Conceptos fundamentales de las pruebas de aislamiento

Introducción

Probablemente el 80% de todas las pruebas realizadas en sistemas de energía eléctrica estén relacionadas con la verificación de la calidad del aislamiento. Este artículo técnico describe brevemente los conceptos fundamentales de las pruebas de aislamiento, incluidos el comportamiento del aislamiento, los tipos de pruebas y algunos procedimientos de prueba.

Conceptos fundamentales de las pruebas de aislamiento (en la foto Digital Surge / HiPot / Resistance Tester en el sitio)

AC o DC?

La mayoría de los equipos eléctricos en sistemas de energía eléctrica, industrial y de servicios públicos utilizan 50Hz o 60Hz corriente alterna. Debido a esto, el uso de una fuente de corriente alterna para probar el aislamiento parece ser la opción lógica.

Figura 1 - Aislamiento con una tensión de CA aplicada

Sin embargo, los sistemas de aislamiento son extremadamentecapacitiva Por esta y otras razones, DC ha encontrado un gran nicho en la tecnología. Antes de que podamos evaluar realmente el valor de un sistema en oposición al otro (por ejemplo, AC vs DC), examinemos cómo cada tipo de voltaje afecta el aislamiento.

Flujo de corriente de aislamiento (CA)

El aislamiento puede modelarse simplemente como un condensador en paralelo con una resistencia como se muestra en Figura 1. El flujo de corriente que resulte comprenderá dos componentes: la corriente capacitiva (yo_do) y la corriente resistiva (yo_r).

Figura 2 - Corriente de aislamiento con voltaje AC aplicado

Figura 2 Muestra el gráfico del dominio del tiempo de las dos corrientes. Para un buen aislamiento:

• yo_do ≥ 100 x I_r
• yo_do conduce I_r por cerca de 90 °

Flujo de corriente de aislamiento (CC)

Cuando se trata de corriente continua, el aislamiento puede modelarse de una manera ligeramente diferente. Considerar figura 3 abajo:

Figura 3 - Aislamiento con voltaje DC aplicado

Cuando cambiar S₁ está cerrado, la alimentación de CC está conectada a lasistema de aislamiento. En el modelo de CC se ha agregado un condensador adicional (líneas discontinuas). La corriente que fluye a través de este nuevo capacitor se denomina corriente de absorción dieléctrica (yo_da) y se explicará más adelante.

Figura 4 Muestra la relación de tiempo para estas tres corrientes. Los siguientes párrafos explican cada una de las tres corrientes.

Figura 4 - Flujo de corriente continua en buen aislamiento.

Corriente Capacitiva (Ic)

La corriente capacitiva carga la capacitancia enel sistema. Normalmente deja de fluir unos segundos (como máximo) después de que se aplica el voltaje de CC. La breve ráfaga de flujo de corriente capacitiva puede suponer una carga considerable en cualquier equipo de prueba que se aplique a sistemas de aislamiento muy grandes, como cables o grandes máquinas rotativas.

Corriente de absorción dieléctrica (Ida)

El voltaje de aislamiento aplicado pone una tensión enLas moléculas del aislamiento. El lado positivo de las moléculas es atraído por el conductor negativo y el lado negativo de las moléculas es atraído por el conductor positivo.

El resultado es una energía que se suministra para realinear las moléculas al igual que la fuerza realineará una red de bandas elásticas. Me gusta yo_do, yo_da Por lo general, se extingue con bastante rapidez a medida que las moléculas se realinean en su máxima extensión.

Corriente resistiva (fuga) (Ir)

Este es el flujo de corriente de electrones que realmente pasa a través del aislamiento. En buen aislamiento, el flujo de corriente resistiva será relativamente pequeño y constante.

Recurso: BOLETÍN TÉCNICO - 012a Principios de las pruebas de aislamiento de Cadick Corporation