Resist en CIA de to ST-CT-001

SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN Procedimiento para la medición de resistencia de aislamiento en equipo eléctrico primario

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PROCEDIMIENTO PARA LA MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO EN EQUIPO ELÉCTRICO PRIMARIO

Esta edición sustituye a la versión del procedimiento SGP-A-001-S-1978

1978 Tomo II

Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia


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INDICE

1 Objetivo

Pág. 3

2 Alcance

3

3 Teoría general de la medición

3

3.1 Definición

3

3.2 Corriente de aislamiento

3

3.3 Absorción dieléctrica

4

3.4 Índices de absorción y polarización

4

3.5 Factores que afectan la medición de resistencia de aislamiento

5

3.6 Medidas de seguridad al utilizar el medidor de resistencia de aislamiento

8

3.7 Métodos de medición de la resistencia de aislamiento

8

4 Procedimientos de medición y circuitos de conexión 4.1 Medición de resistencia de aislamiento a transformadores y reactores de potencia

10

4.2 Medición de resistencia de aislamiento en máquinas rotatorias

15

4.3 Prueba de resistencia de aislamiento a transformadores de instrumento

20

4.4 Prueba de resistencia de aislamiento en apartarrayos

23

5 Bibliografía

1978

10

24

Anexo A Formatos de datos de prueba

25

Anexo B Operación de equipo para la medición de resistencia de aislamiento

45

Anexo C Resumen de procedimiento para la medición de resistencia de aislamiento en equipo eléctrico primario

52

Diciembre 2007

Manual de transformadores y reactores de potencia

Tomo II


1 Objetivo

El objetivo de este procedimiento es describir los pasos para realizar la medición de resistencia de aislamiento en equipo eléctrico primario. Se describen los factores que afectan la medición, el método de prueba, las conexiones utilizadas y los criterios para la interpretación de los resultados. También tiene como finalidad unificar los criterios en la determinación de las condiciones que guarda el sistema aislante del equipo eléctrico primario. 2 Alcance Su aplicación está dirigida al equipo eléctrico primario como son: máquinas rotatorias, transformadores de potencia, reactores, transformadores de instrumento, interruptores y cables de potencia. Sin embargo, con los criterios adecuados se puede hacer extensivo al equipo menor, como son los motores fraccionarios y transformadores de distribución. En el Anexo A de este procedimiento se presentan los formatos de registro de datos de prueba. Los equipos de medición de resistencia de aislamiento comúnmente utilizados en la CFE se indican en el Anexo B. Para los aspectos de impacto ambiental, cualquier actividad de instalación puesta en servicio, operación y/o mantenimiento relacionado con Transformadores y Reactores de Potencia, debe contar con el criterio de protección ambiental, el cual es establecido por la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT), a través de sus leyes y reglamentos conducentes para controlar y reducir la generación de contaminantes del aire, agua y suelo, así como la protección a la salud del personal, de la instalación y de los habitantes en torno a la misma. En caso de falta, violación y/o incumplimiento de las leyes ambientales en que se incurra por parte del proveedor, durante la puesta en servicio de transformadores y reactores de potencia, éste 1978 Tomo II


tendrá que ejecutar los trabajos de limpieza o restauración de manera inmediata. En esta sección se aplicará el Reglamento de Seguridad e Higiene, Capítulo 800 (secciones 801 a 821), así como las Reglas de Despacho y Operación del Sistema Eléctrico Nacional. Además se debe cumplir con la norma NOM-EM-138ECOL y la especificación CFE L0000-58. 3 Teoría general de la medición 3.1 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. También se emplea como un medio de control para proceder a aplicar voltajes de prueba de corriente alterna. 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 físico-químicas efectuadas a una muestra de aceite. 3.2 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. a) 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.




Corriente de absorción dieléctrica Absorción dialéctrica (IA)

Fuente de CD

Capacitiva (IC)

Corriente de fuga (IL)

Conducción irreversible (IG)

Corriente total (IT)

Figura 1 Circuito equivalente generado de la medición de prueba de resistencia de aislamiento. 100 90 80 70 60 50 40

Corriente de conducción irreversible

Corriente de carga capacitiva

2 1.5 1 .1

Esta corriente fluye a través del aislamiento, es prácticamente constante y predomina cuando la corriente de absorción dieléctrica es despreciable.

Corriente total

s 30 e r e 25 p 20 m a o r 15 c i m10 n 9 e 8 e 7 t n 6 e 5 i r r o 4 C

3 2.5

b) La corriente de fuga es pequeña y fluye sobre la superficie del aislamiento. Esta corriente, al igual que la corriente de conducción, permanece constante y ambas permiten analizar las condiciones del aislamiento. Su valor se afecta debido a las condiciones superficiales de contaminación y humedad del aislamiento.

Corriente de absorción Corriente de fuga

.15 .2 .25.3

3.3 Absorción dieléctrica .4 .5 .6 .7 .8.9 1

1.5

2 2.5 3

4

5 6 7 8 910

Segundos

Figura 2 Corrientes debido a la aplicación de voltaje de CD en un aislamiento. 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. 1978

Esta corriente decrece gradualmente en minutos, desde un valor relativamente alto a un valor cercano a cero y varía exponencialmente. Generalmente, los valores de resistencia obtenidos en los primeros minutos de una prueba, están determinados por ésta corriente de absorción dieléctrica. Dependiendo del volumen y tipo de aislamiento, ésta corriente puede tarda minutos u horas en alcanzar un valor despreciable. Generalmente, 10 minutos después de iniciada la prueba se desprecia cualquier variación que se presente.

A la curva que se obtiene al graficar los valores de la resistencia de aislamiento contra el tiempo, se le denomina curva de absorción dieléctrica . La pendiente de esta curva indica el grado relativo de secado, degradación o contaminación del aislamiento. Si el aislamiento está húmedo o sucio se alcanzará un valor estable en uno o dos minutos después de haber iniciado la prueba y se obtendrá una curva con baja pendiente. 3.4 Índices de absorción y polarización

El índice de absorción (i a ) se expresa como la relación entre el valor de resistencia de aislamiento a 1 minuto y el valor a 30 segundos, según diferentes prácticas. ia

=

R AISL 1 min R AISL 30 seg

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El índice de polarización (i p ) se expresa como la relación entre el valor de resistencia de aislamiento a los 10 minutos y la medición a 1 minuto a partir de la aplicación del voltaje. i p

=

R AISL 10 min R AISL 1 min

Estos índices se presentan debido al cambio en la corriente de absorción dieléctrica con respecto al tiempo y permiten medir la variación de la resistencia eléctrica de los aislamientos, en función del tiempo, al aplicarles un voltaje de corriente directa. También son considerados como un método indirecto para determinar el contenido de humedad en los aislamientos de máquinas eléctricas, lo que permite evaluar la condición de los aislamientos en dichas máquinas. Sin embargo, no es recomendable hacer mediciones del i a en transformadores inmersos en aceite. Esto se debe a que el concepto del i a se basa en el comportamiento de las estructuras rígidas de materiales sólidos en presencia de un campo producido por un voltaje aplicado. Por lo tanto, este índice no es aplicable en aislamientos líquidos. Es interesante hacer notar que mucha gente ha utilizado la medición de índice de absorción (i a ) en transformadores sumergidos en aceite y no logra entender por qué un transformador que se sabe que está buen estado les da resultados próximos a 1. La respuesta es simple. La medición no es adecuada para equipos inmersos en aceite, sino para equipos con aislamiento sólido. El concepto depende de las estructuras relativamente rígidas de los materiales aislantes sólidos, donde se requiere energía de absorción para reconfigurar la estructura electrónica de moléculas comparativamente fijas en contra del campo del voltaje aplicado. Puesto que este proceso puede llevar a un estado teórico de terminación (en “tiempo infinito”, que obviamente no puede lograrse en el campo práctico, pero que puede aproximarse 1978 Tomo II


razonablemente), el resultado es una disminución sostenida de la corriente conforme las moléculas llegan a su alineamiento “final”. Debido a que la prueba i a se define por este fenómeno, no se puede aplicar con éxito a materiales fluidos puesto que el pasaje de la corriente de prueba a través de una muestra llena de aceite crea corrientes de convección que constantemente forman remolinos en el aceite, lo que da lugar a una carencia caótica de estructura que se opone con la premisa básica sobre la que descansa la prueba i a . 3.5 Factores que afectan la medición de resistencia de aislamiento

Los factores que afectan la medición de resistencia de aislamiento y que no son atribuibles al equipo de medición, son los siguientes: •

Conexiones inadecuadas o erróneas

•

Efectos de la condición de la superficie del aislamiento

•

Efecto de la humedad

•

Efecto de la temperatura

•

Potencial de prueba aplicado

•

Efecto de la duración de aplicación de voltaje de prueba

•

Efecto de la carga residual

•

Efecto del envejecimiento y curado

•

Efecto de la inducción

•

Tratamientos especiales

3.5.1 Conexiones erróneas o inadecuadas

Con la finalidad de eliminar errores en la medición se debe verificar lo siguiente: •

Las conexiones realizadas deben corresponder al circuito de medición adecuado para cada equipo eléctrico primario

•

Evitar falsos contactos en las conexiones de prueba




•

La condición del cable de medición ya que si es de baja calidad o está defectuoso o dañado

•

Evitar el contacto del cable de alta tensión del equipo de medición con partes no energizadas del equipo bajo prueba u otras superficies

3.5.2 Efecto de la condición de la superficie del aislamiento

Los elementos contaminantes tales como el carbón, el polvo o el aceite, depositados en la superficie de aislamiento, disminuyen los valores de resistencia de aislamiento. Cuando se tienen superficies aislantes relativamente grandes expuestas al ambiente, ésta condición es representativa. El polvo seco depositado sobre las superficies aislantes no es conductor, pero cuando se expone a la humedad se vuelve parcialmente un conductor y disminuye los valores de resistencia de aislamiento. Por lo tanto, se debe eliminar toda materia extraña que esté depositada sobre el aislamiento antes de efectuar la medición. 3.5.3 Efecto de la humedad

Actualmente algunos equipos eléctricos primarios se construyen con aislamientos que no absorben humedad. Sin embargo, 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. 3.5.4 Efecto de la temperatura

En la mayor parte de los materiales aislantes, la resistencia de aislamiento varía inversamente con

1978

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: Rc

=

Kt × Rt

[1]

donde: R c ,

Resistencia de aislamiento corregida a la temperatura base, (MΩ).

K t ,

Coeficiente de corrección por temperatura.

R t ,

Resistencia de aislamiento a la temperatura que efectuó la prueba (MΩ).

La base de temperatura recomendada por los Comités de Normas son: de 40 ºC para máquinas rotatorias, 20ºC para transformadores y 15.6 ºC para cables. 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 Recommended Practice for Testing Insulation Resistance of Rotating Machinery indica los factores de corrección a 40 °C. Para los demás equipos, como interruptores, apartarrayos, boquillas pasa muros, etc., no existe temperatura base. Esto se debe a que, en estos equipos, la variación de la resistencia de aislamiento con respecto a la temperatura no es notable. Debido a que las características de temperatura de los sistemas aislantes varían con el tipo de combinación de los materiales, cada equipo tiene sus propios factores de corrección por temperatura. En la tabla 1 se muestran los factores de corrección más utilizados.

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Hoja 7 de 52 Clave ST-CT-001 Revisión 1 Fecha de elaboración: Dic -2007


Tabla 1 Coeficientes de corrección por temperatura* Temperatura o

Máquinas rotatorias

C

Clase A

Clase B

0 5 10 15.6 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

0.21 0.31 0.45 0.71 1.00 1.48 2.20 3.24 4.80 7.10 10.45 15.50 22.80 34.00 50.00 74.00

0.40 0.50 0.63 0.81 1.00 1.25 1.58 2.00 2.50 3.15 3.98 5.00 6.30 7.90 10.00 12.60

Transformadores sumergidos tipo seco en aceite 0.25 0.40 0.36 0.45 0.50 0.50 0.74 0.75 1.00 1.00 1.40 1.30 1.98 1.60 2.80 2.05 3.95 2.50 5.60 3.25 7.85 4.00 11.20 5.20 15.85 5.40 22.40 8.70 31.75 10.00 44.70 13.00

o

Cables papel impregnado 0.28 0.43 0.64 1.00 1.43 2.17 3.20 4.77 7.15 10.70 16.00 24.00 36.00

o

*Corregido a 20 C para máquinas rotatorias y transformadores; a 15.6 C para cables.

3.5.5 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 diminuyen normalmente al utilizar voltajes altos. Sin embargo, en aislamientos en buenas condiciones y perfectamente secos, se obtienen valores similares para diferentes tensiones de prueba (inciso 3.7.3). Esto siempre y cuando el voltaje de prueba aplicado no rebase el voltaje nominal de operación del equipo bajo medición. 1978 Tomo II

Tabla 2 Valores permisibles

seguros

Voltaje clasificado en bobina (V)

<1000 1000-2500 2501-5000 5001-12,000 >12,000

o

normalmente

Voltaje directo de la prueba de resistencia de aislamiento (V) 500 500-1000 1000-2500 2500-5000 5000-10,000

Si al aumentar el voltaje de prueba se reducen significativamente los valores de resistencia de aislamiento, esto puede indicar que existen imperfecciones o fracturas en el aislamiento, posiblemente agravados por suciedad o humedad. La presencia de humedad con suciedad puede ocasionar una reducción en los valores de resistencia de aislamiento. 3.5.6 Efecto de la duración del voltaje de prueba aplicado

Este efecto tiene una importancia notable en el caso de las máquinas rotatorias grandes y




transformadores de potencia con aislamiento en buenas condiciones. Sin embargo, en el caso de los interruptores, apartarrayos y cables de pequeña longitud este efecto carece de importancia. Por lo tanto, en generadores y transformadores se recomienda realizar la medición durante diez minutos. En apartarrayos, interruptores, transformadores de instrumento y demás equipo primario se recomienda efectuar la medición durante un minuto.

3.6 Medidas de seguridad al utilizar el medidor de resistencia de aislamiento

3.5.7 Efecto de la carga residual

Al efectuar mediciones de absorción, se debe tomar la precaución de descargar, con un cable conectado atierra, la corriente capacitiva y de absorción después de la medición y antes de remover las terminales de prueba.

La presencia de una carga capacitiva en el aislamiento, es un factor que afecta las mediciones de resistencia de aislamiento y absorción dieléctrica. Esta carga puede originarse porque el equipo trabaja aislado de tierra o por la aplicación de un voltaje de C.D. en una prueba anterior. Por lo tanto, es necesario que antes de efectuar las mediciones se descarguen los aislamientos mediante su conexión a tierra durante un periodo de tiempo similar al tiempo de duración de la prueba de C.D., anterior. 3.5.8 Efecto del curado y envejecimiento

En el caso de aislamiento con aglutinantes semisólidos, tales como la mica con asfalto empleado en máquinas rotatorias, se presenta un proceso de curado, que con el tiempo provoca un aumento en la corriente de absorción del aislamiento. Esto origina la disminución en la resistencia de aislamiento y el incremento en su envejecimiento. Adicionalmente con el envejecimiento, algunos aislamientos pueden desarrollar fracturas, lo cual incrementa la corriente de fuga. 3.5.9 Tratamientos especiales

Cuando los cabezales de una máquina se tratan con material semiconductor, para reducir el efecto corona, normalmente se presenta una disminución en los valores de resistencia de aislamiento.

1978

Antes de efectuar mediciones, se debe contar con la libranza respectiva. También, se deben tomar las precauciones necesarias para asegurarse que el equipo bajo prueba no puede energizarse. Se deben efectuar mediciones para comprobar que no se tengan voltajes inducidos y conectar las tierras de los equipos.

3.7 Métodos de medición de la resistencia de aislamiento

Existen tres métodos prácticos para medir la resistencia de aislamiento: a) El método de corto tiempo o lectura mínima b) El método de tiempo-resistencia o absorción dieléctrica c) El método de voltajes múltiples 3.7.1 Método de corto tiempo

El método de corto tiempo consiste en conectar el equipo de resistencia de aislamiento al equipo que se va a medir, aplicar el voltaje de prueba durante un tiempo de 1 minuto y tomar la lectura final (ver figura 3). Para fines de normalización, se recomienda aplicar el voltaje de prueba durante 60 segundos. Esto permite realizar comparaciones bajo la misma base con los datos de prueba existentes y futuros. Este método tiene su principal aplicación en equipos de baja capacitancia y en aquellos que no tienen una corriente de absorción notable, como son: interruptores, cables de corta longitud, apartarrayos, etc.

Diciembre 2007


Tomo II



Esta es la lectura

s m h o a g a M

0

60 segundos Tiempo

Figura 3 Curva típica de resistencia de aislamiento (en Megaohms) por el método de “corto tiempo” o “lectura mínima”.

En la figura 4 se muestra la medición de resistencia de aislamiento a un interruptor trifásico de media tensión. En la gráfica se observa que la medición se toma en el primer minuto de iniciada la prueba. 140000 120000 100000

s m o80000 h a g60000 e M

Polo "A" Polo "C" Polo "D"

40000 20000 0 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

Tiempo (min)

Figura 4 Gráfica de resistencia de aislamiento de prueba de un interruptor de media tensión “SNNC 06” aplicando un voltaje de 500 VCD. 3.7.2 Método tiempo-resistencia o absorción dieléctrica

Este método consiste en aplicar el voltaje de prueba durante un período de 10 minutos, tomando lecturas a intervalos de acuerdo con el formato de prueba correspondiente al equipo bajo medición. Su aplicación se basa en las características de absorción del aislamiento. Este método proporciona una buena referencia para evaluar el estado de los aislamientos en aquellos equipos con característica de absorción considerables, como son los transformadores de potencia, sobre todo cuando no existe historial de pruebas anteriores. 1978 Tomo II

En la figura 5 se observa la gráfica de resistencia de aislamiento para dos generadores. En la gráfica se observa que la duración de la prueba es de 10 minutos. En este intervalo de tiempo se toman mediciones cada quince segundos durante el primer minuto y después cada minuto hasta llegar a los diez minutos de prueba. 15 14 13 12 11 10 s 9 m h 8

Fase 1 Fase 2 Fase 3

o a 7 g i G 6

Fase 1` Fase 2`

5 4 3

Fase 3`

2 1 0 15"

30"

45"

1´

2´

3´

4´

5´

6´

7´

8´

9´

10´

Tiempo

Figura 5 Gráfica de resistencia de aislamiento de dos generadores. Las fases 1, 2, 3 corresponden al generador 1 y las fases 1’, 2’, 3’ corresponden al generador 2.

En la figura 6 se observa la gráfica de resistencia de aislamiento para dos transformadores de potencia, con una duración de medición de 10 minutos. En este intervalo de tiempo se toman mediciones cada quince segundos durante el primer minuto y después cada minuto hasta llegar a los diez minutos de prueba. 30 25 s n m 20 h O a g 15 i G

Línea T1 en alta Línea T1 en Baja Línea T2 en alta Línea T2 en Baja

10 5 0 15’’ 30’’ 45’’

1’

2’

3’

4’

5’

6’

7’

8’

9’

10’

Tiempo

Figura 6 Gráfica de resistencia de aislamiento a 20°C de dos transformadores de potencia. 3.7.3 Método de voltajes múltiples

Este método tiene su principal aplicación en la evaluación del aislamiento de las máquinas rotatorias, con voltajes menores de 6.6 kV y en menor grado para el de los transformadores. Al



igual que el método anterior es una herramienta para evaluar los aislamientos cuando se carece de historial. Su aplicación requiere el uso de un instrumento con varios voltajes para poder aplicar dos o más voltajes en pasos, por ejemplo con 500 V y después con 1,000 V. Este método se apoya en el hecho de que conforme se incrementa el voltaje de prueba se incrementan los esfuerzos eléctricos sobre el aislamiento, al aproximarse o superar las condiciones de operación. La influencia de los puntos débiles en el aislamiento en las lecturas de resistencia adquiere mayor importancia al sobrepasar cierto límite. Cuando esto ocurre se tiene una disminución considerable en el valor de la resistencia de aislamiento, la cual se aprecia claramente al graficar las lecturas obtenidas contra el voltaje aplicado. Es conveniente que el nivel superior de voltaje de prueba sea suficiente para provocar esfuerzos eléctricos equivalentes o mayores a los que normalmente se presentan en el aislamiento en operación. Sin embargo, se ha observado que con voltajes de prueba menores, también se puede detectar la presencia de humedad u otros contaminantes en el aislamiento. Con los medidores de resistencia de aislamiento manuales, es práctico efectuar la medición en 60 segundos, tomando lectura a los 30 y 60 segundos. En el caso de los instrumentos operados con motor o con rectificador se obtienen mejores resultados cuando se efectúa una medición a 10 minutos tomando lecturas cada minuto. Se recomienda que los pasos de voltaje aplicados tengan una relación de 1 a 5 o mayor (por ejemplo 500 y 2,500 V). Un cambio del 25% en el valor de la resistencia de aislamiento para esta relación de voltajes, generalmente se debe a la presencia excesiva de humedad u otros contaminantes. Este método considera cuatro prácticas para realizar la medición: 1978


a) Aplicar cada nivel de voltaje durante el tiempo necesario para que desaparezca la corriente de absorción, descargando completamente, en cada paso el aislamiento. b) Aplicar cada nivel de voltaje durante un minuto sin descargar el aislamiento entre cada paso. c) Aplicar cada nivel de voltaje durante un minuto con períodos de descarga de un minuto, entre cada nivel. d) Aplicar cada nivel de voltaje durante un minuto descargando completamente, entre cada nivel, el aislamiento. En la práctica indicada en el inciso “a”, si la relación entre resistencia y voltaje permanece constante, se considera que el aislamiento está en buenas condiciones. En el caso de las prácticas indicadas en los incisos “b” y “c”, aún cuando la interpretación es sencilla, requiere tomar en cuenta la influencia de la energía absorbida en cada paso, debido a la característica de absorción del aislamiento. 4 Procedimientos de medición y circuitos de conexión 4.1 Medición de resistencia de aislamiento a transformadores y reactores de potencia 4.1.1 Generalidades

La medición de la resistencia de aislamiento es la medición comúnmente utilizada para determinar las condiciones de los aislamientos de un transformador. Esta medición ayuda a la detección de humedad, evaluación de las condiciones del aceite y la detección de daños en elementos aislantes. Además, permite obtener información rápida y confiable de las condiciones del aislamiento total que integra el transformador bajo medición. Para que los resultados de las pruebas sean comparables, se deben realizar las mediciones al mismo nivel de tensión y se recomienda que el equipo de medición utilizado esté calibrado y debidamente certificado.

