LA TÉCNICA AL SERVICIO DE LA PATRIA
UNIDAD ZACATENCO
ING. EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN
M Á Q U I N A S
E L É C T R I C A S II
OBJETIVOS:
El alumno identificará los bornes de la máquina.
El alumno aprenderá a realizar las pruebas necesarias para conocer el estado del aislamiento de los conductores de la máquina.
INTRODUCCIÓN. AISLAMIENTO EN MÁQUINAS. Cada uno de los alambres eléctricos de una planta -sea que se encuentre en un motor, generador, cable, interruptor, transformador, etc. - está cubierto cuidadosamente con alguna forma de aislamiento eléctrico. El alambre en sí, generalmente de cobre o aluminio, es un buen conductor de la corriente eléctrica que da potencia a sus equipos. El aislamiento debe ser justamente lo opuesto de un conductor: Debe resistir la corriente y mantenerla en su trayectoria a lo largo del conductor para evitar fugas de energía o provocar un cortocircuito dentro del equipo, que produce daños graves en ésta o incluso en toda la instalación eléctrica completa.
Cuando el sistema eléctrico y el equipo de la planta son nuevos, el aislamiento eléctrico debe estar en la mejor forma. Además, los fabricantes de alambre, cable, motores, etc., han mejorado continuamente sus aislamientos para los servicios de la industria. A pesar de todo, aún hoy en día, el aislamiento está sujeto a muchos efectos que pueden ocasionar que falle – daños mecánicos, vibraciones, calor o frío excesivo, suciedad, aceite, vapores corrosivos, humedad de los procesos, o simplemente la humedad de un día nublado. En distintos grados, estos enemigos del aislamiento están trabajando conforme pasa el tiempo – combinados con el esfuerzo eléctrico que existe. Conforme se desarrollan picaduras o grietas, la humedad y las materias extrañas penetran en la superficie del aislamiento y proporcionan una trayectoria de baja resistencia para la fuga de corriente. Una vez que comienzan, los distintos enemigos tienden a ayudarse entre sí y permiten una corriente excesiva a través del aislamiento. A veces la caída de la resistencia de aislamiento es súbita, cómo cuando el equipo falla. Sin embargo, generalmente cae gradualmente, lo que da una advertencia suficiente si se verifica periódicamente. Tales verificaciones permiten el reacondicionamiento planeado antes de que falle el servicio. Si no se hacen verificaciones, un motor con poco aislamiento, por ejemplo, puede no solamente ser
peligroso cuando se aplica voltaje y se toca, sino también puede estar sujeto a quemarse. Lo que era buen aislamiento se convierte en un conductor arriesgado.
Clasificación de Materiales Aislantes: Se clasifican de acuerdo a 2 formas:
De acuerdo a substancia y materiales.
De acuerdo a su temperatura.
a) Clasificación de Materiales Aislantes de acuerdo a substancia y materiales: 1. Materiales Aislantes Sólidos (Inorgánicos y Orgánicos): Mica, madera, vidrio, porcelana, goma, algodón, seda, rayón, terileno, papel y celulosa, etc. 2. Materiales Aislantes Líquidos: Aceites minerales de hidrocarbonos refinados, aceite de linaza, barnices sintéticos y espirituosos. 3. Materiales Aislantes Gaseosos: Aire seco, Dióxido de Carbono, Argón, Nitrógeno, etc. b) Clasificación de Materiales Aislantes de acuerdo a su temperatura: Los materiales aislantes son clasificados principalmente de acuerdo a su límite térmico. La performance de su aislamiento depende de su temperatura de operación. Mientras más alta es la temperatura, mas alto será el rango de su degradación térmica, por lo tanto, más baja será su vida útil. Si se espera una vida de aislamiento larga razonable, su temperatura de operación debe ser mantenida baja. Entonces es necesario determinar los límites de temperatura para el aislamiento, que asegurara operación segura a través de la duración de su expectativa de vida. Entonces los materiales aislantes se agrupan en diferentes clases: Y, A, B, y C con temperaturas límite de 90ºC, 105ºC y 130ºC para las primeras tres clases y sin límite especificado para la clase C. Las clases Y y A cubren varios materiales orgánicos con y sin impregnación respectivamente.
Mientras que las clases B y C cubren materiales inorgánicos, respectivamente con y sin aglutinante. Con el advenimiento de materiales nuevos, por ejemplo, los plásticos y las siliconas durante los años 50, se necesitó organizar reorganizar la clasificación de los materiales aislantes. Esto llevo a la IEC (International Electrotechnical Commision) a producir nuevas categorías a saber:
Clase Y: 90º C Papel, algodón, seda, goma natural, Clorido de Polivinilo, sin impregnacion.
Clase A: 105º C Igual a la clase Y pero impregnado, mas nylon.
Clase E: 120º C Polietileno de teraftalato (fibra de terileno, film melinex) triacetato de celulosa Enamel-acetato-polivinilo Clase B: 130º C Mica, fibra de vidrio (Borosilicato de alumino libre de alcalinos), asbestos bituminizados, baquelita, enamel de poliester.
