Eliminación Impacto suciedad y contaminación en la medición (MIC-10k1)

SONEL S.A. con sede en Swidnica (Polonia) ofrece una amplia gama de instrumentos para medir la resistencia de aislamiento. Los medidores de aislamiento Sonel MIC-10k1 y Sonel MIC-10s1, con una tensión de prueba de hasta 10 kV y un rango de medición de resistencia de hasta 40 TΩ, son modelos ultramodernos que se ofrecen a los clientes más exigentes. Todos los modelos producidos por Sonel tienen 3 tomas de medición, marcadas como R_ISO+, G - Guard y R_ISO-.

Al medir la resistencia de aislamiento, usando solo terminales R_ISO+ (positivo) y R_ISO- (negativo), el sistema de medición del medidor recibe tanto la corriente que fluye a través de toda la sección transversal del material de aislamiento probado (corriente cruzada) como la corriente que fluye en la superficie de este material (corriente superficial). Cabe señalar que la corriente total consiste en la capacidad de carga de corriente, corriente de absorción y corriente de fuga, que se discute en este documento. La corriente que fluye dentro del aislamiento depende principalmente del material del dieléctrico. La corriente, que fluye a través del lado superior del material aislante depende del nivel de contaminación, humedad y degradación del aislamiento. Las siguientes imágenes muestran este problema. El aislante de porcelana presentado que se muestra tiene una capa de salmuera aplicada para simular la contaminación y la humedad. Después de encender la tensión de medición (prueba) de 10 kV y configurar la función "creciente" en el Sonel MIC-10s1, podemos observar descargas parciales (descargas progresivas) en la superficie del aislador. Las llamaradas azul-violeta y amarillas acompañadas de crepitaciones específicas indican que la corriente fluye en la superficie del aislante.

Fig. 1. Corriente que fluye dentro / sobre el aislamiento

 

Al identificar su ubicación, desde una distancia considerable, por ejemplo en los aisladores de líneas aéreas de BT, los operadores pueden usar la Sonel UV-260 (cámara altamente sensible para descarga en corona), que es capaz de registrar una descarga parcial incluso cuando no hay emisiones de luz y sonido, cuando el gradiente potencial no excede un valor que desencadena disparos y descargas de arco o fuga.

Fig. 2. Foto tomada con una cámara digital

Fig. 3. Foto tomada con la cámara Sonel UV-260

Cuando se usa el método de medición clásico de 2 puntas, el valor total de la corriente de fuga medida por el medidor fue I_L = 21.9 μA y la resistencia R_ISO = 467 MΩ. Después de envolver el aislante con un cable de cobre en el medio de su longitud y conectar el tercer cable de prueba (guard), la corriente superficial se eliminó sustancialmente de la medición, fluyendo fuera del sistema de medición del amperímetro en el dispositivo de medición.

La resistencia medida fue R_ISO = 907 GΩ, la fuga total de la corriente superficial se limitó al valor de I_L = 9.08 nA.

Fig. 4. Medición de dos cables en aislante contaminado

Fig. 5. Medición de tres cables en aislante contaminado

El valor de la corriente que fluyó en la superficie del aislador se calcula fácilmente, utilizando la siguiente fórmula:

I_superficial = I_L(total) - I_int. = 21.900 μA - 0.009 μA = 21.891 μA

Este simple experimento muestra cómo la corriente superficial, que depende de la presencia de humedad y contaminación en el aislamiento, puede falsificar los resultados de la resistencia medida, causando decisiones injustificadas y a menudo costosas sobre el reemplazo de los componentes del aislamiento.

Después de limpiar el aislante, las mediciones se repitieron usando 2 y 3 cables de prueba.

Fig. 6. Medición de dos cables después de limpiar el aislante.

Fig. 7. Medición de tres derivaciones después de limpiar el aislante.

Después de limpiar el aislante, el valor de resistencia en la medición de 2 cables fue R_ISO = 290 GΩ y la corriente de fuga fue I_L = 36.5 nA. Después de conectar el cable de protección (guard): R_ISO> 40 TΩ y la corriente de fuga de I_L <0.01 nA, lo que demostró que la resistencia interna del aislante es mayor que la medida originalmente.

Durante la primera prueba, la corriente superficial no se eliminó por completo. Esto también puede significar qué a pesar de limpiar la superficie del aislante, la superficie aún conduce corriente, lo que puede indicar su ligero deterioro o sus propiedades específicas.

La decisión sobre la eficiencia del aislante probado debe basarse en dos mediciones. La medición con cable protector ayuda a evaluar la condición interna del dieléctrico. Por el contrario, la medición de 2 cables proporciona información sobre el estado completo del aislamiento (incluida la superficie). La decisión sobre el reemplazo debe basarse en ambas mediciones. Aquí hay algunos consejos prácticos que pueden mejorar la confiabilidad del resultado en sus mediciones de resistencia de aislamiento:

• mantener la polaridad negativa en el núcleo de trabajo para reducir el impacto de la interferencia externa y tener en cuenta el fenómeno de la electroendosmosis,
• conecte la sonda ST-1 y anote el valor de temperatura, ya que será necesario para determinar el coeficiente de compensación de temperatura para los resultados obtenidos, es decir, hasta 20°C para aisladores, cables, transformadores y hasta 40°C para máquinas rotativas,
• use el cable de protección (guard) para excluir la corriente de fuga de la superficie, que depende de la contaminación de la superficie y la humedad, pero no se olvide de la medición de 2 cables, que indica la condición general del aislamiento,
• en entornos con altas interferencias electromagnéticas, utilice la filtración que ofrece el medidor,
• coloque los cables de prueba a cierta distancia entre sí y sin tocar ningún otro objeto o el suelo para reducir la posibilidad de fugas en los cables,
• al comprar un probador de aislamiento, asegúrese de que su tensión de prueba siempre tenga al menos el valor establecido y que sea menor durante la medición. También se recomienda verificar si la corriente de prueba durante la carga es constante y consistente con la establecida en el probador,
• después de completar la prueba, asegúrese de que el circuito esté descargado.

El medidor apagará el LED amarillo, que indica la presencia de tensión, y mostrará un mensaje al descargar el objeto.

La inspección periódica del aislamiento del equipo es una medida de protección contra descargas eléctricas. Recuerde que la salud humana y la vida dependen de los resultados de tales inspecciones.

Autores:
Grzegorz Chrzanowski
Wojciech Siergiej
SONEL S.A.