Diciembre 2007


Tomo II


4.1.2 Preparación del transformador bajo medición

a) Librar completamente el transformador desconectando todas las terminales de boquillas. Cuando el transformador tiene salidas con cable subterráneo y no es posible su desconexión, se recomienda efectuar la medición incluyendo los cables y considerando desde el transformador hasta el interruptor. b) Si es posible y la situación permite desconectar los cables del transformador, se recomienda medirlos por separado. c) Asegurarse que el tanque del transformador esté sólidamente aterrizado. d) Al inicio de cada una de las mediciones, se deben drenar las cargas estáticas que puedan estar presentes en los devanados, cortocircuitando las fases del transformador y conectándolas a tierra durante 10 minutos. e) Desconectar los neutros de los devanados. f) Colocar puentes que se requieren entre las terminales de las boquillas del devanado primario, del secundario y del terciario. g) Limpiar la porcelana de las boquillas, quitando polvo, suciedad, etc. h) Durante la ejecución de la prueba se debe poner especial cuidado en los cambios bruscos de temperatura en el ambiente. i) Preferentemente las mediciones se deben efectuar cuando la humedad relativa es menor de 75%.

1978 Tomo II


4.1.3 Procedimiento para las mediciones

El tiempo de duración para cada medición es de diez minutos. Se toman las lecturas a los 30 y 60 segundos de iniciada la prueba, después se toman lecturas a cada minuto, es decir, a los 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 y 10 minutos de iniciada la prueba. 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 del aceite y del ambiente y de humedad relativa. Estos datos junto con los valores obtenidos se registran en el formato de prueba correspondiente del Anexo A. 4.1.4 Circuitos de conexión

En las figuras 7, 8 y 9 se muestran los circuitos de conexión para medición de transformadores monofásicos, 3 devanados y de autotransformadores. Se presentan los circuitos de conexión con y sin guarda. En la conexión, se debe tomar en cuenta el formatos de prueba SCCT-001-A, SC-CT-001-B, SC-CT-001-C, SC-CT001-D, SC-CT-001-E indicados en el Anexo A. 4.1.5 Criterios resultados

para

interpretación

de

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.




BOQUILLAS H

TANQUE

HV

NUCLEO

LV

G

L

T

BOQUILLAS X

a) RH H

L

CONEXIONES G

T

1

H

X

Tanque

RH

2

X

H

Tanque

RX

3

X

-----

H

RHX

4

H

-----

Tanque + X

RH+ RHX

5

X

-----

Tanque + H

RX+ RHX

PRUEBA

MIDE RHX

RX X

b) c) Figura 7 Transformador monofásico: a) Esquema de conexiones para la Prueba No. 1, b) tabla de conexiones y c) diagrama esquemático.

1978

Diciembre 2007


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BOQUILLA H

TANQUE

NUCLEO

G

L

T

BOQUILLA

BOQUILLA Y

X

a) PRUEBA

CONEXIONES L

1

H

2

H

3 4

T

G

RH

MIDE

XY

RH

X

Y

RHX

H X

Y

X HY

RHY RX

5

X

Y

RXY

6

Y

H HX

7

H

XY

-----

RH + RHY+ RHX

8

X

HY

-----

RX + RXY+ RHX

9 10

Y HXY

HX

---------

RY + RHY+ RXY RH + RX+ RY

RY

H RHY RY Y

RHX

RXY X RX

c)

b) Figura 8 Transformador de tres devanados: a) Esquema de conexiones, b) tabla de conexiones y c) diagrama esquemático. 1978 Tomo II




BOQUILLA H

BOQUILLA

BOQUILLA

X

NEUTRO

NUCLEO

G

L

T

BOQUILLA Y

a) PRUEBA

CONEXIONES L

1

H

2 3

H H

4

X

5

X

6 7

Y H

8

T

X Y Y

G

MIDE RH

XY

RH

Y

RHX RHY

X HY

H(X)

RHY

RHX

RX RXY

XY

H HX -----

RY RH+ RHY+ RHX

X

HY

-----

RX + RXY+ RHX

9

Y

HX

-----

RY+ RHY+ RXY

10

HXY

-----

RH+ RX+ RY

RY Y

c)

b) Figura 9 Autotransformador: a) Esquema de conexiones, b) tabla de conexiones y c) diagrama esquemático. 1978

Diciembre 2007


Tomo II


Para que el análisis comparativo sea todas las pruebas deben hacerse al potencial y en lo posible, bajo las condiciones. Además, las lecturas corregirse a 20 ºC.

efectivo mismo mismas deberán


b

Valores de resistencia superiores a los mostrados, no necesariamente indican que el aislamiento se encuentre en buen estado, excepto que el equipo pueda ser energizado sin riesgo significante de alguna falla disruptiva.

En las tablas 3 y 4 se muestran los valores típicos de resistencia de aislamiento a transformadores de potencia.

4.2 Medición de resistencia de aislamiento en máquinas rotatorias

Tabla 3 Valores típicos de resistencia de aislamiento a transformadores de potencia y de distribución

Esta prueba ayuda a la determinación de la presencia de humedad, aceite, polvo, corrosión, daño o deterioro del aislamiento. También se aplica para el control del proceso de secado de las máquinas rotatorias.

Voltaje del devanado del transformador (kV) <6.6 6.6-19 22-45 <66

Devanado a tierra (M )

4.2.2 Limitaciones o

20 C 400 800 1,000 1,200

o

30 C 200 400 500 600

o

o

o

40 C 50 C 60 C 100 50 25 200 100 50 250 125 65 300 100 75

Tabla 4 Mínima resistencia de aislamiento aceptable a 20oC para protección de equipos eléctricos de potencia Voltaje nominal

600 V 2.4 kV 5 kV 7.2 kV 15 kV 36 kV 72 kV 145 kV 242 kV 550 kV

Voltaje típico a del sistema

120, 240, 480 V ac; 125, 250 V dc 2.4 kV 4.16 kV 6.9 kV 13.8 kV 20-25, 34.5 kV 69 kV 115, 138 kV 230 kV 500 kV

a

Mínima resistencia aceptable, M

1.5 3.4 5.16 8.2 14.8 35 70 139 231 501

Voltaje en corriente alterna RMS, con excepción de los mostrados. 1978 Tomo II

4.2.1 Generalidades

b

Las limitaciones de la medición de resistencia de aislamiento son las siguientes: a) La resistencia de aislamiento de un devanado no tiene una relación directa con su rigidez dieléctrica y, por lo tanto, es imposible predecir el valor de resistencia al que fallará. b) Aún cuando se han definido valores mínimos recomendables con base en la experiencia, existen máquinas que tienen una superficie de aislamiento extremadamente grande. Esto puede originar que tengan valores de resistencia inferiores a los mínimos recomendados, aún cuando sus devanados se encuentren en buenas condiciones. c) Una medición aislada de resistencia de aislamiento a un voltaje deseado no indica, si la materia extraña responsable de la baja resistencia está concentrada o distribuida. 4.2.3 Preparación medición

de

la

máquina

para

a) Cuando se requiera información de la condición interna del aislamiento, sin que el valor sea afectado por la condición superficial, el aislamiento debe limpiarse y secarse. En ambientes húmedos, es de gran importancia la limpieza de la superficie del aislamiento antes de efectuar la medición.



b) La temperatura del devanado debe estar por encima del punto de rocío para evitar condensación de la humedad en la superficie del aislamiento. c) Descargar completamente toda carga residual antes de efectuar la prueba. Esto se realiza conectando los devanados a tierra cuando menos 10 minutos antes de iniciar la prueba. d) Es conveniente que la medición de la resistencia de aislamiento abarque exclusivamente los devanados de la máquina. Por lo tanto, es necesario desconectar todo equipo externo a la misma. 4.2.4 Circuitos de conexión

Básicamente existen dos tipos de circuitos de prueba para la medición de la resistencia de aislamiento en las máquinas rotatorias: circuito de prueba utilizando la guarda y sin utilizar la guarda. Dentro de estos tipos de circuitos existen varias conexiones según sea el tipo de información que se requiera. De la figura 10 a la 14 se describen estas conexiones para máquinas rotatorias trifásicas con neutro accesible. Como se considera que las máquinas monofásicas que no tienen el neutro accesible, solo son algunos casos

1978


particulares, los diagramas de conexión pueden derivarse fácilmente a partir de las anteriores. En la figura 14 se muestran las conexiones de prueba para una máquina de corriente directa. Se recomienda que siempre que sea posible y práctico se separen las fases y se prueben individualmente, ya que con ello se puede establecer una comparación entre las mismas. Esta comparación es muy útil para la evaluación de la condición presente y futura del devanado. Por otro lado, la prueba de todas las fases a la vez (figura 10) tiene el inconveniente de que únicamente se prueba el aislamiento a tierra y se omite la prueba del aislamiento entre fases. Cuando se prueba el rotor del generador debe utilizarse un voltaje de prueba de 500 V para evitar sobre tensiones en el aislamiento. En la conexión, se debe tomar en cuenta el formato de prueba SC-CT-001-F indicado en el Anexo A.

