recubrimiento de control de esfuerzo 5.2 Características de la corriente continua se mide Comparando el cambio en la resistencia de aislamiento o de corriente total con la duración de la aplicación de voltaje de prueba puede ser útil en la evaluación de la limpieza y la sequedad de un devanado. Si los devanados están contaminados con material parcialmente conductivo o están húmedo, la corriente total ( yo T) será aproximadamente constante con el tiempo, ya yo L y / o yo sol será mucho mayor que la corriente de absorción ( yo UN). Si los devanados están limpios y secos, la corriente total ( yo T) normalmente disminuirá con el tiempo (véase la Figura 4), puesto que la corriente total está dominada por la absorción (es decir, la polarización) actual ( yo UN). 7 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas La figura 4 -Tipos de corrientes para un aislamiento epoxi-mica con una corriente relativamente baja 5.3 lecturas de resistencia de aislamiento La medición de la resistencia de aislamiento constituye una prueba de tensión continua y la tensión de prueba debe limitarse a un valor apropiado a la tensión nominal del bobinado y la condición básica de aislamiento. Esto es particularmente importante en el caso de máquinas, de baja tensión pequeña, o devanados húmedos. Si la tensión de prueba es demasiado alta, la tensión de ensayo aplicada que sobrecargaría el aislamiento, lo que lleva a un fallo de aislamiento. ensayos de resistencia de aislamiento se realizan normalmente a voltajes directos constante que tiene polaridad negativa. se prefiere polaridad negativa para acomodar el fenómeno de electroendosmosis. Directrices para tensiones de prueba se presentan en la Tabla 1. Se toman lecturas de resistencia de aislamiento después de que el voltaje de prueba se ha aplicado durante 1 min. Tabla 1 Directrices para tensiones continuas que deben aplicarse durante la prueba de resistencia de aislamiento devanado de puntuación prueba de resistencia de aislamiento tensión (V) un tensión continua (V) 500 <1,000 un 1000-2500 500-1000 2501-5000 1000-2500 5001-12 000 2500-5000 > 12 000 5000-10 000 Tensión nominal de línea a línea de máquinas de corriente alterna trifásica, voltaje de tierra a línea para máquinas monofásicas y de tensión continua nominal para máquinas de corriente continua o devanados de campo. 8 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas 5.4 lecturas índice de polarización Esta prueba se aplica a los nuevos y en servicio bobinados de CA y CC que están encerradas en el aislamiento. El índice de polarización normalmente se define como la relación del valor de resistencia 10 min ( IR 10) al valor de resistencia 1 min ( IR 1). ( Ver Anexo A para el uso de otros valores.) El índice de polarización es indicativa de la pendiente de la curva característica (véase la Figura 4) y puede ser utilizado para evaluar el estado del aislamiento (véase la cláusula 11 y la cláusula 12). Para proporcionar una mayor precisión alrededor del punto min 1 y para permitir que los datos se representan gráficamente en papel de registro, también es común para tomar lecturas en otros intervalos, tales como 15 s, 30 s, 45 s, 1 min, 1,5 min, 2 min , 3 min, 4 min, ..., y 10 min. Esta prueba no se puede aplicar a pequeñas máquinas de bobinado al azar desde la corriente de absorción yo UN se vuelve insignificante en cuestión de segundos (véase el Anexo A para mayor discusión). 5.5 corriente de descarga Después se retira la tensión continua aplicada, un circuito de descarga adecuado debe ser proporcionada (véase la cláusula 4) .Las descarga de corriente se manifiesta en los dos componentes siguientes: un) Un componente de corriente de descarga capacitiva, que decae casi instantáneamente, dependiendo de La resistencia de descarga. b) La corriente de descarga de absorción, que decaer desde un alto valor inicial a casi cero con las mismas características que la corriente de carga inicial, pero con la polaridad opuesta. Este decaimiento puede tomar más de 30 min, dependiendo del tipo de aislamiento y el tamaño de la muestra de ensayo. 6. Factores que afectan a la resistencia de aislamiento 6.1 Efecto de la condición de la superficie La corriente de fuga de superficie ( yo L) depende de la materia extraña, tal como aceite y / o polvo de carbono en las superficies de bobinado fuera de la ranura. La corriente de fuga de superficie puede ser fi significativamente mayor en los grandes rotores de generadores de turbina y máquinas de corriente continua, que tienen superficies relativamente grandes líneas de fuga expuesta. También puede haber un aumento en la corriente de fuga de superficie en máquinas en las que un recubrimiento de control de la tensión que se ha aplicado a los devanados terminales. Polvo (o sales) en las superficies de aislamiento, que son ordinariamente no conductor cuando está seco, puede llegar a ser parcialmente conductor cuando se expone a la humedad o aceite, y, por tanto, pueden reducir la resistencia de aislamiento. Si el índice de resistencia de aislamiento o la polarización se reduce debido a la contaminación, por lo general puede ser restaurado a un valor aceptable por la limpieza y el secado. 6.2 Efecto de la humedad Independientemente de la limpieza de la superficie de enrollamiento, si la temperatura de bobinado está en o por debajo del punto de rocío del aire ambiente, una película de humedad se puede formar en la superficie de aislamiento, lo que puede reducir la resistencia de aislamiento o el índice de polarización. El efecto es más pronunciado si la superficie también está contaminado, o si las grietas en el aislamiento están presentes. Tenga en cuenta que los efectos de la contaminación por humedad en una saludable bobinado no debe impedir la obtención de lecturas aceptables. 