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PROCEDIMIENTO PARA LA MEDICIN DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO EN EQUIPO ELCTRICO PRIMARIO

Esta edicin sustituye a la versin del procedimiento SGP-A-001-S-1978

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INDICE

Pg. 1 Objetivo 2 Alcance 3 Teora general de la medicin 3.1 Definicin 3.2 Corriente de aislamiento 3.3 Absorcin dielctrica 3.4 ndices de absorcin y polarizacin 3.5 Factores que afectan la medicin de resistencia de aislamiento 3.6 Medidas de seguridad al utilizar el medidor de resistencia de aislamiento 3.7 Mtodos de medicin de la resistencia de aislamiento 4 Procedimientos de medicin y circuitos de conexin 4.1 Medicin de resistencia de aislamiento a transformadores y reactores de potencia 4.2 Medicin de resistencia de aislamiento en mquinas rotatorias 4.3 Prueba de resistencia de aislamiento a transformadores de instrumento 4.4 Prueba de resistencia de aislamiento en apartarrayos 5 Bibliografa Anexo A Formatos de datos de prueba Anexo B Operacin de equipo para la medicin de resistencia de aislamiento Anexo C Resumen de procedimiento para la medicin de resistencia de aislamiento en equipo elctrico primario 3 3 3 3 3 4 4 5 8 8 10 10 15 20 23 24 25 45 52

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1 Objetivo El objetivo de este procedimiento es describir los pasos para realizar la medicin de resistencia de aislamiento en equipo elctrico primario. Se describen los factores que afectan la medicin, el mtodo de prueba, las conexiones utilizadas y los criterios para la interpretacin de los resultados. Tambin tiene como finalidad unificar los criterios en la determinacin de las condiciones que guarda el sistema aislante del equipo elctrico primario. 2 Alcance Su aplicacin est dirigida al equipo elctrico primario como son: mquinas 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 distribucin. En el Anexo A de este procedimiento se presentan los formatos de registro de datos de prueba. Los equipos de medicin de resistencia de aislamiento comnmente utilizados en la CFE se indican en el Anexo B. Para los aspectos de impacto ambiental, cualquier actividad de instalacin puesta en servicio, operacin y/o mantenimiento relacionado con Transformadores y Reactores de Potencia, debe contar con el criterio de proteccin ambiental, el cual es establecido por la Secretara del Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT), a travs de sus leyes y reglamentos conducentes para controlar y reducir la generacin de contaminantes del aire, agua y suelo, as como la proteccin a la salud del personal, de la instalacin y de los habitantes en torno a la misma. En caso de falta, violacin 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, ste1978 Tomo II Diciembre 2007

tendr que ejecutar los trabajos de limpieza o restauracin de manera inmediata. En esta seccin se aplicar el Reglamento de Seguridad e Higiene, Captulo 800 (secciones 801 a 821), as como las Reglas de Despacho y Operacin del Sistema Elctrico Nacional. Adems se debe cumplir con la norma NOM-EM-138ECOL y la especificacin CFE L0000-58. 3 Teora general de la medicin 3.1 Definicin La resistencia de aislamiento se define como la oposicin del aislamiento al paso de la corriente elctrica al aplicar un voltaje de corriente directa (CD). La resistencia del aislamiento est en funcin del tiempo y de la magnitud del voltaje aplicado y se mide en Megaohms (M). La resistencia de aislamiento vara directamente con el espesor del aislamiento e inversamente al rea del mismo. El objetivo de la medicin es determinar la presencia de contaminantes o el envejecimiento del aislamiento. Tambin 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 ndice de polarizacin, que se relaciona con la cantidad de humedad presente en el aceite y que ser complementaria a las pruebas fsico-qumicas 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 est 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 est formada por tres corrientes: capacitiva, de absorcin dielctrica y de conduccin irreversible. En las figuras 1 y 2, se muestran las corrientes que se presentan en la medicin de resistencia de aislamiento.Manual de transformadores y reactores de potencia

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Corriente de absorcin dielctricaAbsorcin dialctrica (IA) Fuente de CD Corriente de fuga (I L)

Capacitiva (IC)

Conduccin irreversible (IG)

Corriente total (IT)

