Resistencia de Aislamiento (MEGGER)

El significado de la prueba de resistencia de aislamiento se refiere a la oposición que presenta un aislante al aplicarle un voltaje de C. D. (Corriente Directa) determinado durante un tiempo establecido y el cual se mide a partir de la aplicación del mismo.

La resistencia de aislamiento así como la resistencia eléctrica se miden utilizando unidades del Sistema Internacional de Unidades de Medida (SI) y la unidad para esta medida es el ohmio y se representa con la letra griega omega (Ω).

Conceptos:

A la corriente resultante de la aplicación de dicho voltaje se le denominara "corriente del aislamiento" y esta constara de dos componentes principales:

1. Corriente Capacitiva: Es la corriente de magnitud comparativamente alta y de corta duración que decrece rápidamente a un valor despreciable (generalmente en un tiempo rápido de 15 segundos), conforme se carga el aislamiento y es el responsable del bajo valor inicial de la resistencia de aislamiento. Su efecto es notorio en aquellos equipos que tienen capacitancia alta como maquinas generadoras y cables de potencia de grandes volúmenes.

1. Corriente de Absorción Dieléctrica: Esta corriente decrece gradualmente con el tiempo, desde un valor relativamente alto a un valor cercano a cero siguiendo una función exponencial. Generalmente los valores de resistencia obtenidos de una prueba quedan en gran parte determinados por la corriente de absorción. Dependiendo del tipo y volumen del aislamiento, esta corriente tarda desde unos cuantos minutos a varias horas en alcanzar un valor despreciable; sin embargo para efectos de pruebas, puede despreciarse el cambio que ocurre después de diez minutos.

1. Corriente de Conducción Irreversible: Esta corriente fluye a través del aislamiento y es prácticamente constante, predomina después que la corriente de absorción y se hace insignificante.

1. Corriente de Fuga: Es la que fluye sobre la superficie del aislamiento. Esta corriente al igual que la corriente de conducción irreversible, permanece constante y ambas constituyen el factor primario para juzgar las condiciones de aislamiento.

Absorción Dieléctrica: - La resistencia de aislamiento es directamente proporcional con el espesor del aislamiento e inversamente al área del mismo; cuando repentinamente se aplica un voltaje de corriente directa a un aislamiento, la resistencia se inicia con un valor bajo y gradualmente va aumentando con el tiempo hasta estabilizarse.

Así mismo mencionaremos tres componentes mas que tienen relevancia en esta prueba:

Graficando los valores de resistencia de aislamiento contra tiempo, se obtiene una curva denominada de absorción dieléctrica; indicando su pendiente el grado relativo de secado y limpieza o suciedad del aislamiento. Si el aislamiento esta húmedo o sucio se alcanzará un valor estable en uno o dos minutos después de haber iniciado la prueba y como resultado se obtendrá una curva con baja pendiente.

La pendiente de la curva puede expresarse mediante la relación de dos lecturas de resistencia de aislamiento, tomadas a diferentes intervalos de tiempo, durante la misma prueba a la relación de 60  a  30 segundos se le conoce como: “INDICE DE ABSORCION”, y a la relación de 10  a  1 minuto como “INDICE DE POLARIZACIÓN”.

Así mismo cuando realicemos esta prueba pueden surgir dudas al ver determinados valores de resistencia en distintos equipos sometidos a prueba, entre dichas variables se encontrara el tipo de aislamiento en el transformador, ya que los devanados se recubren dependiendo el fabricante (pudiendo ser papel crepe, kraft, insuldur entre otros; o laminados especiales como polyester EM6, EME, papel PSP, Nomex, NMN, tejido de vidrio entre otros varios); en el caso especial de transformadores secos se determinara la resistencia de aislamiento de este tipo de materiales más el espacio de aire entre los conjuntos Núcleo-Bobina, en los transformadores sumergidos en líquidos aislantes se determinara la resistencia del aislante en el devanado mas el espacio cubierto de aceite en el conjunto Núcleo-Bobina, en casos especiales de transformadores inmersos en SF6 (Hexafluoruro de Azufre) se presentan las mismas condiciones así como aquellos aislados con pasta epoxica.

