Prueba de resistencia de aislamiento. Definición: La resistencia de aislamiento se define como la oposición del aislamiento al paso de la corriente eléctrica al aplicar un voltaje de corriente directa (CD). La resistencia del aislamiento está en función del tiempo y de la magnitud del voltaje aplicado y se mide en Megaohms (MΩ). La resistencia de aislamiento varía directamente con el espesor del aislamiento e inversamente al área del mismo. El objetivo de la medición es determinar la presencia de contaminantes o el envejecimiento del aislamiento. Con los valores obtenidos en esta prueba, se calcula el índice de polarización, que se relaciona con la cantidad de humedad presente en el aceite y que será complementaria a las pruebas físicoquímicas efectuadas a una muestra de aceite. Corriente de aislamiento: Al aplicar un voltaje de corriente directa a un aislamiento, se genera una corriente que se denomina corriente de aislamiento. Esta corriente está integrada por dos componentes principales: la componente que fluye en el volumen del aislamiento y la corriente de fuga. 1. La corriente que fluye en el volumen del aislamiento está formada por tres corrientes: capacitiva, de absorción dieléctrica y de conducción irreversible. En las figuras 1 y 2, se muestran las corrientes que se presentan en la medición de resistencia de aislamiento. 2. Corriente capacitiva. Esta corriente tiene un valor inicial alto y decrece a medida que se carga la capacitancia del aislamiento y alcanza un valor despreciable en un tiempo máximo de 15 segundos. Debido a esto, la resistencia inicial del aislamiento tiene un valor bajo. Es decir, cuando se aplica un voltaje de corriente directa, la resistencia del aislamiento inicia con un valor bajo y aumenta gradualmente con el tiempo, hasta estabilizarse. Este efecto es evidente en equipos con alta capacitancia, como por ejemplo los cables de potencia de gran longitud. Efecto de la humedad Si la temperatura del devanado alcanza un valor igual o inferior a la de punto de rocío, se puede formar una película de humedad sobre la superficie del aislamiento, reduciendo su resistencia. El mismo fenómeno se presenta en las porcelanas de las boquillas de los transformadores e interruptores cuando se tiene alta humedad en el ambiente, siendo más grave si la superficie está contaminada. Efecto de la temperatura En la mayor parte de los materiales aislantes, la resistencia de aislamiento varía inversamente con la temperatura. Para comparar apropiadamente las mediciones periódicas de resistencia de aislamiento, es necesario efectuar las mediciones a la misma temperatura, o convertir cada medición a una misma base. Esta conversión se efectúa utilizando la ecuación 1: La base de temperatura recomendada por los Comités de Normas son: de 40 ºC para máquinas rotatorias y 20ºC para transformadores. Como referencia en la tabla 1 se presentan factores de corrección para una temperatura de 20 °C. Para máquinas eléctricas rotatorias la norma IEEE-43 indica los factores de corrección a 40 °C. En la tabla 1 se muestran los factores de corrección más utilizados. Potencial de prueba aplicado La medición de resistencia de aislamiento es, en sí, una prueba de potencial. Por lo tanto, el voltaje aplicado debe restringirse a valores apropiados, los cuales dependerán de la tensión nominal de operación del equipo bajo medición y de las condiciones de su aislamiento. Esto debe ser considerado principalmente en máquinas pequeñas o de baja tensión, en transformadores sin aceite aislante o equipos eléctricos que se encuentren húmedos. Si la tensión de prueba es alta, se puede provocar fatiga en el aislamiento. En la tabla 2 aparecen valores de voltaje de prueba recomendados de acuerdo con la tensión nominal del equipo. Las lecturas de resistencia de aislamiento disminuyen normalmente al utilizar voltajes altos. Sin embargo, en aislamientos en buenas condiciones y perfectamente secos, se obtienen valores similares para diferentes tensiones de prueba. Esto siempre y cuando el voltaje de prueba aplicado no rebase el voltaje nominal de operación del equipo bajo medición. Procedimiento para las mediciones El tiempo de duración para cada medición es de 60 segundos. Por seguridad se debe cortocircuitar los extremos de los circuitos a inspeccionar. En la medición, se debe aplicar el máximo voltaje de prueba del medidor de resistencia de aislamiento, tomando en consideración el voltaje nominal del devanado del transformador bajo medición. ➢ Se toman las lecturas de temperatura de la superficie de la carcasa del devanado. Por seguridad confiabilidad no se deben medir devanados que sobrepasen los 80°C. Circuitos de conexión En las figuras 3 se muestran los circuitos de conexión para medición de motores trifásicos, resistencia del arreglo (delta o estrella según corresponda) vs tierra en la primer imagen y resistencia de aislamiento entre fases. Imagen 3. Delta vs tierra, Fase vs fase. Criterios para interpretación de resultados La única forma de evaluar con cierta seguridad las condiciones del aislamiento de un devanado, es mediante el análisis de la tendencia de los valores obtenidos en las pruebas periódicas a que se somete el aislamiento. Por lo tanto, para facilitar este análisis se recomienda graficar las lecturas obtenidas en las pruebas anuales o semestrales. Debido a que no se lleva mediciones periódicas se opta por tomar la tabla de referencia de la norma IEEE43.
