Línea de instrumentos para la medición de la resistencia de aislación marca sonel

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1 Línea de instrumentos para la medición de la resistencia de aislación marca sonel Por Espa Elec SRL Los instrumentos para la medición de la resistencia de aislación han resultado ser una de las herramientas más importantes para el profesional eléctrico, dado que una de las principales causas de las fallas eléctricas es la degradación de los materiales aislantes, con el consiguiente descenso del valor resistivo de la aislación y el aumento exponencial de los riesgos de choque eléctrico, cortocircuitos, incendios, etc... Una de las causas más comunes de incendios relacionados a la instalación eléctrica, es la relacionada a sobrecargas en cables eléctricos. Debemos recordar que la aislación en los cables nos sirve para evitar fugas de corriente hacia el exterior. Aunque el cable está diseñado para durar varios años (se dice que entre 20 a 30 años), la aislación sufre un deterioro con el paso del tiempo debido a daños mecánicos, vibraciones, calor o frío excesivos, suciedad, aceite, vapores corrosivos, humedad en los procesos, etc. Por esta razón, es importante llevar a cabo mediciones periódicas de la condición de aislación. Según datos de la NFPA, de 1993 a 1997, hubo en Estados Unidos incendios domésticos relacionados a problemas con la distribución de la energía eléctrica, que ocasionaron la muerte de 336 civiles. De este total de incendios, la principal causa fue el cableado de la instalación (34,7%). Para verificar la condición de aislación, debemos llevar a cabo la prueba, la cual consiste básicamente en generar un voltaje de CC y aplicarlo al cable para medir la corriente de fuga que se presenta en la aislación. La corriente total de medición es la suma de tres componentes: Corriente de carga capacitiva. Corriente que empieza alta y cae después de que la aislación se ha cargado a tensión plena. 60 Ingeniería Eléctrica Mayo 2013

2 Corriente de absorción. También corriente alta inicialmente que luego cae. Corriente de conducción o fuga. Una corriente pequeña esencialmente estable a través y sobre la aislación. Aunque existen varios métodos de medición de la resistencia de aislación, el más utilizado es el de tiempo-resistencia. Este se basa en el efecto de absorción de una buena aislación, la cual deberá demostrar un incremento continuo de la resistencia en un periodo de tiempo (de 5 a 10 minutos). Esto es ocasionado por la corriente de absorción. En general se toma la regla de que se deben de tener 1 megaohm de resistencia por cada 1000 volts de operación. Por ejemplo, si se tiene un cable que trabaja a volts, debemos de tener una lectura de al menos 4,16 mega-ohms. La teoría de mediciones de resistencia de aislacion La resistencia de aislación es la combinación paralela de resistencia cruzada dependiente del tipo de material aislante y resistencia de la superficie dependiente de la limpieza de la superficie. Su valor depende de muchos factores, tales como temperatura, tensión (imagen 2). Los factores que influyen en la medición de los parámetros que caracterizan la resistencia de aislación son humedad, temperatura, medición de tensión, el tiempo de medición y limpieza de la superficie del material aislante. Esta corriente se aumenta rápidamente a un valor constante y se mantiene sin cambios para un rango de tensión especificada. El aumento de la corriente de fuga puede convertirse, en el futuro, en una fuente de daños. La corriente de fuga debe medirse cuando el volumen de aislación se puede Imagen 2. La dependencia de la resistencia de aislación de la temperatura, tiempo y la tensión cargar y el fenómeno de absorción se deja. Corriente de absorción, al principio da un valor considerable, después de cierto tiempo (más largo de una corriente capacitiva) se acerca a cero (imagen 3). Imagen 3. Corriente en aislación durante la medición: 1. corriente total 2. corriente de la carga de capacidad 3. corriente de absorbción Medición de resistencia de aislación La medición de resistencia de aislación se obtiene aplicando a través de los terminales, una tensión en CC y una pequeña corriente para que circule a través del círcuito de medición. De los datos obtenidos, el procesador del equipo calcula el valor de resistencia de aislación. La tensión de medición se genera por medio de un convertidor programable con alta eficiencia y una buena estabilidad, incluso con una carga dinámica de una amplia resistencia y capacidad (cables, transformadores). Ingeniería Eléctrica Mayo