9 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas Algunos tipos de sistemas de aislamiento de los devanados son higroscópicos (fácilmente absorbe el agua) y la humedad se puede dibujar en el cuerpo del aislamiento del aire ambiente húmedo. Esto es particularmente cierto para la mayor asfáltico-mica termoplástico, algunos mica poliéster termoendurecible (ver [B11]) y goma laca mica-folium materiales aislantes, así como para algunas tiras aislantes utilizados entre los conductores de cobre sin aislamiento en grandes rotores de generadores de turbina; por esta razón, la resistencia o Pi mediciones en rotores de grandes generadores de turbina pueden llegar a ser engañosa si el rotor ha sido expuesto a aire ambiente. humedad absorbida aumenta la corriente de conducción ( yo SOL) y signi fi cativamente reduce la resistencia de aislamiento y los resultados en las donaciones Pi valores próximos a 1 (ver [B14]). En servicio máquinas son por lo general a una temperatura por encima del punto de rocío. Cuando las pruebas se llevarán a cabo en una máquina que ha estado en servicio, las pruebas deben realizarse antes de la máquina de temperatura del devanado cae por debajo del punto de rocío. Las máquinas que están fuera de servicio (sin calentadores de espacio) se prueban con frecuencia cuando la temperatura del devanado está por debajo del punto de rocío y puede tener fi significativamente más baja que las lecturas de resistencia de aislamiento e índice de polarización esperados debido a la contaminación de humedad (véase la cláusula 11). Puede ser necesario para secar estas máquinas para obtener lecturas aceptable antes de volver estas máquinas para servicio o la realización de pruebas de alta tensión. Para los procedimientos apropiados secos de salida, consulte con el fabricante del equipo. La historia de la máquina, las inspecciones visuales, y otros resultados de la prueba puede ayudar en la evaluación del riesgo potencial de volver a dar servicio a una máquina con una baja resistencia de aislamiento y / o lecturas de índice de polarización debido a la contaminación por humedad. Se recomienda que una máquina con baja Pi y IR 1 lecturas no ser sometido a más pruebas de alta tensión. 6.3 Efecto de la temperatura 6.3.1 Teoría general El valor de resistencia de aislamiento para un sistema dado, en cualquier punto dado en el tiempo, varía inversamente, en forma exponencial, con la temperatura de bobinado. Hay un contraste entre la dependencia de la temperatura de la resistividad de los metales y materiales no metálicos, especialmente en buenos aislantes. En los metales, donde hay numerosos electrones libres, mayores introduce temperatura mayor agitación térmica, lo que reduce el recorrido libre medio de movimiento de los electrones con la consiguiente reducción en la movilidad de electrones y un aumento en la resistividad. Sin embargo, en los aisladores, un aumento de la temperatura suministra energía térmica, lo que libera los portadores de carga adicionales y reduce la resistividad. Esta variación de temperatura afecta a todos los componentes actuales identi fi ed en 5.1 a excepción de la corriente capacitiva geométrica. El valor de resistencia de aislamiento de un devanado depende de la temperatura de bobinado y el tiempo transcurrido desde la aplicación de la tensión. Por ejemplo, cuando la máquina apenas se ha detenido, y la temperatura de operación es del orden de 90 ° C - 100 ° C, la temperatura puede bajar significativamente durante 10 min y esto puede afectar la Pi Con el fin de evitar los efectos de la temperatura en el análisis de tendencias, pruebas posteriores deben llevarse a cabo cuando el devanado está cerca de la misma temperatura que la prueba anterior. Sin embargo, si la temperatura del devanado no se puede controlar de un tiempo de prueba a otro, se recomienda que todos los valores de prueba de aislamiento ser corregidos a una temperatura base común de 40 ° C usando la Ecuación (2). Aunque el valor corregido es una aproximación, esto permite una comparación más significativa de los valores de resistencia de aislamiento obtenidos a diferentes temperaturas. La corrección puede hacerse mediante el uso de la ecuación (2): Rc= KT RT (2) dónde R C es la resistencia de aislamiento (en megaohmios) corregida a 40 ° C, K T es el coeficiente de temperatura de resistencia de aislamiento a la temperatura T ° C (de 6.3.2or 6.3.3), R T es la resistencia de aislamiento medida (en megaohmios) a temperatura T ° C. 10 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas Para el bobinado temperaturas por debajo del punto de rocío, es difícil predecir el efecto de la condensación de humedad en la superficie, por lo tanto, un intento de corregir a 40 ° C para el análisis de tendencias introduciría un error inaceptable. En tales casos, se recomienda que la historia de la máquina de prueba bajo condiciones similares sea el factor predominante en la determinación de la idoneidad para el retorno al servicio. Sin embargo, ya que la contaminación de humedad normalmente reduce la resistencia de aislamiento y / o lecturas de índice de polarización, es posible corregir a 40 ° C para la comparación contra los criterios de aceptación (véase la cláusula 12). Hay no son medios eficaces para la conversión de la resistencia de aislamiento medida bajo una específica humedad a la resistencia de aislamiento que se produciría a una humedad diferente. 6.3.2 Mediciones de campo para determinar K T El método recomendado para la obtención de datos para una resistencia de aislamiento frente al devanado curva de temperatura es al hacer mediciones a varias temperaturas de bobinado, todos por encima del punto de rocío, y el trazado de los resultados en una escala semi-logarítmica. 