Entre los factores que afectan la determinación de esta prueba y tienden a reducir la resistencia de aislamiento de una manera notable son: la suciedad, la humedad relativa, la temperatura y la inducción electromagnética; la resistencia de aislamiento varia inversamente con la temperatura en la mayor parte de los materiales aislantes, es necesario efectuar las mediciones a la misma temperatura o convertir cada medición a una misma base o temperatura estándar de prueba. La base de la temperatura recomendada, es de 20 ⁰C para transformadores.

Esta conversión se efectúa con la siguiente ecuación.

 Rc = Kt (Rt) 

Donde:

Rc = Resistencia de aislamiento en megaohms corregida a la temperatura estándar de prueba 

Rt = Resistencia de aislamiento a la temperatura que se efectuó la prueba 

Kt = Coeficiente de corrección por temperatura

Aplicaciones:

La determinacion de esta prueba se realizara usando un Ohmetro, entre algunas marcas que fabrican estos equipos podemos encontrar MEGGER, AEMC, DUCTER, DOBLE, KYORITSU entre otras.

Equipo de la marca MEGGER

Se enlistan los pasos a seguir para la realización de dicha prueba si como algunas recomendaciones para la misma:

1. Desconectar los cables de ambas terminales del transformador (Primario y Secundario) y en caso de existir un terciario también se desconectara.
2. Limpiar las terminales de bronce así como la porcelana de las boquillas, quitando polvo y suciedad con ayuda de un solvente dielectrico.
3. Desconectar el neutro del sistema a tierra, y asegurarse de desconectar algún TC interno en caso de existir este.
4. Colocar puentes (cortocircuitos) entre las terminales de las boquillas de cada devanado; primario y secundario; si existiera un terciario también deberá cortocircuitarse.
5. Conectar adecuadamente las terminales de prueba al transformador.                                                                                                                                                                     En medidores de resistencia de aislamiento de alto rango, se recomienda usar cable de prueba blindado en la terminal de línea y conectar su blindaje a la terminal de guarda, para no medir la corriente de fuga en las terminales ó a través del aislamiento del cable.                                                                                                                                  
6. Para cada prueba anotar las lecturas de 15,30,45 y 60 segundos Como a 2,3,4,5,6,7,8,9 10 minutos.
7. Al terminar la prueba, ponga fuera de servicio el instrumento.
8. Registrar el porciento de la humedad relativa. Preferentemente efectúe las pruebas cuando sea menor de 75%.  
9. Registrar la temperatura del aceite y del devanado (en caso de transformadores secos se tomara la temperatura del conjunto Núcleo-Bobina)

Al efectuar las pruebas de resistencia de aislamiento a los transformadores, hay diferentes criterios en cuanto al uso de la terminal de guarda del medidor. El propósito de la terminal de guarda es para efectuar mediciones en mallas con tres elementos (devanados AT, devanado BT, y tanque), y puede decirse que la corriente de fuga de un sistema de aislamiento conectada a esa terminal no interviene en la medición.

Consideraciones:

La medición de resistencia de aislamiento, es en sí misma una prueba de potencial, por lo tanto, debe restringirse a valores apropiados que dependan de la tensión nominal de operación del equipo que se va a probar y de las condiciones en que se encuentre su aislamiento. Si la tensión de prueba es alta, se puede provocar fatiga en el aislamiento.

Los potenciales de prueba mas comúnmente utilizados son tensiones de corriente directa de 500  a  5000 volts.

Las lecturas de resistencia de aislamiento disminuyen normalmente al utilizar potenciales altos, sin embargo para aislamiento en buenas condiciones, se obtendrán valores semejantes para diferentes tensiones de prueba.

Si al aumentar el potencial de prueba se reducen significativamente los valores de resistencia de aislamiento, esto nos puede indicar que existen imperfecciones o fracturas en el aislamiento, posiblemente agravadas por suciedad o humedad, aun cuando también la sola presencia de humedad con suciedad puede ocasionar este fenómeno.

Conexiones: