Curso Pruebas y Ensayos Eléctricos Unidad 4

8/17/2019 Curso Pruebas y Ensayos Eléctricos Unidad 4

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UNIDAD IV

Ensayos en Corriente Continua

Objetivos:Conocer los principios y aplicaciones de las pruebas en CC .

• Cual es el modelo dieléctrico del aislamiento• Como se polariza un aislamiento al aplicar tensión continua

• Qué parámetros de aislación pueden determinarse con estas pruebas• En ue consisten las pruebas de tensión aplicada y salto de tensión en CC• Como de mide la resistencia o!mica de devanados en motores"#eneradores y trans$ormadores.


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%

LECCIÓN 8

Principios Básicos

&odelo dieléctrico'espuesta del dieléctrico a un escalón de cc(olarización del aislamiento


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)

&odelo dieléctrico para ensayo en

corriente continua


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*

+l aplicar la $uente de tensión cerrando ,1" la corriente a través del volumenaislante se puede subdividir en:

-na componente capacitiva de muy corta duración" resultante de lacapacidad #eométrica del bobinado.

-na componente denominada de absorción" ue depende de la cantidad de

impurezas al interior del dieléctrico y decae en el tiempo !asta !acerse nula.Es predominante en los primeros minutos del ensayo.

-na componente de conducción ue parte de cero y lle#a a un valor casiconstante" motivada por los electrones libres ue eisten en el dieléctrico. Espredominante una vez etin#uida la corriente de absorción" e incluye a la

corriente de dispersión" la cual depende de la contaminación eterna o!umedad del bobinado.

/o anterior se observa #rá$icamente en la si#uiente lámina.


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0

'espuesta de un dieléctrico

a un escalón en cc

d

AC

0 =

+Q -Q

Area=A dArea=A


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-na vez ue se retira la $uente de tensión y se descar#a el circuito capacitivocerrando ,%" se produce una corriente de descar#a constituida por:

-na componente de descar#a de la capacidad del bobinado" ue decaecasi instantáneamente dependiendo de la resistencia de descar#a.

-na componente denominada de reabsorción" ue decae desde un altovalor inicial !asta casi cero" tal como lo !ace la corriente de absorción durante

el periodo de car#a.


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3

4ndice de (olarización

,e de$ine el 4( como la relación entre las corrientes de car#a medidasal cabo de 1 minuto y de 15 minutos de aplicar el escalón de tensión.

6ado ue a los 15 minutos la corriente de absorción es despreciable" el

4( puede epresarse como:

IP = I conducción + I asorción = ! + I asorciónI conducción I conducción

/a #ran ventaja de este parámetro es ue no depende de lascaracter7sticas #eométricas y estructurales del bobinado" lo cualpermite comparar valores y establecer criterios aplicables a cualuiermáuina eléctrica.


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LECCIÓN "

Ap#icaciones

Ensayo de (olarización

(arámetros de aislación'esistencia de aislación9ensión aplicada o i;(ot en ccEnsayo de salto de tensión

'esistencia o!mica'esistencia de devanados en trans$ormadores'esistencia de aislación en trans$ormadores


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Ensayo de polarización

$%eti&o'

El ensayo se aplica para obtener una medida del nivel decontaminación y de !umedad eistente en el aislante.

(eco)endaciones'

• /a temperatura eistente en la aislación al momento deejecutar la prueba debe ser mayor a la temperatura de

condensación del a#ua .

•El estator debe estar descar#ado" debiendo !aber estadoconectado a tierra" previo a la realización de la prueba" por unper7odo su$icientemente lar#o.


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Ensayo de polarización

Descripción'

El ensayo consiste en la aplicación de un escalón de voltaje continuo alestator. Este puede ser aplicado en $orma independiente sobre cada$ase o de manera simultánea sobre estas.

/a ma#nitud var7a entre los 055 ? y los 0 @?. ,e debe medir laresistencia de aislación en $unción del tiempo" siendo importante losvalores presentes a los )5 se#undos" al minuto y a los 15 minutos deaplicado el voltaje.

(ara la realización de la prueba se deben re#istrar la temperaturaambiental" la temperatura de los enrollados" la !umedad relativa y lacapacidad #eométrica $ase;tierra en micro Aaradios.


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1%

- Indice de polarización (I.P.) :

Corresponde a la razón entre la resistencia de aislaciónobtenida a los diez minutos y la obtenida al minuto deiniciado el test.

- Factor de absorción dieléctrica (F.A.D.) :

Corresponde a la razón entre la resistencia de aislaciónobtenida al minuto y a los )5 se#undos de iniciado el test.

Pará)etros de Ais#ación


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1)

- Resistencia de aislación (Rc) :Corresponde a la resistencia observada al minuto deiniciado el test" siendo re$erida a *5 B C. ,e epresa en&o!m.