6.3.3 Aproximación K T Los factores de corrección (K T) se presentan aquí por dos familias diferentes de sistemas de aislamiento etiquetados respectivamente “TERMOPLÁSTICAS” y “TERMOENDURECIBLES”. “TERMOPLASTICO” se aplica, por ejemplo, a los sistemas asfálticos y otros sistemas que estaban en uso antes de la década de 1960. “Termoestable” se aplica a los nuevos aislamientos que aparecieron alrededor de la década de 1960. Incluyen sistemas basados en epoxi y poliéster. Ambos se presenta en la Figura 5. La figura 5 los factores de corrección -Temperatura para “TERMOPLASTICO” (asfáltico) y sistemas de aislamiento “TERMOENDURECIBLES” (epoxi o poliéster) 11 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas 6.3.3.1 Ecuación para sistemas de aislamiento “TERMOPLÁSTICAS” Para la familia termoplástico, K T se puede aproximar por la ecuación (3). (3) K T = ( 0.5) ( 40-T) / 10 dónde T = Temperatura en ° C Por ejemplo, si la temperatura del devanado en el tiempo de prueba fue de 35 ° C, entonces la K T para la corrección a 40 ° C se deriva de la siguiente manera: K T = ( 0.5) ( 40-35) / 10 = ( 0.5) 5/10 = ( 0.5) 1/2 = 0,707 6.3.3.2 Ecuación para sistemas de aislamiento “TERMOENDURECIBLES” [B8] Para termoendurecible de aislamiento, las ecuaciones factor de corrección para temperaturas por encima de 40 ° C difieren de las debajo de 40 ° C. Para el rango de 40 ° C <T <85 ° C, se ilustra en la ecuación (4). T TK ( ) = • 4230 exp •- • •• • 1 •• • • • T + 273 ( ) 313 1 •• • (4) dónde T = Temperatura en ° C sobre el otro rango (10 ° C < T < 40 ° C), se ilustra en la ecuación (5). T ( TK) • • • • T + 273 () 1245 exp • = •• 1 - •• •• • 313 1 • • (5) dónde T = Temperatura en ºC Los valores utilizados para generar curvas en la Figura 5 se muestran en la Tabla 2. Se calcularon con la ecuación (3), la ecuación (4), y la ecuación (5): 12 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas Tabla 2 - K T frente a la temperatura para “TERMOPLASTICO” y “termoendurecible” aislamiento sistemas de devanado del estator KT T ( ° C) KT “TERMOPLASTICO” “Termoestable” 10 0,125 0.7 20 0.25 0.8 30 0.5 0.9 40 1 1.0 50 2 1.5 60 4 2.3 8 3.3 70 80 dieciséis 4.6 La ecuación (4) y la ecuación (5) se han establecido mediante la realización de pruebas en barras individuales o porciones de barras. Los bares estaban limpios y secos. Por lo tanto, la ecuación (4) y la ecuación (5) no se pueden aplicar a los devanados afectadas por la humedad y el polvo. Las pruebas se llevaron a cabo en tres laboratorios diferentes y los resultados estaban en buen acuerdo (véase [B8], [B14], [B15]). NOTA-La ecuación (4) y la ecuación (5) son aproximaciones y podría conducir a errores significativos si se utiliza para calcular la resistencia de aislamiento a temperaturas fuera del intervalo de 10 ºC a 60 ºC. 6.3.4 Polarización índice de corrección Cuando se utiliza el índice de polarización con la resistencia de aislamiento para determinar la condición de aislamiento, no es necesario hacer una corrección de la temperatura a la Pi Cuando la temperatura de la máquina no cambia apreciablemente entre las lecturas de 1 min y 10 min, el efecto de la temperatura sobre el índice de polarización suele ser pequeña. Sin embargo, cuando la temperatura del devanado inicial es alta, una reducción en la temperatura del sistema de aislamiento durante el tiempo de prueba puede dar lugar a un aumento sustancial de la resistencia de aislamiento entre las lecturas de 1 min y 10 min, debido al efecto de la temperatura (ver 6.3. 1). El índice de polarización resultante puede ser inusualmente alta, en cuyo caso una medición repetida en o por debajo de 40 ° C se recomienda como una comprobación de la Pi Como se indica en 6.2, si se toman las mediciones ya sea el 1 min o 10 min cuando la temperatura de bobinado está por debajo del punto de rocío, los efectos de la contaminación por humedad deben ser considerados durante la interpretación. Para ciertos sistemas de aislamiento, la humedad absorbida puede causar la Pi a caída por debajo de 2 y acercarse el valor de 1 (ver [B14]). 6.4 Efecto de la magnitud de la tensión de prueba Directrices para tensiones de prueba se presentan en la Tabla 1. El valor de la resistencia de aislamiento puede disminuir en cierta medida con un aumento de la tensión aplicada; sin embargo, para el aislamiento en buenas condiciones y en un estado completamente seco, sustancialmente se obtendrá la misma resistencia de aislamiento para cualquier tensión de prueba hasta el valor de pico de la tensión nominal. Una disminución significativa en la resistencia de aislamiento con un aumento en la tensión aplicada puede ser una indicación de problemas de aislamiento. Estos problemas pueden ser debido a imperfecciones o fracturas del aislamiento, agravado por la presencia de suciedad o humedad; o los problemas pueden ser debido a los efectos de la suciedad o la humedad solo o como resultado de otros fenómenos de deterioro. El cambio en la resistencia es más pronunciado en los voltajes considerablemente por encima de la tensión nominal (ver IEEE Std 95). 13 Copyright © 2014 IEEE. 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Después de cesación de la aplicación de alta tensión continua, la conexión a tierra de los devanados es importante para la seguridad, así como de la precisión de las pruebas posteriores. El tiempo de puesta a tierra debe ser de un mínimo de cuatro veces el tiempo de carga (véase el apartado 5.5). 7. Condiciones para la medición de la resistencia de aislamiento Registre la temperatura ambiente, humedad relativa, punto de rocío, la temperatura del devanado, la longitud de tiempo fuera de la servicio, la tensión de prueba, y disposición de conexión en el momento que se realiza el ensayo. También es importante para convertir la medida a una base de 40 ° C para futuras comparaciones. (Para convertir los valores de resistencia de aislamiento a esta temperatura (véase 6.3). No es necesario que la máquina esté en punto muerto cuando se están realizando las pruebas de resistencia de aislamiento de devanado del rotor del generador. A menudo es deseable para realizar mediciones de resistencia de aislamiento cuando el devanado está sujeto a fuerzas centrífugas similares a los que ocurren en servicio. En ciertos casos, es práctico para hacer mediciones periódicas de resistencia de aislamiento mientras que las máquinas están girando cortocircuitados para el secado. Siempre que las máquinas no están en reposo durante la medición de la resistencia de aislamiento, se deben tomar precauciones para evitar daños al equipo y lesiones al personal. Para obtener mediciones de resistencia de aislamiento de un devanado, el agua se debe quitar el circuito interno directamente refrigerado por agua, y se secaron a fondo. En algunos casos en los devanados refrigerados por agua se utilizan, el fabricante de bobinado puede haber proporcionado un medio para medir la resistencia de aislamiento sin necesidad de que se drena el agua de refrigeración. En general, si el agua no se elimina, a continuación, la conductividad del agua debe ser inferior a 0.25μS / cm. Más información debería estar disponible en el manual del fabricante de bobinado. 