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

Esta corriente decrece gradualmente en minutos, desde un valor relativamente alto a un valor cercano a cero y vara exponencialmente. Generalmente, los valores de resistencia obtenidos en los primeros minutos de una prueba, estn determinados por sta corriente de absorcin dielctrica. Dependiendo del volumen y tipo de aislamiento, sta corriente puede tarda minutos u horas en alcanzar un valor despreciable. Generalmente, 10 minutos despus de iniciada la prueba se desprecia cualquier variacin que se presente. Corriente de conduccin irreversible

Corriente de carga capacitiva Corriente total

Corriente en microamperes

30 25 20 15 10 9 8 7 6 5 4 3 2.5 2 1.5 1 .1

Esta corriente fluye a travs del aislamiento, es prcticamente constante y predomina cuando la corriente de absorcin dielctrica es despreciable. b) La corriente de fuga es pequea y fluye sobre la superficie del aislamiento. Esta corriente, al igual que la corriente de conduccin, permanece constante y ambas permiten analizar las condiciones del aislamiento. Su valor se afecta debido a las condiciones superficiales de contaminacin y humedad del aislamiento. 3.3 Absorcin dielctrica

Corriente de absorcin Corriente de fuga

.15 .2 .25.3

.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 aplicacin voltaje de CD en un aislamiento. Corriente capacitiva

de

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 mximo 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 Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia

A la curva que se obtiene al graficar los valores de la resistencia de aislamiento contra el tiempo, se le denomina curva de absorcin dielctrica. La pendiente de esta curva indica el grado relativo de secado, degradacin o contaminacin del aislamiento. Si el aislamiento est hmedo o sucio se alcanzar un valor estable en uno o dos minutos despus de haber iniciado la prueba y se obtendr una curva con baja pendiente. 3.4 ndices de absorcin y polarizacin El ndice de absorcin (ia) se expresa como la relacin entre el valor de resistencia de aislamiento a 1 minuto y el valor a 30 segundos, segn diferentes prcticas.

ia =

R AISL 1 min R AISL 30 segTomo II

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El ndice de polarizacin (ip) se expresa como la relacin entre el valor de resistencia de aislamiento a los 10 minutos y la medicin a 1 minuto a partir de la aplicacin del voltaje.

ip =

R AISL 10 min R AISL 1 min

Estos ndices se presentan debido al cambio en la corriente de absorcin dielctrica con respecto al tiempo y permiten medir la variacin de la resistencia elctrica de los aislamientos, en funcin del tiempo, al aplicarles un voltaje de corriente directa. Tambin son considerados como un mtodo indirecto para determinar el contenido de humedad en los aislamientos de mquinas elctricas, lo que permite evaluar la condicin de los aislamientos en dichas mquinas. Sin embargo, no es recomendable hacer mediciones del ia en transformadores inmersos en aceite. Esto se debe a que el concepto del ia se basa en el comportamiento de las estructuras rgidas de materiales slidos en presencia de un campo producido por un voltaje aplicado. Por lo tanto, este ndice no es aplicable en aislamientos lquidos. Es interesante hacer notar que mucha gente ha utilizado la medicin de ndice de absorcin (ia) en transformadores sumergidos en aceite y no logra entender por qu un transformador que se sabe que est buen estado les da resultados prximos a 1. La respuesta es simple. La medicin no es adecuada para equipos inmersos en aceite, sino para equipos con aislamiento slido. El concepto depende de las estructuras relativamente rgidas de los materiales aislantes slidos, donde se requiere energa de absorcin para reconfigurar la estructura electrnica de molculas comparativamente fijas en contra del campo del voltaje aplicado. Puesto que este proceso puede llevar a un estado terico de terminacin (en tiempo infinito, que obviamente no puede lograrse en el campo prctico, pero que puede aproximarse1978 Tomo II Diciembre 2007