Clase F: 155º C Como los de la clase B pero con alkyd y resinas basadas en epoxy, poliuretano. Clase H: 180º C Como los de clase B con algutinante resinoso de siliconas, goma siliconada poliamida aromatica (papel nomex y fibra), film de poliamida (enamel, varniz y film) y enamel de estermida.
Clase C: >180º C Como la clase B pero con aglutinantes inorgánicos apropiados (Teflon Mica, Mecanita, Vidrio, Ceramicos, Politetrafluoroetileno).
En esta clasificación los materiales no-impregnados, que absorben humedad de la clase Y no son generalmente usados para el aislamiento de motores eléctricos, ya que absorben humedad fácilmente y su calidad se degrada rápidamente. Los materiales de la clase C, son por lo general, quebradizos, así que por lo general tampoco son aptos para motores. Los materiales de las clases A y B han sido usados por largo tiempo para aislamiento. En épocas recientes se están usando más los aislamientos de la clase F y H.
Megger. El término megaóhmetro hace referencia a un instrumento para la medida del aislamiento eléctrico en alta tensión. Se conoce también como "Megger”. El nombre de este instrumento, megaóhmetro, deriva de que la medida del aislamiento de cables, transformadores, aisladores, etc. se expresa en megohmios (MΩ). En realidad estos aparatos son un tipo especial de óhmetro en el que la batería de baja tensión, de la que normalmente están dotados estos, se sustituye por un generador de alta tensión, de forma que la medida de la resistencia se efectúa con voltajes muy elevados.
Megger Utilizado en el Laboratorio
El megger es un instrumento del tipo de los ohmímetros, en el que el valor de la resistencia
que se mide se registra directamente sobre una escala y esta indicación es independiente de la tensión. El megger consta de dos partes principales: Un generador de corriente continua de tipo magnetoeléctrico, movido generalmente a mano o electrónicamente (Megger electrónico), que suministra la corriente para llevar a cabo la medición, y el mecanismo del instrumento por medio del cual se mide el valor de la resistencia que se busca. El megger suministra altas tensiones al conductor, las cuales se envían a tierra, como el megger se conecta a tierra, éstas regresan a al megger, posteriormente compara la tensión enviada con la recibida, y mediante ello arroja el resultado. Para determinar si el aislamiento de la máquina está en condiciones favorables para un buen funcionamiento, se toman las lecturas del megger a 1 minuto y a 10 minutos, posteriormente se calcula el índice de polarización (IP):
Si:
IP<1 está en un estado de aislamiento malo 1<=IP<=2 el estado del aislamiento cuestionable 2<=IP<=4 estado de aislamiento bueno 4<=IP estado de aislamiento muy bueno
Muchos técnicos, con base a su experiencia, utilizan la relación de por cada 1V de funcionamiento nominal de la máquina, tiene que tener 1000Ω de resistencia el aislamiento.
EQUIPO:
Generador de CA.
1 m. de Cable desnudo del no.12.
Pinza de electricista.
Megger.
Multímetro.
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA.
PROCEDIMIENTO 1: CONOSCIMIENTO DE LOS BORNES DEL GENERADOR.
1. Con la ayuda del multímetro checar continuidad en cada uno de los bornes, observar las etiquetas en la parte inferior de cada borne e identificarlos, debido a que no se encuentran del todo legible (Figura 1).
Figura 1
Bornes del generador Trifásico del laboratorio
PROCEDIMIENTO 2: ANÁLISIS DEL AILAMIENTO DE LA MAQUINA.
1. Con el cable desnudo, se pone en corto todas las partes del generador, es decir se conectan todos y cada uno de los bornes. 2. Se conecta la punta positiva del megger en el cable desnudo y la negativa a tierra, (Cable desnudo a un lado de la máquina). 3. Se enciende el megger, tomar la lectura del megger a 1 minuto y a 10 minutos.
RESULTADOS. Resistencia a 1 minuto
Resistencia a 10 minutos
15MΩ
18.5MΩ
Con esos resultados calculamos IP.
Por lo tanto el estado del aislamiento es cuestionable.
CONCLUSIONES: En ésta práctica del laboratorio, identificamos los bornes del generador correspondientes a cada una de sus componentes, al igual, hicimos las pruebas de la resistencia del aislamiento que presentan los conductores, la cual arrojo resultados no muy satisfactorios, el aislamiento de los conductores del generador no se encuentran en buen estado, esto debido al tiempo de trabajo de la máquina, ya que es equipo muy viejo, por vibraciones excesivas, o por mal uso.
Hernández Ortega Marcial Francisco. Al término de la práctica, conocimos cómo estaban conectados los bornes en el generador y el motor y gracias al megger pudimos medir la resistencia de la máquina y comprobar que era la adecuada para el tipo de máquina según fabricante.
Miranda Arroyo Víctor.