8. conexiones del bobinado para las pruebas de resistencia de aislamiento Se recomienda, cuando sea posible, que cada fase puede aislar y prueba por separado. ensayos por separado permite realizar comparaciones entre las fases. Cuando se prueba una fase, las otras dos fases deben estar conectados a tierra a la misma tierra como el núcleo del estator o cuerpo del rotor. Al probar todas las fases simultáneamente, sólo el aislamiento a tierra se ha probado y no hay prueba se hace del aislamiento de fase a fase. El aislamiento de fase a fase se prueba sólo cuando se activa una fase y las otras fases están conectados a tierra. Los cables de conexión, cepillo de aparejo, cables, interruptores, condensadores, pararrayos, transformadores de tensión, y otros equipos externos pueden en gran medida influir en la lectura de la resistencia de aislamiento. Se recomienda que las mediciones de la resistencia de aislamiento hacerse con todos los equipos externos desconectado y conectado a tierra. Los productos que siguen conectados a deben ser registrados para permitir comparaciones futuras del devanado. En todos los casos, una terreno común se debe utilizar para evitar efectos no deseados en los resultados de la prueba debido a las pérdidas parásitas en el circuito de tierra. 14 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas 9. Métodos de la resistencia de aislamiento de medición 9.1 La medición directa La medición directa de la resistencia de aislamiento se puede hacer con los instrumentos siguientes: • megóhmetro con la mano autónomo o generador de propulsión mecánica directa que indica • megaohmímetro directo indicando con batería autónoma • Direct-indicando megóhmetro con rectfier autónomo, utilizando un suministro de potencia de línea regulado • puente de resistencias con galvanómetro autónomo y baterías 9,2 medición calculada Resistencia de aislamiento se puede calcular a partir de lecturas de un voltímetro y microamperímetro utilizando un suministro de tensión continua externa (bien regulado). NOTA recomendado por el valor de regulación de voltaje (línea) es menor que o igual a 0,1%. Las desviaciones de esto puede dar lugar a resultados ambiguos debido a las pérdidas impredecibles a partir de las corrientes de carga asociados a las fluctuaciones en el voltaje aplicado (véase el numeral 10). El método voltímetro-amperímetro es un método simple para la determinación de la resistencia de aislamiento mediante la medición de la tensión de impresión a través del aislamiento y la corriente a través de él. Se requiere una fuente de tensión continua constante, y el voltímetro debe seleccionarse para adaptarse a las tensiones máximas y mínimas que pueden ser utilizados. El amperímetro es generalmente un microamperímetro MultiRange seleccionado para medir la gama de corrientes que pueden encontrarse en los voltajes utilizados. El microamperímetro debe estar en la gama más alta o cortocircuitado durante el primer pocos segundos de carga de manera que no serán dañados por la corriente de carga capacitiva y la corriente de absorción inicial. Cuando el microamperimetro está en tensión de prueba, se deben tomar precauciones para ayudar a garantizar la seguridad del operador. La resistencia se calcula a partir de la ecuación (6). IR t = MI( t) / YO( t) (6) dónde IR ( t) es la resistencia de aislamiento en megaohmios, MI( t) es la lectura del voltímetro en voltios, YO( t) es la lectura del amperímetro en microamperios ( t) segundos después de la aplicación de la tensión de prueba. 10. Precauciones Se requiere una cantidad finita de tiempo para llevar el voltaje aplicado en el aislamiento con el valor de prueba deseado. tensión de ensayo completo se debe aplicar lo más rápidamente posible y constante durante todo el ensayo. instrumentos de prueba en el que la tensión de prueba es suministrada por generadores accionados por motor, las baterías, o ERS rectificadores se utilizan generalmente para realizar pruebas de más de una duración 1 min. Es esencial que el voltaje de cualquier fuente de prueba 15 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas ser constante para evitar la fluctuación de la corriente de carga (véase el apartado 3.3 y el anexo A de la norma IEEE Std 95). puede ser necesaria la estabilización de la tensión suministrada. Cuando se usan resistencias de protección en instrumentos de prueba, su efecto sobre la magnitud de la tensión aplicada al aislamiento a prueba deberá ser tenido en cuenta. La caída de tensión en las resistencias puede ser un porcentaje apreciable de la tensión de instrumento en la medición de una baja resistencia de aislamiento. 11. Interpretación de resistencia de aislamiento y resultados de la prueba del índice de polarización Las pruebas de índice de resistencia de aislamiento y de polarización se pueden utilizar para al menos dos propósitos: un) La historia prueba de aislamiento de una máquina dada, medida a condiciones uniformes en lo que se refiere a las variables controlables, es reconocido como una forma útil de tendencias algunos aspectos de la condición del aislamiento durante años. si) Estimación de la idoneidad de una máquina para la aplicación de pruebas de sobretensión apropiadas o para la operación se puede basar en una comparación de la actual y anterior Pi y / o IR 1 valores apoyarán evaluaciones de estado del aislamiento. estado del aislamiento 11.1 Monitoring Si la historia de resistencia de aislamiento de la máquina está disponible, la comparación del resultado de la prueba se presentan con pruebas anteriores apoyará preocupaciones acerca de la condición del aislamiento. Es importante, sin embargo, para comparar las pruebas en condiciones similares, es decir, la temperatura, la magnitud de la tensión, la duración de voltaje, y la humedad relativa de bobinado (véase la cláusula 6). Para la comparación de las pruebas realizadas a diferentes temperaturas de bobinado, los resultados deben ser corregidos a la misma temperatura (véase 6.3). Una fuerte caída en el IR 1 o Pi de la lectura anterior puede indicar contaminación de la superficie, la humedad o daños en el aislamiento severo, tales como