En cuanto a las pruebas de motores el\u00e9ctricos, el \u00edndice de polarizaci\u00f3n (IP) es una medida de cu\u00e1nto mejora (o se degrada) con el tiempo la resistencia del sistema de aislamiento.<\/p>\n
Aunque la Prueba PI se ha considerado la prueba principal a la hora de evaluar el estado del aislamiento de un motor, su proceso se ha quedado anticuado en comparaci\u00f3n con m\u00e9todos de prueba m\u00e1s recientes que proporcionan una evaluaci\u00f3n diagn\u00f3stica m\u00e1s completa de la salud general de un motor.<\/p>\n
Este art\u00edculo proporciona una comprensi\u00f3n pr\u00e1ctica del sistema de aislamiento de un motor, un conocimiento b\u00e1sico de la prueba del \u00edndice de polarizaci\u00f3n y c\u00f3mo los m\u00e9todos modernos de prueba de motores proporcionan resultados m\u00e1s completos en menos tiempo.<\/p>\n
La prueba del \u00edndice de polarizaci\u00f3n (PI) es un m\u00e9todo est\u00e1ndar de prueba de motores el\u00e9ctricos desarrollado en el siglo XIX que intenta determinar el estado del aislamiento del bobinado de un motor.<\/p>\n
Aunque la prueba PI proporciona informaci\u00f3n sobre los sistemas de aislamiento de la pared de tierra (GWI) instalados normalmente antes de los a\u00f1os 70, no proporciona un estado exacto del aislamiento del bobinado en los motores modernos.<\/p>\n
La prueba PI consiste en aplicar una tensi\u00f3n continua (normalmente de 500 V a 1000 V) al bobinado del motor para medir la eficacia del sistema GWI para almacenar una carga el\u00e9ctrica.<\/p>\n
Como el sistema GWI forma una capacitancia natural entre los devanados del motor y el bastidor del motor, la tensi\u00f3n continua aplicada se almacenar\u00e1 como carga el\u00e9ctrica igual que cualquier condensador.<\/p>\n
A medida que el condensador se carga por completo, la corriente disminuir\u00e1 hasta que s\u00f3lo quede la corriente de fuga final, que determina la cantidad de resistencia que el aislamiento proporciona a tierra.<\/p>\n
En los sistemas de aislamiento nuevos y limpios, la corriente de polarizaci\u00f3n disminuye logar\u00edtmicamente con el tiempo a medida que se almacenan los electrones. El \u00cdndice de Polarizaci\u00f3n (IP) es la relaci\u00f3n del valor de la resistencia de aislamiento a tierra (IRG) tomada a intervalos de 1 y 10 minutos.<\/p>\n
PI = IRG de 10 minutos\/1 IRG de 1 minuto<\/p>\n
En los sistemas de aislamiento instalados antes de la d\u00e9cada de 1970, la prueba PI se realiza mientras se polariza el material diel\u00e9ctrico.<\/p>\n
Si el aislamiento de la pared de tierra (GWI) empieza a degradarse, sufre un cambio qu\u00edmico que hace que el material diel\u00e9ctrico se vuelva m\u00e1s resistivo y menos capacitivo, disminuyendo la constante diel\u00e9ctrica y reduciendo la capacidad del sistema de aislamiento para almacenar una carga el\u00e9ctrica. Esto hace que la corriente de polarizaci\u00f3n se vuelva m\u00e1s lineal a medida que se acerca al rango en el que predomina la corriente de fuga.<\/p>\n
Sin embargo, en los nuevos sistemas de aislamiento posteriores a la d\u00e9cada de 1970, por diversas razones, la polarizaci\u00f3n completa del material diel\u00e9ctrico se produce en menos de un minuto, y las lecturas de IRG son superiores a 5.000 Meg-ohmios. El PI calculado puede no ser significativo como indicaci\u00f3n del estado de la indicaci\u00f3n de la pared del suelo.<\/p>\n
Adem\u00e1s, como esta prueba crea el campo electrost\u00e1tico entre los devanados y el bastidor del motor, proporciona muy poca o ninguna indicaci\u00f3n del estado del sistema de aislamiento de los devanados. La mejor indicaci\u00f3n de este tipo de fallos es mediante el uso de mediciones MCA del \u00e1ngulo de fase y la respuesta en frecuencia de la corriente.<\/p>\n