razonablemente), el resultado es una disminucin sostenida de la corriente conforme las molculas llegan a su alineamiento final. Debido a que la prueba ia se define por este fenmeno, no se puede aplicar con xito a materiales fluidos puesto que el pasaje de la corriente de prueba a travs de una muestra llena de aceite crea corrientes de conveccin que constantemente forman remolinos en el aceite, lo que da lugar a una carencia catica de estructura que se opone con la premisa bsica sobre la que descansa la prueba ia. 3.5 Factores que afectan la medicin de resistencia de aislamiento Los factores que afectan la medicin de resistencia de aislamiento y que no son atribuibles al equipo de medicin, son los siguientes: Conexiones inadecuadas o errneas Efectos de la condicin de la superficie del aislamiento Efecto de la humedad Efecto de la temperatura Potencial de prueba aplicado Efecto de la duracin de aplicacin de voltaje de prueba Efecto de la carga residual Efecto del envejecimiento y curado Efecto de la induccin Tratamientos especiales 3.5.1 Conexiones errneas o inadecuadas Con la finalidad de eliminar errores en la medicin se debe verificar lo siguiente: Las conexiones realizadas deben corresponder al circuito de medicin adecuado para cada equipo elctrico primario Evitar falsos contactos en las conexiones de prueba

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La condicin del cable de medicin ya que si es de baja calidad o est defectuoso o daado Evitar el contacto del cable de alta tensin del equipo de medicin con partes no energizadas del equipo bajo prueba u otras superficies 3.5.2 Efecto de la condicin de la superficie del aislamiento Los elementos contaminantes tales como el carbn, 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, sta condicin 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 extraa que est depositada sobre el aislamiento antes de efectuar la medicin. 3.5.3 Efecto de la humedad Actualmente algunos equipos elctricos 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 roco, se puede formar una pelcula de humedad sobre la superficie del aislamiento, reduciendo su resistencia. El mismo fenmeno se presenta en las porcelanas de las boquillas de los transformadores e interruptores cuando se tiene alta humedad en el ambiente, siendo ms grave si la superficie est contaminada. 3.5.4 Efecto de la temperatura En la mayor parte de los materiales aislantes, la resistencia de aislamiento vara inversamente con

la temperatura. Para comparar apropiadamente las mediciones peridicas de resistencia de aislamiento, es necesario efectuar las mediciones a la misma temperatura, o convertir cada medicin a una misma base. Esta conversin se efecta utilizando la ecuacin 1:

Rc = Kt Rtdonde: Rc , Kt , Rt ,

[1]

Resistencia de aislamiento corregida a la temperatura base, (M). Coeficiente de correccin por temperatura. Resistencia de aislamiento a la temperatura que efectu la prueba (M).

La base de temperatura recomendada por los Comits de Normas son: de 40 C para mquinas rotatorias, 20C para transformadores y 15.6 C para cables. Como referencia en la tabla 1 se presentan factores de correccin para una temperatura de 20 C. Para mquinas elctricas rotatorias la norma IEEE-43 Recommended Practice for Testing Insulation Resistance of Rotating Machinery indica los factores de correccin a 40 C. Para los dems equipos, como interruptores, apartarrayos, boquillas pasa muros, etc., no existe temperatura base. Esto se debe a que, en estos equipos, la variacin de la resistencia de aislamiento con respecto a la temperatura no es notable. Debido a que las caractersticas de temperatura de los sistemas aislantes varan con el tipo de combinacin de los materiales, cada equipo tiene sus propios factores de correccin por temperatura. En la tabla 1 se muestran los factores de correccin ms utilizados.

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Tabla 1 Coeficientes de correccin por temperatura*Temperatura Transformadores Cables sumergidos papel o C Clase A Clase B tipo seco en aceite impregnado 0 0.21 0.40 0.25 0.40 0.28 5 0.31 0.50 0.36 0.45 0.43 10 0.45 0.63 0.50 0.50 0.64 15.6 0.71 0.81 0.74 0.75 1.00 20 1.00 1.00 1.00 1.00 1.43 25 1.48 1.25 1.40 1.30 2.17 30 2.20 1.58 1.98 1.60 3.20 35 3.24 2.00 2.80 2.05 4.77 40 4.80 2.50 3.95 2.50 7.15 45 7.10 3.15 5.60 3.25 10.70 50 10.45 3.98 7.85 4.00 16.00 55 15.50 5.00 11.20 5.20 24.00 60 22.80 6.30 15.85 5.40 36.00 65 34.00 7.90 22.40 8.70 70 50.00 10.00 31.75 10.00 75 74.00 12.60 44.70 13.00 o *Corregido a 20 C para mquinas rotatorias y transformadores; a 15.6oC para cables. Mquinas rotatorias

