Prueba de resistencia de aislamiento e índice de polarización

<p style=”text-align: justify;”>Megger es un dispositivo eléctrico que se utiliza para medir la resistencia de aislamiento realizando una prueba de resistencia de aislamiento (prueba IR). Básicamente, Megger inyecta un alto voltaje de CC a través del aislador y la tierra debido a que la corriente de fuga fluye a través del aislador hacia la tierra. Al medir esta corriente de fuga, Megger calcula la resistencia de aislamiento.

Suponga que el voltaje de CC aplicado por el Megger = V

Y corriente de fuga a través del aislador = I

Por lo tanto, de la Ley de Ohm,

Resistencia de aislamiento = V/I ohm

Un Megger típico se muestra en la figura a continuación.

Los megóhmetros son generalmente de capacidad nominal de 500 V, 2,5 kV y 5 kV. En Megger moderno, como se muestra en la figura anterior, se puede seleccionar este rango. 500 V se utiliza para medir la resistencia de aislamiento del cable de control para aislador que puede soportar hasta 1,1 kV de tensión. Para transformadores de alto voltaje/máquinas o equipos de alto voltaje, se selecciona el rango de 5 kV para realizar la prueba de resistencia de aislamiento. Megger tiene la disposición de leer directamente la resistencia de aislamiento durante la prueba de resistencia de aislamiento.

Se supone que todos los aisladores son condensadores puros que tienen muy poca capacitancia para tomar la corriente de carga mínima. Cuando un aislador está conectado a través de un voltaje de CC, toma corriente de fuga. La corriente de fuga se puede dividir en los siguientes tipos:

· Corriente de carga capacitiva

· Corriente Resistiva o Conductiva

· Corriente de fuga superficial

· Corriente de polarización.

Corriente de carga capacitiva:

Cuando se aplica un voltaje de CC a través del aislador, debido a su naturaleza dieléctrica, habrá una alta corriente de carga inicial a través del aislador de línea a tierra. Aunque esta corriente decae exponencialmente y se vuelve cero. Generalmente esta corriente existe durante los 10 segundos iniciales de la prueba. Pero tarda casi 60 segundos en descomponerse por completo. Es por eso que siempre se recomienda hacer una prueba de resistencia de aislamiento o Megger al menos durante 1 minuto, ya que se demuestra que la corriente de carga se vuelve cero después de 1 minuto. Por lo tanto, después de 1 minuto, la corriente de fuga medida por Megger no incluirá la corriente de carga debido a la capacitancia del aislador.

Corriente resistiva o conductiva:

Esta corriente es de naturaleza puramente conductiva, fluye a través del aislador como si el aislador fuera puramente resistivo. Este es el flujo directo de electrones. Todo aislador debe tener esta componente de corriente eléctrica. La corriente de fuga resistiva o conductiva a través del aislador será mayor si la humedad y la contaminación en el aislador son altas.

El componente resistivo o conductor de la corriente de fuga del aislador permanece constante durante toda la prueba.

Corriente de fuga superficial:

Debido al polvo, la humedad y otros contaminantes en la superficie del aislador, existe un pequeño componente de corriente de fuga a través de la superficie exterior del aislador. Por lo tanto, antes de realizar una prueba de resistencia de aislamiento o Megger, el aislador debe limpiarse adecuadamente para eliminar el componente de fuga superficial de la corriente de fuga.

Corriente de polarización:

Debido a la presencia de impurezas y humedad en el aislador, el aislador se vuelve de naturaleza polar. Por lo tanto, cuando aplicamos un alto voltaje de CC a través del aislador, las moléculas polares, es decir, el dipolo, intentan alinearse en la dirección del campo eléctrico. Durante el período en que las moléculas intentan alinearse a lo largo del campo eléctrico, una corriente fluirá a través del aislador debido al movimiento del dipolo a lo largo de su eje. Esta corriente se llama corriente de polarización y dura poco tiempo y tan pronto como las moléculas polares se alinean a lo largo del campo eléctrico, no habrá más movimiento del dipolo y, por lo tanto, la corriente de polarización se detendrá. Normalmente, la corriente de polarización tarda 10 minutos en volverse cero.

Por lo tanto, si tomamos la lectura de Megger después de 10 minutos, Megger no considerará la corriente de polarización para el cálculo de la resistencia de aislamiento.

Entonces, cuando tomamos el valor de Megger de un aislador durante 1 minuto, el valor de la resistencia de aislamiento estará libre del efecto del componente capacitivo de la corriente de fuga. Nuevamente, si tomamos el valor de Megger de un aislador durante 10 minutos, el resultado de Megger muestra el valor, libre de efectos tanto del componente capacitivo como del componente de polarización de la corriente de fuga.

Índice de polarización (PI):

El índice de polarización es la relación entre el valor de Megger tomado durante 10 minutos y el valor de Megger tomado durante 1 minuto.

Por lo tanto, PI = valor de Megger después de 10 minutos / valor de Megger después de 1 minuto

Importancia de la prueba PI:

Sea I = corriente inicial total durante la prueba del índice de polarización o la prueba PI.

IC = Corriente de carga debido a la capacitancia del aislador.

IR = Corriente Resistiva o Conductiva.

IS = Corriente de fuga superficial.

IP = Corriente de Polarización del Aislador.

Por lo tanto,

El valor de Megger o Prueba de resistencia de aislamiento / Prueba IR después de 1 minuto,

R1minuto = V/( IR+ IS + IP) …….IC= 0 después de 1 minuto

De manera similar, Megger Value después de 10 minutos,

R10minuto = V/( IR+ IS) ………….IP = 0 después de 10 minutos

Entonces, a partir de la prueba del índice de polarización o la prueba PI,

Valor PI = R10minuto / R1minuto

= (IR+ ES + IP)/( IR+ ES)

= [1+ IP/( IR+ IS)]

De lo anterior, está claro que, si el valor de (IR + IS) >> IP, el PI del aislador se aproxima a 1. Un valor grande de IR o IS o ambos indican insalubridad del aislamiento.

El valor de PI se vuelve alto si (IR + IS) es muy pequeño en comparación con IP. Esta ecuación indica que un índice de polarización alto de un aislador implica la salubridad del aislador. Para un buen aislante, la corriente de fuga resistiva es muy, muy pequeña.

El valor del índice de polarización de un aislador debe ser superior a 2. Si el valor del índice de polarización es inferior a 1,5, significa que el aislador no es saludable y no se debe utilizar.

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