En los motores el\u00e9ctricos, el aislamiento es el material que resiste el flujo libre de electrones, dirigiendo la corriente por una trayectoria deseada e impidiendo que escape por otra parte.<\/p>\n
En teor\u00eda, el aislamiento deber\u00eda bloquear todo el flujo de corriente, pero incluso el mejor material aislante deja pasar una peque\u00f1a cantidad de corriente. Este exceso de corriente suele denominarse corriente de fuga.<\/p>\n
Aunque en general se acepta que los motores tienen una vida \u00fatil de 20 a\u00f1os, el fallo del sistema de aislamiento es la principal raz\u00f3n de que los motores el\u00e9ctricos fallen prematuramente.<\/p>\n
El sistema aislante empieza a degradarse cuando el aislamiento se vuelve m\u00e1s conductor debido a un cambio en su composici\u00f3n qu\u00edmica. La composici\u00f3n qu\u00edmica del aislamiento cambia con el tiempo por el uso gradual y\/u otros da\u00f1os. La corriente de fuga es resistiva y genera calor, lo que provoca una degradaci\u00f3n adicional y m\u00e1s r\u00e1pida del aislamiento.<\/p>\n
Nota: La mayor\u00eda de los alambres esmaltados est\u00e1n dise\u00f1ados para garantizar una vida \u00fatil de 20.000 horas a las temperaturas nominales (105 a 240\u00b0 C).<\/p>\n
Los motores y otros equipos el\u00e9ctricos con bobinas tienen 2 sistemas de aislamiento separados e independientes.<\/p>\n
Los sistemas de aislamiento de la pared de tierra separan la bobina del bastidor del motor, impidiendo que la tensi\u00f3n suministrada a los devanados se escape al n\u00facleo del estator o a cualquier parte del bastidor del motor. La rotura del sistema de aislamiento de la pared de tierra se denomina fallo de tierra y crea un peligro para la seguridad.<\/p>\n
Los sistemas de aislamiento del bobinado son capas de esmalte que rodean el hilo conductor que suministra corriente a toda la bobina para crear el campo magn\u00e9tico del estator. La rotura del sistema de aislamiento del bobinado se denomina cortocircuito del bobinado y debilita el campo magn\u00e9tico de la bobina.<\/p>\n
La prueba el\u00e9ctrica m\u00e1s com\u00fan que se realiza en los motores es la prueba de resistencia del aislamiento a tierra (IRG) o “prueba puntual”.<\/p>\n
Aplicando tensi\u00f3n continua al bobinado del motor, esta prueba determina el punto de resistencia m\u00ednima que presenta el aislamiento de la pared de tierra con respecto al bastidor del motor.<\/p>\n
La capacitancia (C), medida en Faradios, se define como la capacidad de un sistema para almacenar una carga el\u00e9ctrica. Para establecer la capacitancia de un motor se utiliza la ecuaci\u00f3n 1 Faradio = la cantidad de carga almacenada en culombios (Q) dividida por la tensi\u00f3n de alimentaci\u00f3n.<\/p>\n
Ejemplo: Si la tensi\u00f3n aplicada es una pila de 12 V y el condensador almacena 0,04 culombios de carga, tendr\u00eda una capacitancia de 0,0033 Faradios o 3,33 mF. Un culombio de carga equivale aproximadamente a 6,24 x 1018 electrones o protones. Un condensador de 3,33 mF almacenar\u00eda aproximadamente 2,08 X 1016 electrones cuando est\u00e1 totalmente cargado.<\/p>\n
La capacitancia se crea colocando un material diel\u00e9ctrico entre placas conductoras. En los motores, los sistemas de aislamiento de la pared de tierra forman una capacitancia natural entre los devanados y el bastidor del motor. Los conductores del bobinado forman una placa y el bastidor del motor forma la otra, haciendo que el aislamiento de la pared de tierra sea el material diel\u00e9ctrico.<\/p>\n