' c D t ' t' c 'esistemcia de aislación F&o!mG

D t $actor de corrección ' t 'esistencia obtenida F&o!mG


- Constante de tiempo (C.T.) :

'euiere de la medición previa de la capacitancia #eométrica

. Corresponde al producto de este valor con la resistenciade aislación


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1*


Índice de Polarización (IP) = R 10 M

Factor de Absorción (FAD) =R 1 M

R 30 s

R 1 M

Resistencia de Aislación (Rc) = Kt * Rt (Mo!)

"onstante de #ie!$o ("#) = " * Rc (se%)


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Criterio de interpretación

IP *AD CLA,I*ICACI N4.(.I 1 A.+.6 I 1"1 (eli#roso

4.(. I 1"0 1"1 I A.+.6 I 1"%0 Cuestionable1"0 I 4.(. I % 1" %0 I A.+.6 I 1"* +ceptable% I 4.(. I ) 1" * I A.+.6 I 1" Jueno

) I 4.(. I * 1" I A.+.6 &uy Jueno* I 4.(. Ecelente

C-%555 a 15555 ,e#.155 a 1555 ,e#.

1 a )5 ,e#.

E,-AD$Ecelente

&edio&al Estado


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1

+ I 1"0

J I %"5

A I %"5

Indice depo#ari.ación

C#ase ais#ación

?alores de re$erencia para máuinas

rotatoriasse#Kn Lorma 4EEE *)


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12

Curvas t7picas de 4(


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Corresponde a la resistencia observada al minuto de iniciado

el test" siendo re$erida a *5 B C. ,e epresa en &O!m.

( A = / t 0 ( t

D t $actor de corrección' t 'esistencia obtenida F&O!mG

Dt corresponde al $actor de corrección de la resistencia" el

cual se introduce ya ue esta var7a de manera inversa con latemperatura. 6e manera alternativa" se puede aproimar elresultado" aplicando el criterio ue indica ue la resistencia seduplica por cada 15 B C de disminución de la temperatura.

'esistencia de aislación


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?alores umbrales reconocidos:

(A = 1V + !st!ndar I "#

@? ?oltaje nominal entre $ases epresado en @?

5"50

5"1

1"5

5"0

15

0

05

155

;15 5 15 %5 )5 5*5 05 25 35 85 155 Temperatura de devanado °C

Aactor de corrección obtenido a diversas temperaturas de operación.


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%5

9iempo vMs '+

• En el caso de un devanado enbuenas condiciones la curva deresistencia es creciente en el

tiempo .

• -na curva plana da indicios deuna aislación con contaminaciónyMo !umedad.


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%1

Prueba de Hi - Pot con corriente continua

$%eti&o'

El ensayo se aplica para obtener una medición de la calidad del aislante" a travésde la observación de la potencia dieléctrica y del voltaje de ruptura.

(eco)endaciones'

• -na vez $inalizada la prueba" la máuina debe ser puesta a tierra por

un per7odo su$icientemente lar#o" ya ue producto de las altas tensionesutilizadas" esta puede uedar car#ada.• 4dealmente" las $ases deber7an ser conectadas por sus dos terminales.,i esto no es posible" la coneión se puede realizar por cualuieretremo" independiente de cual sea este.• +l $inalizar la prueba" la tensión debe disminuirse #radualmente !asta

lle#ar al 05N del voltaje $inal" a partir de lo cual" la máuina puedeconectarse directamente a tierra.• /os puntos conectados a la tensión de prueba deben re#istrar bajaspérdidas por e$ecto corona y por corrientes de $u#a.• 9odos los euipos ue se encuentren dentro de un radio de ) mt.deben ser puestos a tierra antes de comenzar el test.


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%%

Prueba de Hi - Pot con corriente continua

(e2uisitos'

(ara ue la prueba sea realizada" debe !aberse aprobado el ensayo depolarización en $orma previa.

Pará)etros de e&a#uación otenidos'

(ara este ensayo" no se dispone de parámetros de evaluación de$inidos" perolas normas sealan ue aumentos abruptos en la curva indican ue se está enlas cercan7as de la ruptura dieléctrica" debiendo detenerse la prueba. ,i estoocurre a voltajes lejanos de la tensión de prueba" se deduce ue la aislaciónno se encuentra en buen estado.

Descripción'

El ensayo consiste en la aplicación de una sobre tensión al estator" partiendodesde un voltaje base !asta lle#ar a la tensión de prueba" la cual var7a entre1"%0 a 1"0 veces el voltaje euivalente en continua de la máuina"

correspondiente a 1"2 veces la tensión nominal.


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%)

6e acuerdo a Lorma 4EEE ; 80" es recomendable realizar durante los 15primeros minutos el ensayo de polarización" utilizando para ello un escalón dema#nitud correspondiente a la tercera parte de la tensión de prueba. -na vezrealizado este test y en caso de ser aprobado" se prosi#ue con el ensayo"

aumentando el voltaje aplicado al estator.Este procedimiento puede ser realizado de dos maneras:

,e aumenta el voltaje en $orma pareja y a una tasa no mayor a un ) N delvoltaje de prueba por minuto.

En caso de ue lo anterior no sea posible" se aplican escalones idénticos deduración de un minuto cada uno" teniendo en consideración ue mientras máspeueos sean los saltos" es más probable ue se identi$iue cuando elaislante está cercano a la ruptura.