Diciembre 2007


Tomo II



R

Anillos colectores GENERADOR O MOTOR

B'

C'

R A

RAB

R BC

r

C

B

RC

RB

A

Rr

C

G

PRUEBA

B

r0 r1

SINCRONO

A'

A

AC

CONEXIONES G T ----B, C ----A, C

1

L A

2

B

3

C

-----

4 5

A, B, C r1

---------

T

L

MIDE

RA en paralelo R AB y RAC RB en paralelo R AB y RBC B

RC en paralelo R AC y RBC

A, B

R A en paralelo RB y RC RA B

Figura 10 Pruebas en generador o motor síncrono, sin utilizar la guarda. R AC Anillos colectores

SINCRONO

B'

C'

R AB

R BC

RB

RA A

B

B

RC

C

G

L

T

1

L A

CONEXIONES G B, C

2

B

A, C

RB

3

C

A, B

RC

PRUEBA

C

r0 r1

GENERADOR O MOTOR

A'

A

MIDE

T

RA B

Figura 11 Pruebas en generador o motor síncrono, utilizando guarda. 1978 Tomo II




R AC Anillos colectores

r0

GENERADOR O MOTOR

B'

A

B

C

RB

RA

C'

R BC

B

r1

SINCRONO

A'

R AB

A

RC

C

G

T

L

*

(*) Antes de efectuar la prueba verificar que la conexión T no esté conectada a tierra. PRUEBA

1 2 3

CONEXIONES G C1

L A

B

A1 B1

C

MIDE

T B

C

RAB RBC

A

RAC

Figura 12 Pruebas en generador o motor síncrono, utilizando la guarda conectada a tierra. R

A

MOTOR O GENERADOR

R AB

B

AC

R BC

C

DE INDUCCION

R A

B

R

A

G

PRUEBA

1

R

B

C

C

CONEXIONES L G A, B, C -----

T

L

T

MIDE

R A en paralelo con R B y RC B

Figura 13 Prueba en generador o motor de inducción. 1978

Diciembre 2007


Tomo II



MOTOR O GENERADOR C.D.

A

A'

F'

F

S

S'

RA

R

G

PRUEBA

CONEXIONES L

G

1

A

-----

2

F

3

S

T

RS

F

L

T

MIDE

RA

-----

F, S A, S

-----

A, F

RS

RF

Figura 14 Pruebas en máquinas de corriente directa, (se muestra la Prueba 1). 4.2.5 Criterio para interpretación de resultados

En general las lecturas de resistencia de aislamiento deben considerarse como relativas a menos que el único interés sea el detectar que los valores se mantengan por arriba de los mínimos recomendados. 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.

obtenidos durante las pruebas efectuadas en un equipo dado: a) Si los valores son regulares o altos pero tienen tendencia a bajar, debe localizarse y eliminarse la causa. b) Si los valores son bajos pero constantes es probable que todo este correcto, pero debe investigarse la causa. c) Si los valores son tan bajos que caen en lo inseguro, debe reacondicionarse el equipo antes de ponerlo en servicio.

Para que el análisis comparativo sea efectivo todas las pruebas deben hacerse al mismo potencial, las lecturas deberán corregirse a 40 °C y en lo posible bajo las mismas condiciones.

d) Si los valores son regulares, altos o constantes en un principio pero muestran una caída repentina, se deben efectuar pruebas a intervalos más frecuentes hasta localizar la causa. Si los valores llegan a ser tan bajos que se consideren inseguros se debe retirar el equipo de operación.

A continuación se indican algunas recomendaciones que deben en la interpretación de los valores

Conviene aclarar que estas indicaciones no deben tomarse como suplemento al criterio personal.

1978 Tomo II




4.3 Prueba de resistencia de aislamiento a transformadores de instrumento

4.3.2 Preparación del transformador para la prueba

4.3.1 Generalidades

a) Librar el transformador a probar

Considerando que existen diferentes diseños en Transformadores de corriente (TC’s) y transformadores de potencial (TP’s), el personal que realice la medición debe analizar con detenimiento el diagrama en particular e identificar las resistencias dieléctricas que están bajo prueba. Se debe registrar el tipo de condiciones empleadas para la medición de resistencia de aislamiento en dicho equipo. Esto se realiza con la finalidad de que en pruebas posteriores, se realicen las mediciones con conexiones iguales a fin de poder realizar la comparación entre las mediciones anteriores con las actuales.

b) Desconectar los cables de las terminales primarias y secundarias del transformador o dispositivo

La finalidad de realizar la medición de resistencia de aislamiento a transformadores de instrumento, es determinar la condición del aislamiento de los devanados primario y secundario contra tierra. Para realizar la prueba del devanado primario a tierra, se debe utilizar el máximo nivel de tensión de prueba posible que proporcione el equipo de prueba. En el caso de la medición del devanado secundario a tierra, el voltaje de medición debe ser lo más cercano al voltaje de operación del equipo. El voltaje máximo que puede ser empleado en esta prueba es de 500 V. NOTA: Se recomienda utilizar equipo de medición que proporcione una tensión de prueba no mayor a 1000 V para las terminales en el secundario.

A partir de 34.5 kV la gran mayoría de los transformadores de potencial son de aislamiento reducido. Una terminal del devanado primario está conectada directamente a tierra. Al probar éste tipo de TP’s es necesario desconectar la terminal P 2 de tierra con objeto de efectuar la prueba de este devanado contra tierra.

c) Aterrizar todas las terminales con objeto de drenar todas las cargas estáticas d) Cortocircuitar las terminales del devanado primario y secundario e) Limpiar la porcelana 4.3.3 Procedimiento de la prueba

Para la prueba de transformadores de Instrumento, se consideran las medidas de seguridad e instrucciones para uso del equipo medidor de resistencia de aislamiento descritas en el Anexo B. Todas las pruebas se harán a 1 minuto y con el voltaje adecuado para el devanado a probar. 4.3.4 Circuitos de conexión a) Transformador de corriente

Debido a que por construcción un transformador de corriente cuenta con una pantalla conectada a tierra entre los devanados primario y secundario, no se puede medir una resistencia de aislamiento entre devanados. Se recomienda que las pruebas sean las siguientes: •

Devanado primario contra tierra

•

Devanado secundario contra tierra

En la figura 15 se muestra el circuito de conexión para la prueba de devanado primario a tierra. Para realizar la prueba del devanado secundario a tierra, solo se cambian las conexiones como se indica en la tabla de conexiones de la figura. En la conexión se debe tomar en cuenta el formato de prueba SC-CT001-G indicado en el Anexo A. b) Transformador de potencial

En la figura 16 se muestra el circuito de conexión empleado en transformadores de potencial. 1978

Diciembre 2007


Tomo II


Durante la puesta en servicio del equipo, se deben realizar todas las pruebas a sus devanados, indicando en el formato de prueba SC-CT-001-H los datos de las mediciones de, cada una de las conexiones realizadas durante la prueba.

c) Transformador de potencial capacitivo

La prueba de resistencia de aislamiento en dispositivos de potencial no es tan común como la de factor de potencia. Debido a esto, se sugiere efectuar la prueba de alta tensión contra tierra, para tenerla como referencia para pruebas posteriores.

P1


P2

Rp P

Rpc

Rsc S1

S2

T

G L

S

PRUEBA

CONEXIONES

MIDE

L

T

G

1

P

S

Porcelana

RP + RSC

3

S

P

-----

R SC

Figura 15 Transformador de medición: TC hermético.

1978 Tomo II




PRUEBA No 1

P

P RP P

RP S

S RS S

S

G L

PRUEBA

T

CONEXIONES L

1

P

2

P

3

S

T

MIDE

G

S

RP

S

RPS + RP P

RS

Figura 16 Conexiones de prueba para TP con aislamiento pleno. 4.3.5 Criterio para interpretación de resultados

Es necesario generar una estadística propia, con el fin de contar con datos comparativos por marcas y voltaje. Con finalidad de normar criterios, en la tabla 5 se muestran algunos datos de transformadores de instrumentos probados en diferentes mantenimientos o puestas en servicio.

Tabla 5 Datos obtenidos de algunos transformadores de instrumento EQUIPO TC 400 kV TP 400 kV DP 400 kV TC 230 kV TP 230 kV TC 115 kV TP 115 kV

MEGAOHMS A 1 MIN Y 2,500 V 50,000 50,000 50,000 50,000 50,000 45,000 a 50,000 40,000 a 50,000

La única forma de evaluar con cierta seguridad las condiciones del aislamiento de un devanado, es 1978

Diciembre 2007


Tomo II


mediante el análisis de la tendencia de los valores obtenidos en las pruebas periódicas a que se somete. Por lo tanto, para facilitar este análisis se recomienda graficar las lecturas obtenidas en las pruebas anuales o semestrales. Para que el análisis comparativo sea efectivo todas las pruebas deben realizarse al mismo potencial y en lo posible bajo las mismas condiciones. También, las lecturas deberán corregirse a 20 ºC. 4.4 Prueba de resistencia de aislamiento en apartarrayos

Con las pruebas de resistencia de aislamiento y otras pruebas dieléctricas, es posible detectar el posible deterioro o contaminación de los apartarrayos de una sección o en unidades de varias secciones. 4.4.1 Problemas más comunes detectados con el medidor de resistencia de aislamiento

a) Contaminación por humedad y/o suciedad en las superficies internas de la porcelana b) Entrehierros corroídos c) Depósitos de sales de aluminio aparentemente causado por interacción entre la humedad y los productos resultantes del efecto corona


corrientes de fuga por la superficie de la porcelana 4.4.4 Circuitos de conexión

En la figura 17 se indican dos ejemplos de las conexiones de prueba empleadas en apartarrayos de uno y tres secciones. En el formato de registro de datos ST-CT-001-I, se indican las conexiones para apartarrayos de dos y cuatro secciones. 4.4.5 Criterio para la interpretación de las pruebas

Los valores de resistencia de aislamiento en apartarrayos son variables, ya que dependen de la marca y tipo. La variación de resistencia de aislamiento puede variar en un intervalo de 500 a 50,000 MΩ. Esto hace necesario la comparación entre apartarrayos de las misma marca, tipo y voltaje. Cualquier desviación notoria en los valores será necesario efectuar una investigación. Es importante hacer notar que para la comparación de los valores de resistencia de aislamiento, estos deben ser los resultados de prueba de las unidades individuales, aunque estas se encuentren agrupadas en varias secciones de un mismo apartarrayo.

