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MEDICIONES ELÉCTRICAS 1 (3D1) LABORATORIO 4 – MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE AISLACIÓN – PARTE 1 Departamento de Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería - Universidad Nacional de Mar del Plata Carrera: Ingeniería Eléctrica / Electromecánica 22 de abril de 2020 Jefe de Trabajos Prácticos – Área Mediciones Eléctricas y Ensayos Dr. Ing. Jorge Luis Strack [email protected] Ayudantes: Ing. Juan Martínez – Ing. Hernán Antero – Sr. Leonardo Ricciuto

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MEDICIONES ELÉCTRICAS 1 (3D1)

LABORATORIO 4 – MEDICIÓN DE RESISTENCIA

DE AISLACIÓN – PARTE 1

Departamento de Ingeniería Eléctrica

Facultad de Ingeniería - Universidad Nacional de Mar del Plata

Carrera: Ingeniería Eléctrica / Electromecánica

22 de abril de 2020

Jefe de Trabajos Prácticos – Área Mediciones Eléctricas y Ensayos

Dr. Ing. Jorge Luis Strack [email protected]

Ayudantes: Ing. Juan Martínez – Ing. Hernán Antero – Sr. Leonardo Ricciuto

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Laboratorio 4 – Medición de resistencia de aislación

Objetivos

Introducción teórica

Características de los instrumentos y tipos de conexionado

Videos de ensayos

Resultados experimentales

Cuestionario para responder y presentar en el informe de laboratorio

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Contenidos de la presentación

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Laboratorio 4 – Medición de resistencia de aislación

Conocer las principales exigencias de la Norma IRAM 2325,

"Aislación Eléctrica. Guía para la evaluación de su estado por

mediciones de su resistencia"

Aprender a operar y realizar mediciones con distintos tipos de

megóhmetros.

Evaluar el estado de la aislación eléctrica de máquinas

eléctricas y de una instalación eléctrica.

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Objetivos

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INTRODUCCIÓN TEÓRICA

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Introducción teórica – Fundamentos

Los materiales aislantes utilizados en máquinas e instalaciones eléctricas no son dieléctricos

perfectos cuando se encuentran sometidos a una tensión eléctrica.

Estos materiales se van degradando progresivamente por diversas causas:

Calentamientos o enfriamientos excesivos

Daños mecánicos, vibraciones

Polvo, suciedad, aceites, etc.

Vapores y humos corrosivos

Humedad ambiente u originada en procesos industriales

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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325

En toda máquina o instalación eléctrica debe medirse periódicamente la resistencia de

aislación entre:

Cualquier parte normalmente tensionada y la carcaza

Partes normalmente tensionadas a diferentes potenciales

Al verificar la resistencia de aislación de una máquina o instalación se debe aplicar la

norma específica para ese equipo. En ausencia de esta, se sugiere aplicar una normativa

general como la IRAM 2325.

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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325

Resistencia de aislación (RA):

Resistencia óhmica que presenta la aislación eléctrica de un equipo o instalación, al aplicarle una tensión

continua de ensayo "E".

Resistencia de aislación instantánea (RAt):

Resistencia de aislación en un instante "t" posterior a la aplicación de la tensión continua de ensayo "E".

Relación de absorción dieléctrica (RAD):

Relación entre la RA medida a los 60 s y la RA medida a los 30 s, de aplicada la tensión continua de

ensayo "E". RAD = RA(60s)/RA(30s)

Índice de polarización (IP):

Relación entre la RA medida a los 10 min y la RA medida a 1 min, de aplicada la tensión continua de

ensayo "E". IP = RA(10min)/RA(1min)

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Introducción teórica – Fundamento de la corriente de dispersión

A través de los materiales aislantes circula una

corriente que no sigue caminos definidos, por la

cual se la llama “corriente de dispersión” que

está compuesta por tres componentes

principales:

Corriente de carga capacitiva

Corriente de absorción dieléctrica

Corriente de conducción o de fuga

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Introducción teórica – Fundamento de la corriente de dispersión

Corriente de carga capacitiva

El material de aislamiento se carga de la misma manera que

un dieléctrico en un capacitor.

Por lo tanto esta corriente es la requerida para cargar la

capacitancia del aislamiento bajo prueba. La misma es

inicialmente grande pero su duración es relativamente corta,

disminuyendo exponencialmente a un valor cercano a cero a

medida que el aislante bajo prueba se carga.

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Introducción teórica – Fundamento de la corriente de dispersión

Corriente de absorción dieléctrica o polarización

Se debe a la alineación de moléculas polarizadas dentro del

campo eléctrico aplicado. Esta alineación es casi aleatoria en

un estado neutro, pero cuando se aplica un campo eléctrico,

estas moléculas polarizadas se alinean con el campo en un

mayor o menor grado.

No todos los materiales poseen los tres componentes.

Materiales como el polietileno exhiben poca o ninguna

absorción por polarización.

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Introducción teórica – Fundamento de la corriente de dispersión

Corriente de absorción dieléctrica o polarización

Se debe a la alineación de moléculas polarizadas dentro del

campo eléctrico aplicado. Esta alineación es casi aleatoria en

un estado neutro, pero cuando se aplica un campo eléctrico,

estas moléculas polarizadas se alinean con el campo en un

mayor o menor grado.

