METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELECTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS Ing. Gerson La Torre García

CONTENIDO  Planteamiento del problema  Propuesta de solución  Fundamento teórico  Criterios de evaluación  Implementación de la prueba  Análisis de resultados  Validación de la prueba  Lecciones aprendidas  Recomendaciones y Conclusiones METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

La evaluación del aislamiento eléctrico en máquinas rotativas implica realizar diferentes tipos pruebas con el propósito de identificar el incremento de envejecimiento y el grado de contaminación. Sin embargo el diagnostico requiere del monitoreo periódico, resultando un servicio de alto costo para las empresas y cuya probabilidad de certeza aun no es un estándar de alta confiabilidad. METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

Implementar una prueba de bajo costo que permita el monitoreo de ciertos parámetros que nos ayuden a diagnosticar en forma primaria posibles potenciales fallas o deterioro del aislamiento. Esta prueba utiliza como equipo principal al medidor de aislamiento y una metodología de medición que permite encontrar varios índices para evaluar el estado del aislamiento METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

t Corriente Corriente de absorción Corriente de reabsorción Corriente de conducción Inicio de descarga Corriente de carga capacitiva Corriente capacitiva Circuito equivalente de un dieléctrico Componentes de la corriente en un dieléctrico Corriente Superficial Corriente Total METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

Tipos de corrientes para un aislamiento de Mica epoxica METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

DETERMINACION DE LAS CORRIENTES Corriente total : Corriente de Conducción : Corriente de Absorción : Donde: I 1 : Medido en un tiempo t 1 = t e = 60 seg I 2 : Medido en un tiempo t 2 = at e = 190 seg I 3 : Medido en un tiempo t 3 = a 2 t e = 600 seg MODELAMIENTO MATEMATICO METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

Desarrollando el numerador: Desarrollando el denominador: Finalmente: DEMOSTRACION DE LA CORRIENTE DE CONDUCCION METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

Resistencia de Aislamiento Resistencia de Aislamiento Corriente de Absorción Corriente de Absorción Corriente de Conducción Corriente de Conducción Índice de Absorción Índice de Absorción Índice de Polarización Índice de Polarización METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

Valores mínimos seguros recomendados para máquinas rotativas Tipo de MotorResistencia de Aislamiento Bobinados antes de 1970 Bobinados después de 1970 Bobinados preformados y armaduras de CC (Menores de 1 kV) > 1 MΩ + 1 MΩ/kV > 100 MΩ > 5 MΩ Tensión nominal del motorTensión de prueba < 1000 V 1000 a 2500 V 2500 a 5000 V 5000 a V > V 500 V 500 a 1000 V 1000 a 2500 V 2500 a 5000 V 5000 a v Medida a 1 minuto de iniciada la prueba y corregida a 40 ºC Fuente : IEEE Std METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

Valor (mA V -1 F -1 ) Condiciones del aislamiento > <2 Envejecido Degradado Usado Nuevo Medida a 1 minuto de iniciada la prueba y corregida a 20ºC Fuente : Guía para pruebas de diagnóstico de aislamiento - Megger METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

Valor (mA V -1 F -1 )Condiciones del aislamiento > <0.3 Anomalía, aislamiento contaminado Si en la siguiente prueba aumenta en 50% indica anomalía Si en la siguiente prueba aumenta en 100% indica anomalía Bueno Medida a 1 minuto de iniciada la prueba y corregida a 20ºC Fuente : manual de equipos eléctricos primarios - MEE-C.4.2 de ENDESA - Chile METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

Índice de Absorción de la condición de aislamiento < – – 1.4 >1.4 Peligroso Cuestionable Confiable Bueno Fuente: Métodos de medición de aislamientos - Instrucción técnica de ABB (1994) METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

Índice de polarización de la condición de aislamiento < >4 Pobre Cuestionable Confiable Bueno Fuente : Guía para pruebas de diagnóstico de aislamiento - Megger Índice de polarización según la clase de aislamiento Clase A Clase B Clase F Clase H > 1.5 > 2 Fuente : IEEE Std METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

Esquema de Conexiones Guard Fase R Fase S Fase T On/Off Estator Megóhmetro V + Ground V Rotor METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

Prueba efectuada según metodología planteada Prueba efectuada por terceros a solicitud de EGASA METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

Una prueba puntual de aislamiento solamente nos indica si el aislamiento es bueno o malo en sus valores extremos y es útil para decidir el reemplazo o reparación. Sin embargo, para prevenir posibles fallas, es necesario realizar pruebas en forma periódica. METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS La elaboración de procedimientos donde se describa la metodología y las condiciones a las cuales se debe llevar a cabo la prueba, pueden evitar errores de medición, diagnósticos errados y optimizar los tiempos de indisponibilidad de maquina No se debe repetir una prueba para respaldar la primera, puesto que el aislamiento cambia sus propiedades y puede tomar un tiempo considerable el retorno a sus condiciones iniciales. Si es necesario una segunda prueba, la máquina se deberá dejar conectado a tierra por 40 minutos.

Poner a tierra los bobinados de fases por un periodo de 30 minutos antes de realizar la prueba. Luego de probar una fase poner a tierra por un periodo igual a cuatro veces el tiempo que estuvo en prueba. Las pruebas se deben realizar con un medidor de aislamiento con lectura analógica, debido a que el movimiento de la aguja proporciona una información valiosa que seria difícil discernir de una pantalla LCD a dígitos. Las mediciones deben tratar de realizarse bajo las mismas condiciones de temperatura, humedad y tensión aplicada. En el caso de la temperatura las mediciones deben ser corregidas a una temperatura de referencia para realizar las comparaciones. METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

Luego de comparar el método expuesto con otras pruebas se verifica la validez de esta metodología debido a la coincidencia en la evaluación general y particularmente en las tendencias de inicios de degradamiento en las máquinas intervenidas. Considerando las pruebas que existen en el mercado para la evaluación del aislamiento en maquinas rotativas y el costo por el servicio o adquisición de equipos, este método proporciona los elementos necesarios para una evaluación general del aislamiento a un costo relativamente bajo La prueba permite una intervención sobre las máquinas en forma oportuna, rápida y programada reduciendo los costos por indisponibilidad de maquina. El monitoreo en el tiempo de los parámetros evaluados permite ampliar los criterios técnicos para la toma de decisiones en cuanto a la optimización de los programas de mantenimientos mayores o reemplazos de las máquinas METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS

ING. GERSON LA TORRE GARCIA METODOLOGIA PRÁCTICA PARA EL DIAGNÓSTICO DEL AISLAMIENTO ELÉCTRICO EN MAQUINAS ROTATIVAS