d) Porcelana rota 4.4.2 Preparación del apartarrayo para la prueba

a) El equipo se deberá de la línea, tomando las medidas de seguridad adecuadas b) Drenar cargas estáticas c) Limpiar la porcelana 4.4.3 Procedimiento de la prueba

a) Preparación del medidor de resistencia de aislamiento de acuerdo a las instrucciones del punto 3.6 b) Efectuar la prueba con el máximo voltaje del medidor de resistencia de aislamiento c) Tomar la lectura a 1 minuto y anotarla en la hoja de prueba d) En apartarrayos compuestos de varias secciones se utilizará la terminal de guarda para efectos de 1978 Tomo II




A

A

B

C

G

L

T

B D G

T

CONEXIONES

PRUEBA

1

L

L A

T B

MIDE G -----

R AB

a)

CONEXIONES

PRUEBA

1 2 3 4

L A B C A

T B,C,D C,D D D

MIDE G -----------------

RAB R BC R CD R AD

b)

Figura 17 Ejemplo de conexión para la medición de resistencia de aislamiento en apartarrayos. a) Apartarrayos de una sección y b) apartarrayos de varias secciones. 5 Bibliografía

a) Guía de Mantenimiento del Equipo Eléctrico. Comisión Federal de Electricidad. b) Pruebas Eléctricas a Equipos de Plantas y Subestaciones. Comisión Federal de Electricidad. c) Recommended Practice for Testing Insulation Resistance of Rotating Machinery. IEEE 43 std 2000. d) Manual of Electrical Insulation Testing for the Practical Man Technical Publication. James G. Biddle, 1996. e) Instruction Manual for the Use of Megger. Instruction Manual; James G. Biddle, 1954. 1978

f) Temperature - Resistance Characteristics of Electrical Insulation. Technical Publication 21T4. James G. Biddle Company, 1961. g) Electrical Power Equipment Maintenance and Testing, Paul Gill. h) Reporte final IIE/03/32/5220/RF-06/96. i) Reporte final IIE/03/32/5220/RF-XX/06. j) Referencia tomada de la guía completa para pruebas de aislamiento eléctrico. k) IEEE Standard 43-2000. IEEE Recommended Practice for Testing Insulation Resistance of Rotating Machinery.

Diciembre 2007


Tomo II



Anexo A Formatos de datos de prueba ST-CT-001-A Transformadores monofásicos SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN

Registro de calidad No. de Procedimiento

SC-CT-001

SC-CT-001-A

FORMATO PARA LA MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO EN TRANSFORMADORES MON OFÁSICOS Gerencia Regional de Transmisión

SubÁrea

Datos del equipo Marca: Num. Serie Año Fabricación: % Año puesta en serv.:

Nomenclatura: MVA: Clase de enf. # Taps ± kV nom A.T.: kV nom B.T.: kV nom Terciario:

Subestación

Condiciones: Prueba & Climatológica Orden de trabajo Temp. Amb.: O.T.: Soleado % Hum. Relativa: Nublado Fecha: Temp. Aceite: Brisa Programado: Temp. Devanado: 1/2 nublado P.S. Lluvia Falla: Dibujar diagrama vectorial Tipo:

Equipo de medición utilizado Modelo: Fecha Calibración: Marca: Fecha Vencimiento: No. Serie: No Inv. EIMP: Fecha de la última medición:

Conexiones de prueba Línea Guarda Tierra Factor de corr. a 20°C Tiempo de la medición en minutos ½ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Línea Guarda Tierra Factor de corr. a 20°C Tiempo de la prueba en minutos ½ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

RH H X Tanque

Medida

Lecturas Factor de corrección

Corregida a 20 °C

Medida

R H + R HX H ----Tanque + X

Multiplicada


Corregida a 20 °C


Medida

R X + R HX X ----Tanque + H

Lecturas Medida

R H-X X ----H

RX X H Tanque

Corregida a 20 °C

Valores de aceptación Índice de polarización

Lecturas Corregida a 20 °C

Medida

Multiplicada

Corregida a 20 °C

i p

=

R AISL a 10 m in R AISL a 1 m in

i p

≥

1 .5

Observaciones Condiciones del equipo Aceptado

Realizó:

Revisó: Nombre y firma

1978 Tomo II

Aprobó: Nombre y firma

Rechazado

Nombre y firma




DIAGRAMA DE CONEXIONES RH E

RX

H1

G

E

H1

G

L

L

X1

X1 T

H0

T

H0

X2

X2

R HX E

R H + R HX

H1

G

E

H1

G

L

L

X1

X1 T

H0

X2

T

H0

X2

R X + R HX E

H1

G

L

G - Guarda L - Línea T - Tierra E - Tanque

X1 T

H0 X2

1978

Diciembre 2007


Tomo II



ST-CT-001-B Transformador de dos devanados Registro de calidad No. de Procedimiento

SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN

SC-CT-001

SC-CT-001-B

FORMATO PARA LA MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO A TRANSFORMADORES DE DOS DEVANADOS Gerencia Regional de Transmisión

Sub rea

Tipo de transformador Trifásico Marca: Num. Serie Año Fabricación: % Año puesta en serv.: %Z a MVA MVA %Z a %Z a MVA Equipo de medición utilizado Modelo: Fecha Calibración: Marca: Fecha Vencimiento: No. Serie: No Inv. EIMP: Fecha de la última medición: Monofásico: Nomenclatura: MVA: Clase de enf. # Taps ± kV nom A.T.: kV nom B.T.: kV nom Terciario:

Subestación

Condiciones: Prueba & Climatológica Orden de trabajo Temp. Amb.: Soleado O.T.: % Hum. Relativa: Nublado Fecha: Temp. Aceite: Programado: Brisa P.S. Temp. Devanado: 1/2 nublado kV Lluvia Falla: Dibujar diagrama vectorial kV kV Tipo:

Conexiones de prueba Línea Guarda Tierra Factor de corr. a 20°C Tiempo de la medición en minutos ½ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

RH H X Tanque

Medida

RX X H Tanque


Corregida a 20 °C

Medida


RH-X H Tanque X

Corregida a 20 °C

Medida


Corregida a 20 °C

Valores de aceptación ndice de polarización

i p

=

R AISL a 10 min

i p

R AISL a 1 min

≥

1 .5

Observaciones Condiciones del equipo Aceptado Rechazado

Realizó:


1978 Tomo II


Nombre y firma




DIAGRAMA DE CONEXIONES

RH E

Rx

H1

G

E

H1

G

L

L

X1

X1 T

H0

T

H0

X2

E

H1

X2

RH X G

L X1


T

H0 X2

NOTA: Para un transformador trifásico puntear boquillas H 0, H1 , H2 , H3, asi mismo las boquillas X1 , X2, X3 .

1978

Diciembre 2007


Tomo II



ST-CT-001-C Transformadores de tres devanados Registro de calidad No. de Procedimiento


SC-CT-001

SC-CT-001-C FORMATO PARA LA MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO A TRANSFORMADORES DE TRES DEVANADOS Gerencia Regional de Transmisión SubÁrea Subestación Tipo de transformador

Monofásico: Nomenclatura: MVA: Clase de enf. # Taps ± kV nom A.T.: kV nom B.T.: kV nom Terciario:

Trifásico Marca: Num. Serie Año Fabricación: % Año puesta en serv.: %Z a MVA %Z a MVA %Z a MVA Equipo de medición utilizado Modelo: Fecha Calibración: Marca: Fecha Vencimiento: No. Serie: No Inv. EIMP: Fecha de la última medición:

Condiciones: Prueba & Temp. Amb.: % Hum. Relativa: Temp. Aceite: Temp. Devanado: kV kV kV

Tipo:

Climatológica Orden de trabajo Soleado O.T.: Nublado Fecha: Programado: Brisa 1/2 nublado P.S. Lluvia Falla: Dibujar diagrama vectorial


RH H X-Y Tanque Lecturas Factor de corrección

Medida

RH-X H Tanque + Y X

Corregida a 20 °C

Medida


RH-Y H Tanque + X Y

Corregida a 20 °C

Medida


Corregida a 20 °C


RX-Y X Tanque + H Y LECTURAS Factor de corrección

Medida

RX X H-Y Tanque

Corregida a 20 °C

Medida

LECTURAS Factor de corrección

RY Y H-X Tanque

Corregida a 20 °C

Medida

Valores de aceptación

LECTURAS Factor de corrección

Corregida a 20 °C

Condiciones del equipo

Índice de polarización i p

=

≥ 1 .5


Tomo II

i p

R AISL a 1 min

Realizó:

1978

Aceptado

R AISL a 10 min

Rechazado


Nombre y firma




Observaciones


RH

R HX

E

R HY

E H

E H

H

G Y

G Y

L

X

X

E

Y

E H

E H

H

G

G Y

L T

X

L T

X

XY

Y

Y

L T

T

X

G

G Y

L

T

T X

L

X

G - Guarda L - Línea T - Tierra E - Tanque 1978

Diciembre 2007


Tomo II



ST-CT-001-D Autotransformadores Registro de calidad No. de Procedimiento


SC-CT-001

ST-CT-001-D

FORMATO PARA LA MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO EN AUTOTRANSFORMADORES Gerencia Regional de Transmisión

SubÁrea

Tipo de autotransformador Trifásico Marca: Num. Serie Año Fabricación: % Año puesta en serv.: %Z a MVA %Z a MVA %Z a MVA Equipo de medición utilizado Modelo: Fecha Calibración: Marca: Fecha Vencimiento: No. Serie: No Inv. EIMP: Fecha de la última medición: Monofásico: Nomenclatura: MVA: Clase de enf. # Taps ± kV nom A.T.: kV nom B.T.: kV nom Terciario:

Subestación

Condiciones: Prueba & Climatológica Orden de trabajo Temp. Amb.: O.T.: Soleado % Hum. Relativa: Nublado Fecha: Temp. Aceite: Brisa Programado: P.S. Temp. Devanado: 1/2 nublado kV Lluvia Falla: kV Dibujar diagrama vectorial kV Tipo:

Conexiones de prueba RHX HX Y Tanque

Línea Guarda Tierra Factor de corr. a 20°C Tiempo de la medición en minutos

RY Y HX Tanque

Lecturas Medida

Factor de corrección

RHX-Y HX Tanque Y


Medida



Medida


Corregida a 20 °C

½ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


i p

=

R AISL a 10 min i p ≥ 1 .5 R AISL a 1 min

i p

≥

1.5


Realizó:


1978 Tomo II


Nombre y firma





RHX E

RY

H1

G X1

E

H1

G X1

L Y1

E

Y1 T

H0

L

Y2

T

H0

Y2

R HX-Y

H1

G X1

L Y1

H0


T Y2

NOTA: Para un transformador trifásico puntear boquillas H 0, H1 , H2, H3, X1, X2, X3, asi mismo las boquillas Y1, Y2, Y3.