3.5.5 Potencial de prueba aplicado La medicin de resistencia de aislamiento es, en s, una prueba de potencial. Por lo tanto, el voltaje aplicado debe restringirse a valores apropiados, los cuales dependern de la tensin nominal de operacin del equipo bajo medicin y de las condiciones de su aislamiento. Esto debe ser considerado principalmente en mquinas pequeas o de baja tensin, en transformadores sin aceite aislante o equipos elctricos que se encuentren hmedos. Si la tensin 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 tensin 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 operacin del equipo bajo medicin.1978 Tomo II Diciembre 2007

Tabla 2 Valores permisibles

seguros

o

normalmente

Voltaje clasificado en bobina (V) 12,000

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 reduccin en los valores de resistencia de aislamiento. 3.5.6 Efecto de la duracin del voltaje de prueba aplicado Este efecto tiene una importancia notable en el caso de las mquinas rotatorias grandes yManual de transformadores y reactores de potencia

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transformadores de potencia con aislamiento en buenas condiciones. Sin embargo, en el caso de los interruptores, apartarrayos y cables de pequea longitud este efecto carece de importancia. Por lo tanto, en generadores y transformadores se recomienda realizar la medicin durante diez minutos. En apartarrayos, interruptores, transformadores de instrumento y dems equipo primario se recomienda efectuar la medicin durante un minuto. 3.5.7 Efecto de la carga residual La presencia de una carga capacitiva en el aislamiento, es un factor que afecta las mediciones de resistencia de aislamiento y absorcin dielctrica. Esta carga puede originarse porque el equipo trabaja aislado de tierra o por la aplicacin 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 conexin a tierra durante un periodo de tiempo similar al tiempo de duracin de la prueba de C.D., anterior. 3.5.8 Efecto del curado y envejecimiento En el caso de aislamiento con aglutinantes semislidos, tales como la mica con asfalto empleado en mquinas rotatorias, se presenta un proceso de curado, que con el tiempo provoca un aumento en la corriente de absorcin del aislamiento. Esto origina la disminucin 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 mquina se tratan con material semiconductor, para reducir el efecto corona, normalmente se presenta una disminucin en los valores de resistencia de aislamiento.

3.6 Medidas de seguridad al utilizar el medidor de resistencia de aislamiento Antes de efectuar mediciones, se debe contar con la libranza respectiva. Tambin, 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. Al efectuar mediciones de absorcin, se debe tomar la precaucin de descargar, con un cable conectado atierra, la corriente capacitiva y de absorcin despus de la medicin y antes de remover las terminales de prueba. 3.7 Mtodos de medicin de la resistencia de aislamiento Existen tres mtodos prcticos para medir la resistencia de aislamiento: a) El mtodo de corto tiempo o lectura mnima b) El mtodo de tiempo-resistencia o absorcin dielctrica c) El mtodo de voltajes mltiples 3.7.1 Mtodo de corto tiempo El mtodo 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 normalizacin, 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 mtodo tiene su principal aplicacin en equipos de baja capacitancia y en aquellos que no tienen una corriente de absorcin notable, como son: interruptores, cables de corta longitud, apartarrayos, etc.

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Magaohms

Esta es la lectura

En la figura 5 se observa la grfica de resistencia de aislamiento para dos generadores. En la grfica se observa que la duracin de la prueba es de 10 minutos. En este intervalo de tiempo se toman mediciones cada quince segundos durante el primer minuto y despus cada minuto hasta llegar a los diez minutos de prueba.15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 15" 30" 45" 1 2 3 4 Tiempo 5 6 7 8 9 10

0 Tiempo

60 segundos

Gigaohms

Figura 3 Curva tpica de resistencia de aislamiento (en Megaohms) por el mtodo de corto tiempo o lectura mnima. En la figura 4 se muestra la medicin de resistencia de aislamiento a un interruptor trifsico de media tensin. En la grfica se observa que la medicin se toma en el primer minuto de iniciada la prueba.140000 120000 Megahoms 100000 80000 60000 40000 20000 0 0 0,2 0,4 0,6 Tiempo (min) 0,8 1 1,2Polo "A" Polo "C" Polo "D"

Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 1` Fase 2` Fase 3`

Figura 5 Grfica 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 grfica de resistencia de aislamiento para dos transformadores de potencia, con una duracin de medicin de 10 minutos. En este intervalo de tiempo se toman mediciones cada quince segundos durante el primer minuto y despus cada minuto hasta llegar a los diez minutos de prueba.30 25 Giga Ohmns 20 15 10 5 0 15 30 45 1 2 3 4 Tiempo 5 6 7 8 9 10

Figura 4 Grfica de resistencia de aislamiento de prueba de un interruptor de media tensin SNNC 06 aplicando un voltaje de 500 VCD. 3.7.2 Mtodo tiempo-resistencia o absorcin dielctrica Este mtodo consiste en aplicar el voltaje de prueba durante un perodo de 10 minutos, tomando lecturas a intervalos de acuerdo con el formato de prueba correspondiente al equipo bajo medicin. Su aplicacin se basa en las caractersticas de absorcin del aislamiento. Este mtodo proporciona una buena referencia para evaluar el estado de los aislamientos en aquellos equipos con caracterstica de absorcin considerables, como son los transformadores de potencia, sobre todo cuando no existe historial de pruebas anteriores.1978 Tomo II Diciembre 2007

Lnea T1 en alta Lnea T1 en Baja Lnea T2 en alta Lnea T2 en Baja

Figura 6 Grfica de resistencia de aislamiento a 20C de dos transformadores de potencia. 3.7.3 Mtodo de voltajes mltiples Este mtodo tiene su principal aplicacin en la evaluacin del aislamiento de las mquinas rotatorias, con voltajes menores de 6.6 kV y en menor grado para el de los transformadores. AlManual de transformadores y reactores de potencia

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igual que el mtodo anterior es una herramienta para evaluar los aislamientos cuando se carece de historial. Su aplicacin requiere el uso de un instrumento con varios voltajes para poder aplicar dos o ms voltajes en pasos, por ejemplo con 500 V y despus con 1,000 V. Este mtodo se apoya en el hecho de que conforme se incrementa el voltaje de prueba se incrementan los esfuerzos elctricos sobre el aislamiento, al aproximarse o superar las condiciones de operacin. La influencia de los puntos dbiles en el aislamiento en las lecturas de resistencia adquiere mayor importancia al sobrepasar cierto lmite. Cuando esto ocurre se tiene una disminucin 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 elctricos equivalentes o mayores a los que normalmente se presentan en el aislamiento en operacin. Sin embargo, se ha observado que con voltajes de prueba menores, tambin se puede detectar la presencia de humedad u otros contaminantes en el aislamiento. Con los medidores de resistencia de aislamiento manuales, es prctico efectuar la medicin 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 efecta una medicin a 10 minutos tomando lecturas cada minuto. Se recomienda que los pasos de voltaje aplicados tengan una relacin 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 relacin de voltajes, generalmente se debe a la presencia excesiva de humedad u otros contaminantes. Este mtodo considera cuatro prcticas para realizar la medicin:1978 Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia

a) Aplicar cada nivel de voltaje durante el tiempo necesario para que desaparezca la corriente de absorcin, 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 perodos 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 prctica indicada en el inciso a, si la relacin entre resistencia y voltaje permanece constante, se considera que el aislamiento est en buenas condiciones. En el caso de las prcticas indicadas en los incisos b y c, an cuando la interpretacin es sencilla, requiere tomar en cuenta la influencia de la energa absorbida en cada paso, debido a la caracterstica de absorcin del aislamiento. 4 Procedimientos de medicin y circuitos de conexin 4.1 Medicin de resistencia de aislamiento a transformadores y reactores de potencia 4.1.1 Generalidades La medicin de la resistencia de aislamiento es la medicin comnmente utilizada para determinar las condiciones de los aislamientos de un transformador. Esta medicin ayuda a la deteccin de humedad, evaluacin de las condiciones del aceite y la deteccin de daos en elementos aislantes. Adems, permite obtener informacin rpida y confiable de las condiciones del aislamiento total que integra el transformador bajo medicin. Para que los resultados de las pruebas sean comparables, se deben realizar las mediciones al mismo nivel de tensin y se recomienda que el equipo de medicin utilizado est calibrado y debidamente certificado.Tomo II