En ambos casos" se debe re#istrar las corrientes ue circulan por el aislante alcabo de cada minuto y antes de realizar los cambios de tensión para el se#undocaso sealado. + partir de esto" se obtiene la curva de corriente en $unción delvoltaje" #rá$ico ue debe realizarse de manera simultánea a la prueba.


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%*

Anexos :

Diversas curvas obtenidas para el ensayo Hi - Pot

Valores umbrales reconocidos : No deinidos

Norma : !st"ndar #!!! n$mero %&

#nstrumento utili'ado : (e)*metro


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(rueba de salto de tensión

• El criterio consiste en observar el comportamientodel dieléctrico al incrementarse la ei#enciaeléctrica.

• -na reducción de la resistencia $inal en cualuierade los tramos de aplicación de tensión" nos indica: P Comportamiento anómalo ue se puede asociar a

una $alla incipiente P Contaminación de la aislación

P umedad

P ,uciedad P 6escar#as parciales


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%

('-EJ+ ,+/9O 6E 9EL,4L

• &A'#A K

(lanilla tipo para el ensayo de salto de


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%2

(lanilla tipo para el ensayo de salto detensión

E#e)ento ensayado' *ase U

-ie)po

3se4undos5

!666 V 7666V 8666V 9666V :666V10 %8%5 *285 %35 2*25 8*35

)5 0055 2885 83)5 1155 1*55

*0 2005 1555 1%255 1*%55 13255

5 8**5 1)555 1*855 1*55 %%555

)2"2 02"3 2)"2 1))"1

Condición operati&a' -ensión ;ina#' 0555? Volts

-ie)po transcurrido' minutos (esist+ ;ina#' %%555 Mohms

Constante de tie)po' 5 Capacidad' Microfaradios

Variación 3)5

EN,A?$ DE ,AL-$ DE -EN,IÓN


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%3

Curva t7pica del salto de tensión

Ensayo de# sa#to de tensión

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00

Tiempo en minutosResistencia Aislación


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%8

'esistencia O!mica

• /a resistencia de los conductoreseléctricos depende de la temperatura.

• 's 't M

• 's: resistencia a la temperatura 9s

• 't: resistencia a la temperatura del

ensayo .• D: constante caracter7stica del materialconductor.


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)5

'esistencia O!mica

• Esta prueba puede dia#nosticarcortocircuitos entre espiras" $alta decontacto eléctrico adecuado" $alla en

uniones soldadas.

• ?alores de resistencia de mo!m o

menores de 0 O!m.

• ,e utiliza (uente Delvin o euivalente.


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)1

'esistencia de devanados en9rans$ormadores de (oder

$%eti&os ?eri$icar la calidad de las

coneiones y soldaduras Contrastar valores calculados y

medidos

?eri$icar la eistencia de posiblescortocircuitos entre espiras

?eri$icar la operación delconmutador bajo car#a

6eterminar eperimentalmente la

componente 4%' de las pérdidasen car#a

6eterminar la elevación deldevanado durante el ensayo decalentamiento

Interpretación de #os (esu#tados' /a di$erencia entre los valores

calculados y eperimentales nodebe ser superior el )N

/a di$erencia entre dos $ases"trans$ormadores i#uales omediciones previas no debe superarel 0N

Sa ue la medición de la resistencia

se a$ecta por el aumento detemperatura" es necesario re$erirlos valores a una temperaturapreestablecida de %5 BC para sucomparación con medidasanteriores


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)%

'esistencia de devanados en9rans$ormadores de (oder

/a medición de la resistencia dedevanados consiste en aplicar la ley deO!m" en este caso se inyecta unacorriente 6C ue no supere el 10N de lacorriente nominal a $in de evitar elcalentamiento de la bobina y alterar lamedida. ,imultáneamente se re#istra la

tensión en bornes de la bobina.

6urante la inyección de corriente en lamedición" no se puede desconectarsKbitamente la $uente ya ue esto#enerará una sobretensión ue podr7aponer en ries#o los operarios y la $uenteempleada en el ensayo.

/os re#istros deben tomarse a laestabilización del instrumento ya ue estetipo de medidas se ven a$ectadas por$lujos dispersos y la capacidad deltrans$ormador.


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))

'esistencia de +islamiento en9rans$ormadores de (oder

Criterio de Aceptación de# Ip y Dia4ra)a de Cone@ión

Ais#a)iento Nc#eo-ierra ! o>)

ndice !olari"ación #stado de Aislamiento

(enor a , Peli)roso

,-0 . ,-, Pobre

,-, . ,-/& uestionable

,-/& . /-0 oniable

(ayor a /-0 !xcelente


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)*

Acti&idad'

+ continuación te invitamos a leer una Tu7a para(ruebas de 6ia#nóstico de +islamiento" utilizando

el instrumento &ETTE'.


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)0

as Ainalizado la

-L46+6 * Ensayos en Corriente Continua


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Documents

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