1978

Diciembre 2007


Tomo II



ST-CT-001-E Reactores Registro de calidad No. de Procedimiento


SC-CT-001

ST-CT-001-E

FORMATO PARA LA MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO EN REACTORES Gerencia Regional de Transmisión

SubÁrea

Subestación

Tipo de reactor Monofásico: Nomenclatura: MVA: Clase de enf. # Taps ± kV nom A.T.:

Modelo: Marca: No. Serie:

Trifásico Marca: Num. Serie Año Fabricación: % Año puesta en serv.:

Condiciones: Prueba & Climatológica Orden de trabajo Temp. Amb.: Soleado O.T.: % Hum. Relativa: Nublado Fecha: Temp. Aceite: Programado: Brisa P.S. Temp. Devanado: 1/2 nublado Lluvia Falla: Dibujar diagrama vectorial Tipo:

Equipo de medición utilizado Fecha Calibración: Fecha Vencimiento: No Inv. EIMP:

Fecha de la última medición: Conexiones de prueba Línea Guarda Tierra Factor de corr. a 20°C Tiempo de la medición en minutos ½ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

RH H -----Tanque


LECTURAS Medida


Corregida a 20 °C

i p

=

R AISL a 10 min R AISL a 1 min

i p

≥

1 .5


Realizó:


1978 Tomo II


Nombre y firma





E

H1

H0

E

G

H0

H1

H2

G

L

L

T

T

Reactor monofásico

Reactor trifásico


1978

Diciembre 2007


Tomo II



ST-CT-001-F Generadores SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN


SC-CT-001

SC-CT-001-F

FORMATO PARA LA MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO A GENERADORES Gerencia Regional de Transmisión

Nomenclatura: MVA: Clase de enf. # Taps kV nom A.T.: kV nom B.T.: kV nom Terciario:


±

%Z a %Z a %Z a Equipo de medición utilizado

Modelo: Marca: No. Serie: Fecha de la última medición: Línea Guarda Tierra Factor de corr. a 40°C Tiempo de la medición en minutos ½ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Línea Guarda Tierra Factor de corr. Tiempo de la prueba en minutos ½ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

SubÁrea

Subestación

Condiciones: Prueba & Climatológica Temp. Amb.: Soleado % Hum. Relativa: Nublado Temp. Devanado: Brisa 1/2 nublado kV Lluvia kV Dibujar diagrama vectorial kV Tipo:

MVA MVA MVA

Orden de trabajo O.T.: Fecha: Programado: P.S. Falla:

Fecha Calibración: Fecha Vencimiento: No Inv. EIMP:

Conexiones de prueba

RA en paralelo R AB y R AC A B + C + Tanque ------

RB en paralelo R AB y R BC B A + C + Tanque ------

RC en paralelo R AC y R BC C A + B + Tanque -----




Medida

Corregida a 40 °C

Medida

Corregida a 40 °C

Medida

Corregida a 40 °C

RA en paralelo R B y R C A+B+C ----Tanque

RA

r1

Valores de aceptación

----Tanque

Índice de polarización

Lecturas

Lecturas

Medida

Multiplicada

Corregida a 20 °C

Medida

Multiplicada

Corregida a 20 °C

i p

=

R AISL a 10 min R AISL a 1 min i p

≥ 1 .5

Índice de absorción ia

=

R AISL a 1 min R AISL a 30seg

ia = 1.45 ±

25%

Observaciones Condiciones del equipo Aceptado

Realizó:


1978 Tomo II


Rechazado

Nombre y firma




DIAGRAMA DE CONEXIONES Anillos colectores GENERADOR O MOTOR

r 0 r1

SINCRONO A'

B'

C'

A


B

0

1

SINCRONO

A'

C

G

B'

C'

A

B

C

G

T

L

RA en paralelo RAB y RAC

A'

B'

C'


r0 r1

SINCRONO

T

RB en paralelo RAB y RBC


L

0

1

SINCRONO A

B

C

A'

G

L

B'

C'

A

B

C

T

G

RC en paralelo RAC y RBC

L

T

RA en paralelo RB y RC


0

1

SINCRONO A'

B'

C'

A

B

C

G

L

T

RA

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Tomo II



ST-CT-001-G Transformadores de corriente SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN


SC-CT-001

SC-CT-001-G

FROMATO PARA LA MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO A TRANSFORMADORES DE CORRIENTE Gerencia Regional de Transmisión

Nomenclatura: MVA: Clase de enf. # Taps kV nom A.T.: kV nom B.T.:

±

SubÁrea

Datos del transformador Marca: Num. Serie Año Fabricación: % Año puesta en serv.:

Condiciones: Prueba & Climatológica Orden de trabajo Temp. Amb.: O.T.: Soleado % Hum. Relativa: Nublado Fecha: Temp. Aceite: Programado: Brisa Temp. Devanado: 1/2 nublado P.S. Lluvia Falla: Dibujar diagrama vectorial Tipo:

Equipo de medición utilizado Fecha Calibración: Fecha Vencimiento: No Inv. EIMP:

Modelo: Marca: No. Serie:

Subestación

Fecha de la última medición:

Prueba

Conxiones de prueba

Mide

Lectura

L

G

T

Volst prueba

Fase A 1 2

P1 - P2 S1 - S2

Porcel -----

S1 - S2 P1 - P2

2.500 500

RP + RPC RSC

Fase B 1 2

P1 - P2 S1 - S2

Porcel -----

S1 - S2 P1 - P2

2.500 500

RP + RPC RSC

Fase C 1 2

P1 - P2 S1 - S2

Porcel -----

S1 - S2 P1 - P2

2.500 500

RP + RPC RSC

Factor de corr. Corregida a a 20ºC 20ºC

Megaohms Anterior Actual


Realizó:


1978 Tomo II


Nombre y firma





R SC

R P + R PC E

P1

G

E

P1

G

Porcelana L

L

S1

S1 T

P0

T

P0

S2

S2


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ST-CT-001-H Transformadores de potencial SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN


SC-CT-001

SC-CT-001-H

FORMATO PARA LA MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO A TRANSFORMADORES DE POTENCIAL Gerencia Regional de Transmisión Nomenclatura: MVA: Clase de enf. # Taps ± kV nom A.T.: kV nom B.T.: kV nom Terciario:

SubÁrea

Datos del transformador Marca: Num. Serie Año Fabricación: % Año puesta en serv.:

Subestación Condiciones: Prueba & Climatológica Orden de trabajo Temp. Amb.: O.T.: Soleado % Hum. Relativa: Nublado Fecha: Temp. Aceite: Programado: Brisa P.S. Temp. Devanado: 1/2 nublado Lluvia Falla: Dibujar diagrama vectorial Tipo:

Equipo de medición utilizado Modelo: Fecha Calibración: Marca: Fecha Vencimiento: No. Serie: No Inv. EIMP: Fecha de la última medición: Prueba

Conxiones de prueba

Mide

Lectura

L

G

T

1 2 3

P0 - P1 P0 - P1 S1 - S2

S1 - S2 Tanque P0 - P1

Tanque S1 - S2 Tanque

RP RPS + RP RS

1 2 3

P0 - P1 P0 - P1 S1 - S2



RP RPS + RP RS

1 2 3

P0 - P1 P0 - P1 S1 - S2



RP RPS + RP RS

1 2 3

P0 - P1 P0 - P1 S1 - S2



RP RPS + RP RS

Volst prueba

Factor de corr. Corregida a a 20ºC 20ºC

Megaohms Anterior

Actual


Realizó:


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Nombre y firma





RP E

RS

P1

G

E

P1

G

L

L

S1

S1 T

P0

T

P0

S2

S2

RP S + R P E

P1

G

L


S1 T

P0 S2

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ST-CT-001-I Apartarrayos SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN


SC-CT-001

SC-CT-001-I

FORMATO PARA LA MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO EN APARTARRAYOS Gerencia Regional de Transmisión

SubÁrea

Datos del apartarrayos

Condiciones: Prueba & Climatológica Temp. Amb.: Soleado % Hum. Relativa: Nublado Temp. Aceite: Brisa Temp. Devanado: 1/2 nublado Lluvia Equipo de medición utilizado Fecha Calibración: Fecha Vencimiento: No Inv. EIMP:

Marca: Num. Serie: Año fabricación: Año puesta en servicio: Nùmero de secciones: Modelo: Marca: No. Serie: Fecha de la última medición: Número de Número de secciones prueba 1 2

3

4

Voltaje aplicado

1 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 4 5

Subestación

Conexiones de prueba L A A B A A B C A A B C D A

G ----------------------------------------------------------------

T B B,C C C B,C,D B,C D D B,C,D,E C,D,E D,E E E

Orden de trabajo O.T.: Fecha: Programado: P.S. Falla:

Mide

Valor a 1 min

RAB RAB RBC RAC RAB RBC RCD RAD RAB RBC RCD RDE RAE


Realizó:


1978 Tomo II


Nombre y firma





A A

Apartarrayos de tres secciones B

C

G

T

L

B G

L

T

D

RAB

RAB

A

A

Apartarrayos de tres secciones B

B

C

C

G

L

T

D

G

L

T

D

RBC

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Apartarrayos de tres secciones

RCD

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Guía para el llenado para los formato de datos del procedimiento de medición de resistencia de asilamiento en equipo eléctrico primario Registro de calidad No. de Procedimiento


1 SC-CT-001

FORMATO PARA LA MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO EN TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS Gerencia Regional de Transmisión

Nomenclatura: MVA: Clase de enf. # Taps 4 kV nom A.T.: kV nom B.T.: kV nom Terciario:

3 4 4

±

4

SubÁrea

2


4 4 4 4

4 4 4

Equipo de medición utilizado Fecha Calibración: 8 Modelo: Fecha Vencimiento: 8 Marca: No Inv. EIMP: 8 No. Serie: 11 Fecha de la última medición:

Subestación

2

2

Condiciones: Prueba & Climatológica Temp. Amb.: Soleado 5 5 5 5 % Hum . Relativa: Nublado Temp. Aceite: Brisa 5 5 Temp. Devanado: 1/2 nublado 5 5 Lluvia 5 Dibujar diagrama vectorial Tipo:

Orden de trabajo O.T.: 6 6 Fecha: Programado: 7 P.S. 7 Falla: 7

9 9 9

10

Conexiones de prueba Línea Guarda Tierra Factor de corr. Tiempo de la medición en minutos ½ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Línea Guarda Tierra Factor de corr. Tiempo de la prueba en minutos ½ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