No todos los materiales poseen los tres componentes.

Materiales como el polietileno exhiben poca o ninguna

absorción por polarización.

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Introducción teórica – Fundamento de la corriente de dispersión

Corriente de conducción y de fuga

La corriente de fuga superficial ocurre porque la superficie

del aislamiento está contaminada con humedad o con sales.

La corriente es constante con el tiempo y depende del grado

de ionización presente, que a su vez depende de la

temperatura.

La corriente de conducción es estable a través del

aislamiento y generalmente se la representa por

un resistor de valor muy alto en paralelo con la

capacitancia del aislamiento.

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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325

Tensiones alternas nominales del

equipamiento "Un" [V] Tensiones continuas de ensayo "E" [V]

𝑈𝑛 ≤ 110 100 y 250

110 < 𝑈𝑛 ≤ 660 500 a 1000

660 < 𝑈𝑛 ≤ 1000 500 a 2500

1000 < 𝑈𝑛 ≤ 3300 1000 a 5000

3300 < 𝑈𝑛 2500 a Emáx (*)

Tensiones continuas de ensayo en función de la tensión nominal del equipamiento:

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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325

Corrección de la RA con la temperatura

La resistencia de aislación disminuye su valor con el aumento de la temperatura del

aislante ensayado.

Aproximadamente, cuando la temperatura sube 10ºC, la resistencia de aislación de

una máquina se reduce a la mitad.

Lo ideal es medir la RA cuando la máquina

se encuentra a la temperatura de

funcionamiento.

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Corrección de la RA con la temperatura según ábaco propuesto en la literatura

Datos:

RA=100M

tºC=25ºCRA(65ºC)=6M

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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325

Corrección de la RA con la temperatura

según gráficos de la norma IRAM 2325

Datos:

RA=100M

tºC=25ºC

RA(65ºC)= 150M/23

RA(65ºC)=6,5M

RA(20ºC)=1,5.100M

RA(20ºC)=150M

RA(20ºC)=K(Ɵ) RA(Ɵ)

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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325

Ensayo de medición única (se realiza obligatoriamente)

Ensayo de absorción dieléctrica (es complementario, no excluyente)

Ensayo de saltos de tensión (es complementario, no excluyente)

Métodos de ensayo

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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325

Ensayo de medición única

Consiste en realizar una lectura de la RA a los 60 segundos de aplicada la tensión

continua de ensayo “E”.

Al mismo tiempo se mide la temperatura de la aislación.

El valor de la resistencia medida se corrige por temperatura usando los gráficos

recién vistos. La resistencia de aislación así obtenida (a 20ºC) debe satisfacer la

siguiente ecuación:

)º20()º20( CRCR MINIMAAA

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Introducción teórica – Medición de resistencia de aislación según IRAM 2325

Ensayo de medición única - Estimación de la resistencia de aislación mínima en

máquinas eléctricas rotativas y máquinas generales.

UN: tensión nominal del equipo ensayado en [kV]

)1(4)º20( NMINIMAA UCR

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Ensayo de medición única - Estimación de la resistencia de aislación mínima en

transformadores de potencia mayor o igual a 100 kVA

C: coeficiente igual a 0.8 para trafos en aceiteUN: tensión nominal del equipo ensayado en [kV]SN: potencia nominal en [kVA]

N

NMINIMAA

S

UCCR

.)º20(

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Ensayo de medición única - Estimación de la resistencia de aislación mínima en

instalaciones eléctricas.

Se puede utilizar una norma específica, el gráfico de la Norma IRAM 2325 o bien seguir

la recomendación de la Reglamentación de la AEA 90364-7-771:

Según esta normativa, la resistencia de aislación

mínima en viviendas, oficinas y comercios será de

1000 Ω/V de tensión aplicada por cada tramo

de la instalación de 100 metros o fracción.

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Ensayo de absorción dieléctrica

Consiste en aplicar la tensión de

ensayo E y medir RA cada 10s hasta

1min y cada 1min hasta 10min.

Se grafica RA en función del tiempo

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Ensayo de absorción dieléctrica

RAD IP Estado de la aislación

𝑅𝐴𝐷 < 1.1 𝐼𝑃 < 1 PELIGROSO

1.1 ≤ 𝑅𝐴𝐷 < 1.25 𝐼𝑃 < 1.5 CUESTIONABLE

1.25 ≤ 𝑅𝐴𝐷 < 1.4 1.5 ≤ 𝐼𝑃 < 2 ACEPTABLE

1.4 ≤ 𝑅𝐴𝐷 < 1.6 2 ≤ 𝐼𝑃 < 3 BUENO

1.6 ≤ 𝑅𝐴𝐷 3 ≤ 𝐼𝑃 < 4 MUY BUENO

4 ≤ 𝐼𝑃 EXCELENTE

Además, se calcula el RAD y el IP.

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Ensayo de saltos de tensión

Consiste en aplicar dos o más niveles de tensión de ensayo E en forma creciente, y para

cada nivel, medir RA cada 10s hasta 1min

Se trazan curvas resistencia-tiempo para cada tensión de ensayo y curvas resistencia-tensión

con los valores medidos al minuto.

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FIN DE LA PARTE 1

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