grietas. Cuando mínima Pi se produce a una temperatura elevada (por encima de 60 ° C), una segunda medición por debajo de 40 ° C, pero por encima del punto de rocío, se recomienda como un control de la condición del aislamiento real (ver 6.3). Para ensayos realizados en condiciones similares, un aumento constante en el IR 1, es decir, una disminución en la corriente de absorción con la edad puede indicar la descomposición de los materiales de unión, especialmente cuando los materiales de aislamiento son de la termoplástico (asfáltico-mica o goma laca mica-folium) tipo. 11.2 Idoneidad para las pruebas de funcionamiento o continuo Cuando la historia de resistencia de aislamiento no está disponible, se recomienda valores mínimos de la Pi o IR 1 puede ser utilizado para estimar la idoneidad del devanado para la aplicación de una prueba de sobretensión o para el funcionamiento (véase la cláusula 12). Si el IR 1 o Pi es baja debido a la suciedad o la humedad excesiva, puede ser mejorado a un valor aceptable por la limpieza y el secado (Ver IEEE Std 56, IEEE Std 62,2, y IEEE Std 67). Al secar el aislamiento, la Pi puede ser utilizado para indicar cuando el proceso de secado puede ser terminado, es decir, el Pi Los resultados han superado el mínimo recomendado. Si el IR 1 Se recomienda no están bajo debido al grave deterioro o daño de aislamiento, funcionamiento y las pruebas de sobretensión de la máquina. Las máquinas deben tener tanto el índice de polarización y la resistencia de aislamiento (al 40 ○ C) por encima de los valores mínimos recomendados (véase la cláusula 12) para el funcionamiento o más pruebas de sobretensión. dieciséis Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas Si el IR 1 Valor (a 40 ° C) es mayor que 5000 mO, la Pi puede ser ambiguo y puede pasarse por alto (véase 12.2.2). Para batista barnizada, goma laca mica-folium, o devanados del estator asfálticas, un muy alto PI ( por ejemplo, mayor que 8) puede indicar que el aislamiento ha sido envejecido térmicamente, y puede tener un alto riesgo de fracaso. Si la inspección física (tapping en el aislamiento, por ejemplo) con fi rms que el aislamiento está seco y quebradizo, lo mejor es no intentar limpiar o probar el arrollamiento de sobretensión. El fallo puede ocurrir en cualquier momento si la máquina es devuelto al servicio. 11.3 Limitaciones de la prueba de resistencia de aislamiento datos de prueba de resistencia de aislamiento es útil en la evaluación de la presencia de algunos problemas de aislamiento, tales como la contaminación, la humedad absorbida, o agrietamiento severo; sin embargo, algunas limitaciones son las siguientes: un) Resistencia de aislamiento de un devanado no está directamente relacionada con su resistencia dieléctrica. A menos que se concentra el defecto, es imposible para especificar el valor de resistencia de aislamiento a la que el sistema de aislamiento de un devanado fallará. si) Los devanados que tiene una extremadamente gran superficie brazo extremo, máquinas de gran tamaño o de baja velocidad, rotor redondo devanados de campo o máquinas con conmutadores pueden tener valores de resistencia de aislamiento que son menos que el valor recomendado. En estos casos, las tendencias históricas de IR 1 es muy valiosa en la evaluación de la condición del aislamiento. C) Una medida única resistencia de aislamiento a una tensión particular, no indica si extranjera cuestión se concentra o se distribuye en todo el bobinado. re) mediciones de tensión directos, tales como la IR y Pi pruebas, puede no detectar huecos de aislamiento internos causada por la impregnación inadecuada, deterioro térmico, o el ciclo térmico en bobinas del estator de forma-de la herida (véase el Anexo B). mi) Cuando las pruebas de resistencia de aislamiento se llevan a cabo mientras una máquina está en reposo, estas pruebas no se detectar problemas debido a la rotación, tales como bobinas sueltas, o vibraciones que conducen a devanado terminal movimiento. 12. valor mínimo recomendado de índice de polarización y resistencia de aislamiento 12.1 Los valores mínimos El mínimo recomendado Pi y el valor mínimo recomendado de IR 1 de una CA o CC máquina rotativa de bobinado son los valores más bajos a la que se recomienda un bobinado para una prueba de sobretensión o para el funcionamiento. En algunos casos, los materiales aislantes especiales o diseños pueden proporcionar valores más bajos. Los valores mínimos para estos diseños deben basarse en la comparación con los valores de las pruebas históricas. 17 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas 12.2 Índice de Polarización Los valores mínimos recomendados de Pi para máquinas de CA y CC de rotación se enumeran en la Tabla 3. Tabla 3 se basa en la clase térmica de los materiales aislantes y, con la excepción de los devanados de campo no aislado fi, se aplica a todos los materiales aislantes, independientemente de la aplicación. Tabla 3 valores mínimos -Recomendado de índice de polarización para el aislamiento térmico por clases de componentes de la máquina un Mínimo Pi índice de protección térmica b, c, d Clase 105 (A) 1.5 2.0 Clase 130 (B) y por encima un La prueba de PI no es aplicable a devanados de campo no aislados (ver 12.2.1). si IEC 60085-01 C IEEE Std 1 re NEMA MG-1 12.2.1 Aplicabilidad de índice de polarización en devanados campo El objetivo típico de las pruebas de índice de resistencia de aislamiento y de polarización es determinar si o no un sistema de aislamiento es adecuado para el funcionamiento o la prueba de sobretensión. Los devanados de la mayoría de los rotores de máquinas de inducción de jaula de ardilla no están aisladas del cuerpo del rotor; por lo tanto, un índice de polarización no se puede realizar en estos devanados del rotor. Del mismo modo, una prueba de índice de polarización no es aplicable a las armaduras de corriente continua que tienen un conmutador cobre expuesto que es por necesidad no encapsulado en aislamiento. Si sin embargo, el devanado del rotor está encerrado en aislamiento, como en los rotores de inducción de la herida y máquinas de polos salientes con devanados envueltos con cintas o material de lámina, una prueba de índice de polarización es