RH H X Tanque 12 Lecturas Factor de corrección 14

Medida 13

Corregida a 20 °C 15

Medida 13

R H + R HX H ----Tanque + X 12 Lecturas Medida

Multiplicada

13

14

RX X H Tanque 12 Lecturas Factor de corrección 14


Medida 13

R X + R HX X ----Tanque + H 12 Lecturas Corregida a 20 °C 15

Medida

Multiplicada

13

14

R H-X X ----H 12 Lecturas Factor de corrección 14


Valores de aceptación Índice de polarización Corregida a 20 °C 15

i p

=

R AISL a 1 0 m in i p AISL ≥ 1a. 5 R 1 m in

i p

≥

1 .5

16

Observaciones

Condiciones del equipo

Realizó:

18

Revisó:

Nombre y firma

1978 Tomo II

18

Nombre y firma

Aprobó:

18

Aceptado

17

Rechazado

17

Nombre y firma




Instrucciones de llenado del formato de datos de la medición de resistencia de aislamiento 1 2 3 4

Número de registro de control de calidad. Información de la gerencia, subárea y subestación donde se encuentra el equipo. Nomenclatura del equipo de acuerdo con el manual de operación del CENACE. Datos técnicos del equipo, en el caso de transformadores de dos y tres devanados se llenará los datos que se presentan en el formato, como son, la capacidad que será dada en MVAR y el recuadro de por ciento de impedancia será la reactancia en ohms. 5 Condiciones de la prueba y climatológicas. 6 Orden de trabajo y fecha de realización de la prueba. 7 Si la causa de la prueba es programado por mantenimiento, por puesta en servicio o por salida o disparo del equipo (para confirmar que el equipo no esté fallado), en caso de disparo o salida se deberá de ampliar y aclarar la información en el punto 16. 8 Datos del equipo de prueba 9 Información de calibración del equipo de prueba y número de inventario EIMP. 10 Dibujar el diagrama vectorial del equipo bajo prueba. 11 Se indica la fecha de la última medición. 12 Se indica el coeficiente de corrección a 20ºC. 13 Se indica la resistencia de aislamiento medida durante la prueba. 14 Se indica la operación de multiplicar la resistencia de aislamiento durante la prueba por el coeficiente de corrección a 20ºC. 15 Se indica el resultado obtenido de la operación del punto 14. 16 Se indican las observaciones referentes a las condiciones de prueba o tendencias de la medición y las razones por la cual se realizó la prueba. 17 En base a las observaciones se determina si el equipo se acepta o se rechaza por no cumplir con los requerimientos de la medición. 18 Finalmente, se escribe el nombre y firma de la persona que realizó, revisó y aprobó la prueba.

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Tomo II



Anexo B Operación de equipo para la medición de resistencia de aislamiento B1 Descripción y principio de operación de un medidor de resistencia de aislamiento. B1.1 Descripción

El Megóhmetro es el instrumento estándar para la verificación de la resistencia de aislamiento. Existen instrumentos de accionamiento manual que son utilizados para efectuar pruebas de corta duración. Sin embargo, no es recomendable su empleo en mediciones de rutina de absorción dieléctrica, ya que es difícil mantener la velocidad adecuada durante los 10 minutos que dura la prueba. También, es importante que el instrumento sea capaz de mantener el voltaje aplicado a su valor nominal, durante los diez minutos de medición, ya que la resistencia de aislamiento varía con el voltaje aplicado. Por esta razón, algunos de los aparatos pequeños no son aptos para efectuar mediciones en los transformadores de gran capacidad que toman una corriente de absorción considerable. Se recomienda utilizar el mismo instrumento para

efectuar las mediciones periódicas en el equipo, ya que las diferencias en las características de salida pueden afectar las curvas de absorción dieléctrica, especialmente en los valores iniciales. B1.2 Principio de operación de un medidor básico accionado manualmente

Aún cuando existe una gran variedad de instrumentos para la medición de la resistencia de aislamiento, puede decirse que la mayoría utiliza el elemento de medición de bobinas cruzadas. La principal característica de este tipo de equipo, es que su exactitud es independiente del voltaje aplicado en la medición. El Megóhmetro está compuesto fundamentalmente por un generador de corriente directa y por dos bobinas: bobina deflectora A y bobina de control B (figura B1). El generador de corriente directa puede ser de accionamiento manual o motorizado. La función de este generador es la de proporciona el voltaje necesario para efectuar la medición. Inf.

Tierra R B Línea

+

A

Manual

o motor

C

G

Escala

R'

Guarda

Ohmetro

Generador

Cero

Figura B1 Diagrama elemental de un medidor de resistencia de aislamiento.

Las bobinas A y B están montadas en un sistema móvil común con un ángulo fijo entre ellas. Las bobinas están conectadas de tal forma que cuando se les alimenta corriente, estas desarrollan pares opuestos y tienden a girar el sistema móvil en direcciones contrarias. En estas bobinas se encuentra acoplada una aguja 1978 Tomo II

indicadora, la cual tiene libertad para girar en un campo producido por un imán permanente. Esta aguja indicadora se estabilizará en un punto cuando los pares de las dos bobinas se balancean.



En el caso del Megóhmetro básico accionado manualmente, el sistema móvil está sustentado en elementos soportados en resortes y está exento de las espirales de control que llevan otros aparatos, como los ampérmetros y vóltmetros. La alimentación de señal a las bobinas se efectúa mediante ligamentos conductores que ofrecen la mínima restricción posible. Esto permite que la aguja indicadora flote libremente pudiendo quedar en reposo en cualquier posición de la escala, siempre y cuando el instrumento este nivelado y no se le este alimentando corriente. La bobina deflectora A está conectada en serie con una resistencia fija R’ y la bobina de control B está conectada en serie con una resistencia R. De esta forma, la resistencia bajo prueba queda conectada entre las terminales de línea y tierra del aparato. Cuando el aislamiento es casi perfecto o cuando no se conecta nada a las terminales de prueba, no habrá flujo de corriente en la bobina A. Sin embargo, por la bobina B circulará un flujo de corriente y por tal razón, gira en contra de las manecillas del reloj hasta posicionarse sobre el entrehierro en el núcleo de hierro C. En esta posición la aguja indicadora está sobre la marca del infinito. Con las terminales de medición en cortocircuito, en la bobina A fluye una corriente mayor que en la bobina B. De esta forma, el sistema móvil se desplaza en sentido de las manecillas del reloj, debido a que en la bobina A se crea un par mayor al de la bobina B. En esta condición, la aguja indicadora se coloca en el cero de la escala. Cuando se conecta una resistencia entre las terminales línea y tierra del aparato, fluye una corriente en la bobina deflectora A. Esta corriente produce un par el la bobina A que desplaza el sistema móvil, sacándolo de la posición del infinito hacia un campo magnético. Este campo magnético aumenta gradualmente, hasta alcanzar un balance entre los pares de las dos bobinas. La posición de la aguja, depende del valor de la resistencia externa, la cual controla la magnitud relativa de la corriente en la bobina A. Debido a que los cambios en el voltaje afectan las dos 1978


bobinas en la misma proporción, la posición del sistema móvil es independiente del voltaje. La función de la resistencia R’ es limitar la corriente en la bobina A y evitar que se dañe el aparato cuando se ponen en cortocircuito las terminales de prueba. En la figura B1, se muestra como se guarda la terminal de línea mediante una arandela metálica conectada al circuito de guarda. Esto evita errores en la medición debido a fugas a través de la superficie del aparato entre las terminales de línea y tierra. Básicamente lo que se hace, es proporcionar a la corriente de fuga un camino en derivación hacia la fuente de alimentación, que no pase por la bobina deflectora del aparato. B1.3 Uso de la guarda

Generalmente todos los medidores de resistencia de aislamiento con un intervalo de medición mayor a 1,000 MΩ, están equipados con una terminal de guarda. El propósito de esta terminal es contar con un medio para efectuar mediciones en mallas de tres terminales, de tal forma que puede determinarse directamente el valor de una de las dos trayectorias posibles. Además de esta finalidad principal, dicha terminal hace posible que el medidor de resistencia de aislamiento pueda utilizarse como una fuente de voltaje de corriente directa con buena regulación, aunque con capacidad de corriente limitada. Concretamente, puede decirse que la corriente de fuga de toda componente de un sistema de aislamiento conectada a la terminal de guarda no interviene en la medición. Así, en el caso de la figura B2, usando las conexiones indicadas, se mide la resistencia R12 directamente, ya que la otras dos no entran en la medición, debido a que la terminal 3 está conectada en la guarda. Al usar la terminal de guarda, particularmente en el caso de los instrumentos accionados con motor o los de tipo rectificador, se debe tener seguridad que no exista la posibilidad de que se produzca un arco eléctrico entre las terminales de la muestra bajo prueba, conectadas a guarda y

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Tomo II


tierra. Tal situación podría causar arqueo indeseable en el conmutador del generador del instrumento.

terminales inferior al voltaje nominal del equipo bajo prueba. En la Tabla B1 se muestran los valores de voltaje considerados como seguros o normalmente permisibles. Estos valores representan un margen seguro para la prueba, ya que el equipo se fabrica con un grado de seguridad considerable.

GUARDA 3

a i c l n i a e t i c f i s r e e s p R u s

R 2 3

3 1 R


R s u e s p e i s t e n r f i c i c i a l a

Tabla B1 Valores de voltaje de prueba seguros VOLTAJE NOMINAL DEL PROBADOR

VOLTAJE NOMINAL DE CORRIENTE ALTERNA DEL EQUIPO QUE SE VA A PROBAR

Figura B2 Conexión del devanado R12 para la medición de la resistencia de aislamiento.