La cantidad de capacitancia depende de<\/p>\n
La superficie medida de las placas – La capacitancia es directamente proporcional al \u00e1rea de las placas.<\/p>\n
La distancia entre las placas – La capacitancia es inversamente proporcional a la distancia entre las placas.<\/p>\n
La constante diel\u00e9ctrica – La capacidad es directamente proporcional a la constante diel\u00e9ctrica<\/p>\n
La medici\u00f3n de la capacitancia a tierra (CTG) es indicativa de la limpieza de los bobinados y cables de un motor.<\/p>\n
Como el aislamiento de la pared de tierra (GWI) y los sistemas de aislamiento del bobinado forman una capacitancia natural a tierra, cada motor tendr\u00e1 un CTG \u00fanico cuando el motor sea nuevo y est\u00e9 limpio.<\/p>\n
Si los bobinados del motor o el GWI se contaminan, o el motor tiene entrada de humedad, el CTG aumentar\u00e1. Sin embargo, si el GWI o el aislamiento del bobinado sufren una degradaci\u00f3n t\u00e9rmica, el aislamiento se volver\u00e1 m\u00e1s resistente y menos capacitivo, lo que har\u00e1 que disminuya el CTG.<\/p>\n
Un material diel\u00e9ctrico es un mal conductor de la electricidad, pero soporta un campo electrost\u00e1tico. En un campo electrost\u00e1tico, los electrones no penetran en el material diel\u00e9ctrico y las mol\u00e9culas positivas y negativas se emparejan para formar dipolos (pares de mol\u00e9culas con carga opuesta separadas por la distancia) y se polarizan (el lado positivo del dipolo se alinear\u00e1 hacia el potencial negativo y la carga negativa se alinear\u00e1 hacia el potencial negativo).<\/p>\n
Una constante diel\u00e9ctrica (K) es una medida de la capacidad de un material diel\u00e9ctrico para almacenar una carga el\u00e9ctrica mediante la formaci\u00f3n de dipolos, en relaci\u00f3n con el vac\u00edo, que tiene una K de 1.<\/p>\n
La constante diel\u00e9ctrica de un material aislante depende de la composici\u00f3n qu\u00edmica de las mol\u00e9culas combinadas para formar el material.<\/p>\n
El K de un material diel\u00e9ctrico se ve afectado por la densidad del material, la temperatura, el contenido de humedad y la frecuencia del campo electrost\u00e1tico.<\/p>\n
Una propiedad importante de los materiales diel\u00e9ctricos es la capacidad de soportar un campo electrost\u00e1tico, disipando al mismo tiempo un m\u00ednimo de energ\u00eda en forma de calor, lo que se conoce como p\u00e9rdida diel\u00e9ctrica.<\/p>\n
Cuando el voltaje a trav\u00e9s de un material diel\u00e9ctrico es demasiado alto, provocando que el campo electrost\u00e1tico sea demasiado intenso, el material diel\u00e9ctrico conducir\u00e1 la electricidad y se denomina ruptura diel\u00e9ctrica. En los materiales diel\u00e9ctricos s\u00f3lidos, esta ruptura puede ser permanente.<\/p>\n
Cuando se produce la ruptura diel\u00e9ctrica, el material diel\u00e9ctrico sufre un cambio en su composici\u00f3n qu\u00edmica y se produce un cambio en la constante diel\u00e9ctrica.<\/p>\n
Hace varias d\u00e9cadas, se introdujo la prueba del \u00edndice de polarizaci\u00f3n (PI) para evaluar la capacidad del sistema de aislamiento para almacenar una carga el\u00e9ctrica. Dado que en la carga de un condensador intervienen esencialmente tres corrientes diferentes, como se ha descrito anteriormente.<\/p>\n
Corriente de carga<\/b> – Es la corriente acumulada en las placas y depende del \u00e1rea de las placas y de la distancia entre ellas. La corriente de carga suele terminar en < m\u00e1s de 1 minuto. La cantidad de carga ser\u00e1 la misma independientemente del estado del material aislante.<\/p>\n