aplicable. Los devanados de campo de muchos muy grandes generadores de turbinas y motores de polos salientes y generadores con devanados de tira de canto se hacen con cobre expuesto que no está encapsulado en aislamiento. Aunque aislado de suelo y otros componentes a través de las tiras aislantes, el área superficial inmensa del cobre no aislado no presenta una corriente de absorción ( yo UN), en comparación con la corriente de fuga ( yo L), cuando se somete a una tensión continua. La ausencia de la absorción altera actuales la curva característica IR (véase la figura 4) de modo que habrá muy poco cambio en el IR valor de la 1 min a la lectura 10 min. por lo tanto, el PI, que describe la pendiente de la IR curva, no es aplicable a los devanados de campo no aislados y armaduras de la máquina de corriente continua. Por otra parte, muchos otros tipos de bobinados de campo no tienen cantidades apreciables de conductores expuestos. Estos diseños utilizar conductores que están completamente encapsuladas en el aislamiento y tener una corriente de absorción característica ( yo UN). Para estas máquinas, el Pi puede ser una prueba de mérito para evaluar el estado del sistema de aislamiento. El mínimo recomendado, basado en la habilitación de clase térmica del campo aislamiento del devanado, se debe utilizar como referencia. 12.2.2 Aplicabilidad de índice de polarización cuando IR 1 es mayor que 5000 mO Cuando la lectura de resistencia de aislamiento obtenido después de la tensión se ha aplicado durante 1 min ( IR 1) es mayor que 5000 mO, basado en la magnitud de la tensión continua aplicada, la corriente total medida ( yo T) puede estar en el intervalo submicroampere (ver Figura 3). En este nivel de sensibilidad del instrumento de prueba requerida, pequeños cambios en la tensión de alimentación, la humedad ambiente, conexiones de prueba, y otros componentes no relacionados pueden afectar en gran medida la corriente total medida durante el intervalo de 1 min -10 min requerida para una Pi Debido a estos fenómenos, cuando la IR 1 es mayor que 5000 mO, la Pi puede o no ser una indicación de la condición del aislamiento y por lo tanto no se recomienda como una herramienta de evaluación. 18 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas 12.2.3 Efectos de los sistemas de control de la tensión continua del voltaje [B10] En algunos casos, específicamente para Roebel-BAR devanados cuando la cabeza de bobina es muy corto, la cabeza de bobina completa se puede tratar con material de control de la tensión. Si el material de control de estrés tiene contacto eléctrico con el cobre desnudo en los extremos de las barras (véase [B10]), la corriente de fuga de superficie ( yo L) puede ser mucho mayor que la corriente de absorción ( yo UN). En este caso, la corriente total ( yo T) será aproximadamente constante con el tiempo y la Pi podría ser cercano a 1. Así pues, la presencia del material de control de esfuerzo en todo el devanado terminal reduce la utilidad de la Pi prueba. NOTA-La incorrecta aplicación de este sistema puede eventualmente conducir a signos de impacto eléctrico. Sinuosas proveedores deben demostrar idoneidad para la aplicación de una tensión continua de este tipo sistema de control de la tensión antes de ofrecerlo como un producto estándar. Tal tensión continua sistema de control de la tensión es aplicable sólo para las nuevas bobinas del estator y puede no ser apropiado para ser utilizado como un método de reparación. 12.3 Resistencia de aislamiento La resistencia de aislamiento mínimo después de 1 min, IR 1 minuto, para la prueba o el funcionamiento de CA y CC devanados de la máquina de estator y devanados del rotor de sobretensión se puede determinar de la Tabla 4. La resistencia real aislamiento del devanado a ser utilizado para la comparación con IR 1 minuto es la resistencia de aislamiento observada, corregida a 40 ° C, obtenido por la aplicación de una tensión continua constante al devanado durante 1 min entero. La resistencia de aislamiento de una fase de una armadura devanado trifásico a prueba con las otras dos fases a tierra podría ser inferior a tres veces la de la bobina entera debido a la fase de las contribuciones de fase a la corriente total. Tabla 4 mínimo -Recomendado resistencia de aislamiento valores a 40 ° C (todos los valores en mO) Resistencia de aislamiento Espécimen de prueba mínima (megaohmios) IR 1 min = kV + 1 Para la mayoría de los bobinados realizados antes de 1970, todos los devanados de campo, y los otros no se describe más adelante IR 1 min = 100 Para la mayoría de los devanados de corriente alterna construidos después (bobinas forma de la herida) alrededor de 1970 IR 1 min = 5 Para la mayoría de las máquinas con bobinas de estator aleatorio de la herida y bobinas formwound calificación inferior a 1 kV y corriente continua armaduras NOTA 1- IR 1 minuto es la resistencia de aislamiento mínimo recomendado, en megaohmios, a 40 ° C de toda la máquina de bobinado (todas las fases). NOTA 2- kV es la tensión nominal de línea a línea de rms para máquinas de corriente alterna de tres fases, el voltaje de línea a tierra para máquinas de una sola fase, y el voltaje directo puntuación para máquinas de corriente continua o devanados de campo NOTA 3- Puede que no sea posible obtener el mínimo por encima IR 1 minuto valores para devanados de estator que tiene extremadamente grandes áreas de superficie brazo extremo, o para los devanados de inducido de corriente continua con conmutadores. Para este tipo de bobinados de tendencia histórica de IR 1 valores mín se pueden utilizar para ayudar a evaluar la condición de su aislamiento NOTA 4- Los valores de la Tabla 4 pueden no ser aplicables, en algunos casos, especialmente cuando la cabeza de bobina completa se trata con material de control de la tensión (ver 12.2.3) NOTA 5- Los valores de la tabla anterior no se aplican a los bobinados “verdes” antes del tratamiento de impregnación al vacío mundial. 