100 y 250 V

Hasta 100 V, incluye algunos tipos de equipo de señalización y control

B1.4 Instrucciones generales para uso del medidor de resistencia de aislamiento

500 V

De 100 V en adelante

1,000 V

De 400 V en adelante

2,500 V

De 1,000 V en adelante

1 LINEA

R12

2

TIERRA

Resistencia de aislamiento

a) A continuación se describen las instrucciones generales para el uso del medidor de resistencia de aislamiento (ver figura B3). El equipo de medición empleado para realizar la prueba, debe tener un voltaje en sus Nivel Aguja Escala

Correa

Selector de voltaje Conmutador de descarga

Ajuste de la aguja a infinito

Guarda

Línea

Manivela y/o motor segun sea, manual o motorizado Tierra

Tornillos para nivelación

Figura B3 Partes principales de un medidor típico de resistencia de aislamiento.

b) Si el aparato es de voltaje múltiple se debe seleccionar el valor que se requiere para efectuar la prueba. 1978 Tomo II

c) Coloque el instrumento en una base firme y nivelar en caso de requerirse. En caso de que el equipo de medición utilice el principio del



galvanómetro, evite las grandes masas de hierro y los campos magnéticos fuertes. Verifique el INFINITO del aparato, haciendo operar la fuente de alimentación del equipo de medición (operando la manivela a la velocidad normal en los medidores manuales o poniendo en operación el motor o rectificador en los accionados por motor o los del tipo rectificador). Mantenga las terminales del equipo desconectadas. En el caso de que el instrumento tenga switch de descarga colocarlo en la posición PRUEBA. Mientras se verifica el INFINITO gire el ajustador del índice hacia uno u otro lado hasta que la aguja indicadora se estacione sobre la marca de INFINITO (∞). Para equipos digitales no se requiere este ajuste. Consultar el Manual de Operación del fabricante. d) Cuando se efectúan pruebas con un medidor de resistencia de aislamiento, se requiere usar un cable de prueba blindado en la terminal de línea y conectar su blindaje a la terminal de guarda. Con esto se evita medir la corriente de fuga en las terminales o a través del aislamiento del cable. En caso de no contar con cables de estas características con la longitud requerida, conviene usar (a manera de extensión) alambre de cobre desnudo con la distancia suficiente en aire. En este caso, se deben tomar las medidas de seguridad necesarias. Se debe tener especial atención en la medición, las oscilaciones en la lectura podrían ser ocasionadas por una conexión defectuosa, por lo que se recomienda evitar en lo posible el uso de empalmes. Antes de realizar la medición, se deben probar los cables de conexión. Esta prueba se debe realizar de conectar los cables de prueba al aparato y justamente antes de conectarlos al equipo que se va a probar. Para realizar esta prueba, se opera el equipo de medición y se verifica que la aguja indicadora alcance el “INFINITO ” o un valor superior a los Teraohms. No trate de corregir las pequeñas desviaciones mediante el ajustador de índice en los

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Instrumentos. Estas desviaciones son provocadas por las ligeras corrientes de fuga de los cables de prueba. En seguida conecte entre sí las terminales de los cables de prueba (líneatierra) con el valor de voltaje mínimo que tenga el equipo y observe si la aguja se va hacia cero. De esta forma se verifica la continuidad de los cables. e) Antes de conectar el equipo de medición al equipo bajo prueba, asegúrese que este no se encuentre energizado y aterrícelo durante 10 minutos para eliminar toda carga capacitiva que pueda afectar la medición. f) Tomar nota de las condiciones en las que se encuentra el equipo que se va a probar, de preferencia en el formato de prueba preestablecido. Por ejemplo, cuando se evalúa un generador indicar si el bus de fase aislada quedó incluido en el circuito de prueba. g) Realice las conexiones adecuadas de acuerdo al circuito de prueba seleccionado. Vigile que las conexiones se realicen firmemente. Encienda el equipo, inicie la prueba y tome la(s) lectura(s) en los tiempos requeridos. Anotar los resultados en el formato de prueba correspondiente. h) Al terminar la prueba ponga fuera de servicio el instrumento, regrese el interruptor de descarga a posición “DISCHARGE” . Con este interruptor se inicia la descarga del equipo bajo prueba a través de conexiones internas del instrumento. Con la finalidad de garantizar que el equipo bajo prueba se descargue completamente, se debe aterrizar la parte del equipo probado, durante un tiempo cuando menos igual al tiempo de la prueba. i) Registre el formato de prueba correspondiente la temperatura del equipo bajo prueba. j) En el caso de que se pruebe equipo con grandes superficies de dispersión como las armaduras y campos de las máquinas rotatorias, conviene medir el % de humedad relativa en la atmósfera.

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B2 Medidor de resistencia de aislamiento MEGGER S1-5010 B2.1 Controles, indicadores y conexiones

En la figura B4 se muestran las partes, controles, indicadores y conexiones que integran el medidor

de resistencia de aislamiento marca MEGGER, modelo S1-5010.

Figura B4 Controles, indicadores y conexiones del medidor de resistencia de aislamiento

a) Defina el tipo de equipo a probar y seleccione el formato adecuado para dicha medición.

c) Asegúrese que todos los cables de prueba están limpios y en buenas condiciones, y que están firmemente conectados al instrumento y al circuito bajo prueba aislado.

b) Conecte el equipo a probar de acuerdo al diagrama de conexiones.

d) Encienda el instrumento pulsando una vez el interruptor amarillo. La inspección de

B2.2 Modo de operación del medidor

1978 Tomo II



calibración comienza a verificar la operación del sistema de medición y a corregir cualquier pequeño error de calibración que pueda ocurrir durante la vida del instrumento. e) El MENU aparece en pantalla al concluir la inspección de calibración. Si es necesario se ajusta el contraste usando las teclas. f) La tecla permite que la luz de fondo se encienda o apague. Apagarla constituye un ahorro en la carga de la batería del 10%. g) Seleccionar la función de prueba requerida usando las teclas de cursor ST de la izquierda. h) El tiempo de medición que aparece en la esquina inferior indica la duración máxima de la medición antes que se detenga automáticamente. El tiempo de duración máximo de una medición es de 90 minutos. Aceptar el tiempo de prueba implícito o seleccionar el tiempo de prueba requerido. Para seleccionar el tiempo de prueba, se deben usar las teclas de cursor ST de la izquierda. Pueden utilizarse las teclas de cursor ST de la derecha para seleccionar y resaltar el indicador de tiempo. Pulse la tecla CHANGE , seguida de las teclas “+/-” para fijar el tiempo requerido. i) El voltaje de medición requerido se selecciona con las teclas cursor ST de la derecha. Para tipos específicos de medición se establecen voltajes implícitos predeterminados. Por ejemplo, el voltaje de prueba por paso (STEP VOLTAGE TEST ) sólo ofrece opciones de voltaje de prueba de 2500 o 5000 volts. La posición VARI brinda la opción de seleccionar un voltaje no estándar entre 25 y 5000 V C.D. Esta función también permite variar continuamente el voltaje en pasos de 25V durante una prueba, usando las teclas cursor ST de la derecha. j) La indicación del ESTADO DE LA BATERÍA aparece en la esquina inferior izquierda de la pantalla. Si la batería se descarga completamente, el instrumento no funcionará. Recargue la batería lo antes posible. Si la batería no es recargada pronto se podría 1978


degradar hasta un estado en el que no será posible volver a recargarla. NOTA 1 : Los resultados de la prueba y los ajustes están protegidos por una batería de reserva para que no se pierdan.

k) Para comenzar una medición: pulsar el botón rojo por lo menos un segundo. Suenan dos silbatos pequeños y la luz indicadora del terminal de prueba comienza a parpadear. Al mismo tiempo, los símbolos en pantalla advierten que se esta realizando una prueba. l) Si se ha seleccionado una medición mejorada (ENHANCED ), después de un minuto se puede seleccionar tres tipos de resultados de prueba: resultados, diagrama en barras, diagrama usando las teclas cursor de la izquierda, ya sea durante o después de una prueba. m)Para interrumpir una prueba en cualquier momento: pulse el botón rojo de prueba. Sí no se presiona el botón rojo la prueba terminará al concluir el periodo de duración preestablecido. n) Permitir que el elemento se descargue. o) Una medición concluye automáticamente cuando: •

Concluye el periodo de duración de la prueba establecido

•

Hay ruido eléctrico excesivo

•

El aislamiento del circuito bajo prueba sufre un mal funcionamiento total

•

La batería se agota

•

Se abre el fusible (200 mA) de la guarda (cuando el Terminal de guarda está en uso)

p) Cuando la medición se termina el elemento bajo prueba será automáticamente descargado. q) Para volver a la pantalla menú y comenzar otra medición, pulse la tecla MENU. r) Para apagar el instrumento, pulse el botón ON/OFF botón una vez. El interruptor

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Tomo II


automáticamente se activa después de 10 minutos de inactividad. s) Al terminar una medición, el elemento bajo prueba es automáticamente descargado. Las advertencias de alto voltaje continúan funcionando hasta que el voltaje de Terminal disminuye a menos de 50 Voltios. Si la medición dura más de un minuto, se puede seleccionar tres tipos de resultados de prueba: resultados, diagrama en barras, diagrama usando las teclas cursor ST de la izquierda, ya sea durante o después de una prueba. B2.3 Uso del filtro

Si se obtienen lecturas estables no será necesario usar el filtro. El sistema de filtro de interferencia eléctrica multipolar permite estabilizar las mediciones en unos segundos ala tiempo que rechaza las corrientes de interferencia de 50Hz Y 60Hz hasta 4 mA. Bajo condiciones adversas, puede ser necesario el filtrado de software adicional. Se obtendrá así una lectura estable a costa de un tiempo de ajuste más largo. Ajustes de filtro disponibles: Sin filtro: Rápido ajuste de prueba rechaza interferencia c.a. hasta 1 mA. Implícito: FILT 3: Filtro de hardware. Ajuste aproximado en 3 segundos rechazo de 4 mA c.a. FILT 10: Añadir filtro de software que brinda promedio móvil de más de 10 segundos. FILT 30: Como el anterior, durando 30 segundos. FILT 100: Como el anterior, durante 100 segundos.


para lado y lado varias veces para desactivar el filtro. Nótese que si el filtro se vuelve a activar, ya sea manual o automáticamente, puede provocar un cambio temporal en la lectura que puede durar hasta varios segundos. Consejo: Si se utiliza un filtro constante durante un tiempo prolongado, mueva la tecla de filtro para lado y lado para obtener más rápido la lectura requerida.

Nota 2: Cuando se mide a menos de 500 voltios se reduce la tolerancia de interferencia externa. Esto se debe a problemas de regularización de voltaje provocados por corriente alterna que fluye hacia dentro de la impedancia de terminal positivo de alrededor de 80 k Ω , tal condición será evidente por el hecho de que el voltaje de terminal cambia de su valor establecido.

Nota 3: Al seleccionar un nuevo filtro se eliminan todas las lecturas previas y se comienza a construir un nuevo promedio. El valor en pantalla pasa al más reciente resultado adquirido, por ejemplo: Si FILT 3 está en operación y la tecla de filtro se pulsa una vez (para seleccionar el FILT 3) aparece en pantalla el resultado no filtrado más reciente. A esto le sigue el promedio de dos resultados, tres resultados, cuatro resultados, etc., hasta que muestra el promedio de los últimos 30 resultados. Nótese que el promedio se realiza en corriente medida (no resistencia calculada). Esta es la mejor forma de rechazar interferencia de c.a. de entrada, pero puede producir algunas características de estabilización poco usuales cuando se observan las mediciones de resistencia.

Al comenzar una medición, el ajuste FILT 3 viene implícito, brindando un buen rechazo a interferencia, así como rapidez en las mediciones. Pulsando la tecla de filtro los ajustes de filtro avanzan secuencialmente. Para optimizar el tiempo de estabilización mueva la tecla de filtro

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Resist en CIA de to ST-CT-001

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