3 Imagen 4. Medición de resistencia de aislación Las mediciones de resistencia de aislación serán llevadas a cabo antes de la primera conexión de línea a la instalación. Se cerrarán todos los interruptores y todos las cargas se desconectarán, permitiendo probar la instalación entera sin que el resultado sea influenciado por cualquier carga. El medidor tiene una seguridad incorporada que permite la medición en el caso de detección de la tensión en el objeto. También en el equipo está incorporado un temporizador para controlar el tiempo de medición, el tiempo se puede programar con una resolución de un segundo. Durante la medición de la resistencia de aislación su valor se incrementa rápidamente al principio, después se fijará a cierto valor (imagen 3). Este fenómeno está causado por cambios físicos y estructurales que ocurren en el material aislante bajo la influencia del campo eléctrico y el flujo de corriente. Partes metálicas aisladas (por ejemplo, el cable) son un condensador y una corriente capacitiva inicialmente alta. Esta corriente con el tiempo se reduce a cero, y la rapidez de su deterioro depende de la capacidad del objeto de prueba. Los objetos grandes con la capacidad más grande como los cables de energía se cargan en el largo plazo. La carga acumulada en los objetos medidos es una fuente de peligro para los seres humanos y animales, por lo tanto, después de la medida el objeto debe ser absolutamente descargado. La línea completa de megóhmetros de Sonel posee un sistema de auto-descarga del objeto después de la medición. La descarga se indica mediante un mensaje apropiado en la pantalla del medidor. Muy a menudo, las mediciones de resistencia de aislación se realizan en malas condiciones del ambiente. Con el fin de eliminar el impacto de la resistencia de la superficie en los transformadores, cables, etc. se usa la medida con el método de tres terminales (imágenes 5, 6). En el caso de la medición de la resistencia de aislación del cable entre uno de los conductores Imagen 5.- Medición de la resistencia de aislación del cable con el método de tres terminales 62 Ingeniería Eléctrica Mayo 2013

4 del cable y el manto del cable, la influencia de las resistencias superficiales (importante bajo circunstancias atmosféricas difíciles) se elimina conectando un trozo de una hoja de metal enrollado en la aislación del conductor medido con el enchufe adecuado del medidor. Gracias a esto, cualquier corriente que estuviese en la superficie del cable y hacía el resultado de medición falso, encontrará en su camino la pantalla hecha de la hoja de metal y el error estará eliminado por el medidor. El procedimiento similar ocurre durante la medición de resistencia de aislación entre dos hilos de cable. En este caso los hilos que no participan en la medición se los conecta a la entrada adicional del medidor. En el caso de mediciones de resistencia del bobinado del transformador, el enchufe adicional del medidor se conecta con el cubo del transformador para eliminar las corrientes (imagen 6). Los instrumentos Sonel ha desarrollado una línea muy completa de instrumentos para medir la resistencia de aislación cumpliendo con las normas que rigen tales ensayos, como ser: EN : Requisitos de seguridad de equipos eléctricos de medida, control y uso en laboratorio. Parte 1: Requisitos generales. EN : Requisitos de seguridad de equipos eléctricos de medida, control y uso en laboratorio. Parte 031: Requisitos de seguridad para sondas manuales para medidas y ensayos eléctricos. EN-61326: Material eléctrico para medida, control y uso en laboratorio. Requisitos de compatibilidad electromagnética (CEM). EN-61557: Seguridad eléctrica en redes de distribución de baja tensión hasta V c.a. y V c.c. Equipos para ensayo, medida o vigilancia de las medidas de protección. Parte 13: Pinzas y sensores de corriente portátiles y manipulables a mano para la medición de corrientes de fuga en redes de distribución eléctrica. HD : Instalaciones eléctricas de baja tensión. Parte 6: Verificación. HD : Instalaciones eléctricas de baja tensión. Parte 4-41: Protección para garantizar la seguridad. Protección contra los choques eléctricos. Nuestras soluciones La línea de instrumentos para medición de resistencia de aislación está compuesta por los siguientes modelos: MIC10-10GOhm 1KV. Rango de medición según la norma IEC para UN = 1000V: 1000kΩ 10,00GΩ MIC30-100GOhm 1KV. Rango de medición según la norma IEC para UN = 1000V: 1000kΩ 100,0GΩ Imagen 6. Medición de la resistencia de aislación con el método de tres terminales MIC2505-2TOhm 2,5 KV. Rango de medición según la norma IEC para RISOmin = UISOnom/IISOnom 2,000TΩ (IISOnom = 1mA) Ingeniería Eléctrica Mayo

5 MIC2510-2TOhm 2,5 KV. Rango de medida según IEC para R =U /I TΩ (I =1mA) MIC TOhm 5 KV La tensión de la medición es programado cada 50V dentro del rango V La precisión de la tensión (Robc [W] ³ 1000*UN [V]): -0+10% del valor programado La estabilidad de la temperatura de la tensión mejor que 0,2% / C Los tiempos medidos de la medición T1, T2 y T3 para la medición de los factores de la absorciónprogramados dentro del rango segundos con la exactitud de ± 1s. El rango de la medición: RISOmin = UISOnom/ IISOmax TOhm (IISOmax = 1 ma). MIC TOhm 5KV Rango de medición según la norma IEC : 50 kω 15,0 TW (IISOnom = 1,2 maor 3 ma) y como función adicional en instrumentos de medición multifunción: MPI520 3GOhm 1 kv. - MPI525 10GOhm 2,5 kv MPI GOhm 1,0 kv 64 Ingeniería Eléctrica Mayo 2013