19 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas Anexo A (informativo) Variantes en índice de polarización El índice de polarización ( PI) tradicionalmente se define como la relación de la resistencia de aislamiento 10 min ( IR 10) a la resistencia de aislamiento 1 min ( IR 1), probado a una temperatura relativamente constante. En los materiales de aislamiento más antiguos, como asfáltico-mica, las corrientes de absorción a menudo toman 10 min o más a decaer a casi cero (véase la Figura 2). En los sistemas de aislamiento más modernos para estatores de formulario-de heridas, y especialmente en máquinas de heridas aleatorios, la corriente de absorción puede decaer a casi cero en 2 min-3 min (véase la figura 4). Por lo tanto, para el aislamiento moderno, algunos usuarios a calcular una variante de lo convencional Pi Las variantes incluyen, pero no se limitan a, los mostrados en la ecuación (A.1) y la ecuación (A.2). PI = IR 1 / IR 30 s (A.1) dónde Pi es el índice de polarización, IR 1 es la resistencia de aislamiento de lectura después de la aplicación de voltaje para 1 min, IR 30 s es la lectura de la resistencia de aislamiento después de la aplicación de la tensión durante 30 s. PI = IR 5 / IR 1 (A.2) dónde Pi es el índice de polarización, IR 5 es la resistencia de aislamiento leyendo después de la aplicación de la tensión durante 5 min, IR 1 es la lectura de la resistencia de aislamiento después de la aplicación de la tensión durante 1 min. Las características distintivas son los tiempos más cortos se aplica el voltaje directo y así el tiempo más corto que el devanado debe ser conectado a tierra (ver 6.5). Puesto que en los bobinados modernas la corriente de absorción es esencialmente cero después de unos minutos, mediante el uso de tiempos más cortos para el Pi relación, el tiempo de prueba se puede acortar considerablemente sin ninguna pérdida de información sobre el grado de contaminación o absorción de la humedad presente. Otra variación es para registrar la resistencia de aislamiento de cada minuto y suspender la prueba cuando un establo (tres lecturas consecutivas) IR se ha medido. Se anima a los usuarios a recopilar datos que emplean proporciones de tiempo más cortos, para permitir adecuados criterios de pasa-no pasa a ser desarrollados en el futuro. Existen limitaciones en la aplicación de estas otras relaciones: un) No hay un estándar para los intervalos de tiempo lo que las IR valores son para ser grabada. diferentes organizaciones utilizar diferentes proporciones si) No es posible determinar en pasa-no pasa criterios, como se ha establecido para el tradicional Pi 20 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas anexo B (informativo) Dirigir frente a las pruebas de tensión alterna las pruebas de tensión continua se realiza normalmente mediante la aplicación de una fuente de tensión continua entre los conductores y tierra la prueba muestra y utilizando un amperímetro de corriente continua para medir la corriente total. La relación entre la tensión de prueba a la corriente de prueba será reflejar la resistencia total entre la muestra de ensayo y tierra. La resistencia se determina por la ecuación (B.1). R = ρ LA (B.1) dónde R es la resistencia, Ρ es la resistividad del material, L es la longitud de la trayectoria, UN es el área de sección transversal. Debido a que los valores de resistividad de la suciedad, aceite, y agua que a menudo contaminan las áreas devanado terminal de maquinaria rotativa son bastante bajos, las pruebas de tensión continua de un devanado contaminado normalmente resulta en una corriente de fuga de alta superficie y la posterior lectura de baja resistencia. Esta propiedad hace que directa voltaje evaluación de un método viable para la determinación del grado de contaminación a un sistema de aislamiento. Además, si el sistema de aislamiento utiliza una cinta de respaldo de algodón con mica como el aislamiento eléctrico primario, un ensayo de tensión Directo podría revelar si o no el algodón ha absorbido humedad y tiene una resistividad inferior. Tenga en cuenta que la mayoría de los devanados fabricados después de 1970 no tienen estas cintas higroscópicos, y una prueba de tensión continua normalmente no detectará problemas internos para el sistema de aislamiento, tales como el deterioro térmico. Dado que el aislamiento eléctrico primario utilizado en el diseño de devanados del estator forma-herida es mica y mica tiene prácticamente en la resistividad finito (por lo tanto un buen aislante), sólo una capa de cinta de mica sería prohibir cualquier corriente directa. Por lo tanto, si existe un vacío dentro del aislamiento debido a la impregnación inadecuada, deterioro térmico, o el ciclo térmico, una prueba de tensión continua sería incapaz de detectarlo. Sin embargo, si existe una grieta severa a través de todo el aislamiento, es posible que se establecería una pista eléctrica entre los conductores de cobre y suelo, y aparecería como una baja resistencia. Cuando una alta tensión alterna está conectado entre los terminales de la muestra de ensayo y el suelo, la capacitancia de la muestra de ensayo domina la corriente. La capacitancia se determina por la ecuación (B.2). y la mica tiene prácticamente en la resistividad infinita (por lo tanto un buen aislante), sólo una capa de cinta de mica prohibiría cualquier corriente directa. Por lo tanto, si existe un vacío dentro del aislamiento debido a la impregnación inadecuada, deterioro térmico, o el ciclo térmico, una prueba de tensión continua sería incapaz de detectarlo. Sin embargo, si existe una grieta severa a través de todo el aislamiento, es posible que se establecería una pista eléctrica entre los conductores de cobre y suelo, y aparecería como una baja resistencia. Cuando una alta tensión alterna está conectado entre los terminales de la muestra de ensayo y el suelo, la capacitancia de la muestra de ensayo domina la corriente. La capacitancia se determina por la ecuación (B.2). y la mica tiene prácticamente en la resistividad infinita (por lo tanto un buen aislante), sólo una capa de cinta de mica prohibiría cualquier corriente directa. Por lo tanto, si existe un vacío dentro del aislamiento debido a la impregnación inadecuada, deterioro térmico, o C = ε Anuncio (B.2) dónde C es la capacitancia, ε UN es el área de la sección transversal, re es el espesor del material. es la permitividad dieléctrica del material, Desde la permitividad dieléctrica de un sistema de aislamiento se ve muy afectada por la presencia de huecos y / o agua, una prueba de tensión alterna es más sensible que las pruebas de tensión continua con respecto a la detección de problemas de aislamiento internos asociados con todos los tipos de sistemas de aislamiento. Debido a las diferentes capacidades de prueba, ambas pruebas continua y alterna de tensión deben llevarse a cabo para evaluar más completamente el estado de un sistema de aislamiento. 