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4.1.2 Preparacin medicin

del

transformador

bajo

4.1.3 Procedimiento para las mediciones El tiempo de duracin para cada medicin es de diez minutos. Se toman las lecturas a los 30 y 60 segundos de iniciada la prueba, despus 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 medicin, se debe aplicar el mximo voltaje de prueba del medidor de resistencia de aislamiento, tomando en consideracin el voltaje nominal del devanado del transformador bajo medicin. 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 conexin En las figuras 7, 8 y 9 se muestran los circuitos de conexin para medicin de transformadores monofsicos, 3 devanados y de autotransformadores. Se presentan los circuitos de conexin con y sin guarda. En la conexin, 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 interpretacin de

a) Librar completamente el transformador desconectando todas las terminales de boquillas. Cuando el transformador tiene salidas con cable subterrneo y no es posible su desconexin, se recomienda efectuar la medicin incluyendo los cables y considerando desde el transformador hasta el interruptor. b) Si es posible y la situacin permite desconectar los cables del transformador, se recomienda medirlos por separado. c) Asegurarse que el tanque del transformador est slidamente aterrizado. d) Al inicio de cada una de las mediciones, se deben drenar las cargas estticas que puedan estar presentes en los devanados, cortocircuitando las fases del transformador y conectndolas 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 ejecucin 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%.

La nica forma de evaluar con cierta seguridad las condiciones del aislamiento de un devanado, es mediante el anlisis de la tendencia de los valores obtenidos en las pruebas peridicas a que se somete el aislamiento. Por lo tanto, para facilitar este anlisis se recomienda graficar las lecturas obtenidas en las pruebas anuales o semestrales.

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BOQUILLAS H

TANQUE

HV

NUCLEO LV

G BOQUILLAS X

L

T

a)RH H

PRUEBA 1 2 3 4 5

L H X X H X

CONEXIONES G X H -------------

T Tanque Tanque H Tanque + X Tanque + H

MIDE RHRHX

RX RHXRX

RH+ RHX RX+ RHX

X

b)

c) b) tabla de

Figura 7 Transformador monofsico: a) Esquema de conexiones para la Prueba No. 1, conexiones y c) diagrama esquemtico.

1978 Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia

Tomo II

SUBDIRECCIN DE TRANSMISIN Procedimiento para la medicin de resistencia de aislamiento en equipo elctrico primario

Hoja 13 de 52 Clave ST-CT-001 Revisin 1 Fecha de elaboracin: Dic - 2007

BOQUILLA H

TANQUE

NUCLEO

G

L

T

BOQUILLA Y

BOQUILLA X

a)CONEXIONES L 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 H H H X X Y H X Y HXY XY HY HX Y X Y T G XY Y X HY H HX ----------------RH RHX RHY RX RXY RY RH + RHY+ RHX RX + RXY+ RHX RY + RHY+ RXY RH + RX+ RYRX RXY X RY Y RHX RHY RH H

PRUEBA

MIDE

c)

b) Figura 8 Transformador de tres devanados: a) Esquema de conexiones, b) tabla de conexiones y c) diagrama esquemtico.1978 Tomo II Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia

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BOQUILLA H BOQUILLA X BOQUILLA NEUTRO

NUCLEO

G BOQUILLA Y

L

T

a)CONEXIONES L 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 H H H X X Y H X Y HXY XY HY HX Y X Y T G XY Y X HY H HX ----------------RH RHX RHY RX RXYRY RHX RHY

PRUEBA

MIDERH H(X)

RY RH+ RHY+ RHX RX + RXY+ RHX RY+ RHY+ RXY RH+ RX+ RY

Y

c)

b) Figura 9 Autotransformador: a) Esquema de conexiones, b) tabla de conexiones y c) diagrama esquemtico.1978 Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia

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

efectivo mismo mismas debern

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 tpicos de resistencia de aislamiento a transformadores de potencia. Tabla 3 Valores tpicos de resistencia de aislamiento a transformadores de potencia y de distribucinVoltaje del devanado del transformador (kV)