21 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas anexo C (informativo) Supervisión de las corrientes de carga y descarga Después se retira la tensión continua aplicada, la corriente de descarga se puede controlar como una función del tiempo usando un circuito de descarga adecuado. Como se mencionó en 5.5, la descarga de corriente se manifiesta en dos componentes: un componente de corriente de descarga capacitiva, que decae casi instantáneamente, dependiendo de la resistencia de descarga y la corriente de descarga de absorción, que decaer desde un alto valor inicial a casi cero con el mismo características que la corriente de carga inicial, pero con la polaridad opuesta. Normalmente, ni la fuga superficial ni la corriente de conducción afecta a la corriente de descarga. Figura C.1 a continuación muestra la carga y descarga corrientes de las tres fases de un generador de hidro- 50 MVA en escala lineal (a) y en escala logarítmica (b). un) si) corrientes Figura C.1- de carga y descarga después de una tensión de paso de 2,5 kV para los tres fases de un 50 MVA hidro-generador: a) lineal escala; b) escala logarítmica con la restauración del tiempo de descarga a cero y el uso de un valor positivo para la corriente de descarga 22 Copyright © 2014 IEEE. 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Un parámetro útil para cuantificar la corriente de descarga es la resistencia a la descarga normalizada (ver [B5]) dada por la ecuación (C.1): RC = o dis ICU DIS (C.1) T o es la tensión aplicada durante la carga, C es la capacitancia de devanado y I dis es la corriente de descarga 1 min. sistemas de aislamiento Modern epoxi-mica se caracterizan por particularmente bajo factor de disipación y en consecuencia RC dis debe ser por encima de 2000 s cuando se mide a temperatura ambiente (ver [B8]). Sin embargo, en algunos casos, como se ha mencionado anteriormente en 5.1, el sistema de control de esfuerzo tiene una influencia dominante sobre los valores de resistencia normalizados, tanto en la carga y descarga. Es el resultado de los valores de resistencia normalizados mucho más bajo de lo que cabría esperar. muestra la Figura C.2 polarización / despolarización actuales (PDC) mediciones para niveles de voltaje de 1 a 20 kV para dos barras de epoxi-mica modernos similares, uno con pintura de hierro de control de esfuerzo óxido (Figura C.2a) y el otro con cinta SiC añadido en la pintura de control de esfuerzo (Figura C.2b). Se puede observar que el tipo de sistema de control de estrés tiene un gran impacto tanto en la forma y la magnitud de las corrientes de polarización y despolarización de modernos arrollamientos aislados epoxi-mica. En efecto, la resistencia 5 kV para la barra con la cinta de SiC era tres veces más bajo que para una barra similar con solamente la pintura de óxido ferroso como sistema de control de la tensión. Asimismo, el índice de polarización se vio fuertemente afectada por el tipo de sistema de clasificación de la tensión, dando valor mucho más alto que puede esperar de la barra con la cinta de SiC. A tres veces aumento de la resistencia se midió para la barra con la cinta SiC cuando se utilizaron las mediciones guardadas (véase la Tabla C.1). a) si) de carga Figura C.2-Normalizado (símbolos rellenos) y de descarga corrientes (símbolos abiertos) para la misma barra de epoxi-mica: a) con el sistema de control de esfuerzo óxido ferroso; b) con una cinta de SiC añadido en la pintura de óxido ferroso (reimpreso de [B5]) 23 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas Parámetros Tabla C.1- dieléctrico para las mediciones mostradas en la Figura 5 a 5 kV y para las mismas mediciones con un electrodo vigilado (reimpreso de [B5]) PI RC dis cintas sin SiC cinta de SiC RC dis guardado 5.6 4090 4750 13 1210 3900 24 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. IEEE Std 43-2013 IEEE Práctica recomendada para la prueba de resistencia de aislamiento eléctrico de las máquinas anexo D (informativo) perfiles de resistencia de aislamiento (IRP) Utilizando la información obtenida durante una Pi prueba, la resistencia de aislamiento frente a Tiempo se puede trazar en incrementos discretos (tales como 5 s) durante un período de tiempo especificado (típicamente 10 min), lo que resulta en un gráfico que se puede denominar como un “Resistencia de aislamiento perfil” o IRP (ver [B12] y [B13]). Además de la norma IR valor y el valor de índice de polarización (PI) y de manera similar a la supervisión de las corrientes de carga y descarga (véase el anexo C), un IRP puede proporcionar información útil en cuanto a la condición del sistema de aislamiento sobre todo cuando la resistencia de aislamiento excede de 5000 megaohmios. Para obtener un IRP precisa del voltaje y la corriente debe ser monitoreado durante toda la prueba. Un cálculo preciso de la resistencia de aislamiento en cada punto de muestra puede ser hecho. Mayores capacidades de resolución de medición y uso de fuentes de alimentación de la ondulación muy bajos combinados con medidas de tensión y corriente en cada uno de punto minimiza cualquier efecto influencias externas durante la prueba de resistencia de aislamiento, por lo tanto, lo que permite la captura de un IRP precisa. Esta tecnología no ha avanzado lo suficiente en el momento de esta publicación para dar directrices sobre los perfiles específicos para los diferentes tipos de defectos, pero se prevé que las normas IEEE futuro se ocupará de esto. 25 Copyright © 2014 IEEE. Todos los derechos reservados. uso bajo licencia autorizada limita a: UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. Descargado de febrero 23,2020 en 20:47:27 GMT de IEEE Xplore. Se aplican restricciones. 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