Corriente de polarizaci\u00f3n<\/b> – La corriente necesaria para polarizar el material diel\u00e9ctrico, o alinear los dipolos creados al colocar el material diel\u00e9ctrico en un campo electrost\u00e1tico. Normalmente, con los sistemas de aislamiento instalados en los motores (anteriores a la d\u00e9cada de 1970) cuando se desarroll\u00f3 la prueba del \u00edndice de polarizaci\u00f3n, el valor nominal de un sistema de aislamiento nuevo y limpio estar\u00eda en el rango de los 100 megaohmios (106) y normalmente se necesitar\u00edan m\u00e1s de 30 minutos y, en algunos casos, muchas horas para completarla. Sin embargo, con un sistema de aislamiento m\u00e1s reciente (posterior a la d\u00e9cada de 1970), el valor nominal de un sistema de aislamiento nuevo y limpio estar\u00e1 entre el giga-ohmio y el tera-ohmio (109, 1012) y, normalmente, se polariza por completo antes de que finalice por completo la corriente de carga.<\/p>\n
Corriente de fuga<\/b> – La corriente que fluye a trav\u00e9s del material aislante y disipa el calor.<\/p>\nCORRIENTE DE CARGA<\/h2>\n
Un condensador sin carga tiene placas que comparten el mismo n\u00famero de cargas positivas y negativas.<\/p>\n
La aplicaci\u00f3n de una fuente de CC a las placas de un condensador no cargado har\u00e1 que los electrones fluyan desde el lado negativo de la pila y se acumulen en la placa conectada al polo negativo de la pila.<\/p>\n
Esto crear\u00e1 un exceso de electrones en esta placa.<\/p>\n
Los electrones fluir\u00e1n desde la placa conectada al polo positivo de la pila y entrar\u00e1n en la pila para sustituir a los electrones acumulados en la placa negativa. La corriente seguir\u00e1 fluyendo hasta que la tensi\u00f3n en la placa positiva sea la misma que la del lado positivo de la pila y la tensi\u00f3n en la placa negativa alcance el potencial del lado negativo de la pila.<\/p>\n
El n\u00famero de electrones desplazados de la pila a las placas depende del \u00e1rea de las placas y de la distancia entre ellas.<\/p>\n
Esta corriente se denomina corriente de carga, que no consume energ\u00eda y se almacena en el condensador. Estos electrones almacenados crean un campo electrost\u00e1tico entre las placas.<\/p>\n
La colocaci\u00f3n de un material diel\u00e9ctrico entre las placas de un condensador aumenta su capacidad en relaci\u00f3n con la separaci\u00f3n entre placas en el vac\u00edo.<\/p>\n
Cuando un material diel\u00e9ctrico se coloca en un campo electrost\u00e1tico, los dipolos reci\u00e9n formados se polarizar\u00e1n, y el extremo negativo del dipolo se alinear\u00e1 con la placa positiva y el extremo positivo del dipolo se alinear\u00e1 hacia la placa negativa. Esto se denomina polarizaci\u00f3n.<\/p>\n
Cuanto mayor sea la constante diel\u00e9ctrica de un material diel\u00e9ctrico, mayor ser\u00e1 el n\u00famero de electrones necesarios, aumentando as\u00ed la capacitancia del circuito.<\/p>\n
La peque\u00f1a cantidad de corriente que fluye a trav\u00e9s del material diel\u00e9ctrico manteniendo sus propiedades aislantes se denomina resistencia efectiva. Esto es diferente de la rigidez diel\u00e9ctrica, que se define como la tensi\u00f3n m\u00e1xima que puede soportar un material sin fallar.<\/p>\n
Cuando un material aislante se degrada, se vuelve m\u00e1s resistivo y menos capacitivo, aumentando la corriente de fuga y disminuyendo la constante diel\u00e9ctrica. La corriente de fuga produce calor y se considera una p\u00e9rdida diel\u00e9ctrica.<\/p>\n
Es una t\u00e9cnica de prueba alternativa que utiliza una se\u00f1al de CA para ejercitar el sistema de aislamiento de la pared de tierra (GWI). Como se ha explicado anteriormente, utilizando una se\u00f1al de CC para probar el GWI se encuentran 3 corrientes diferentes, sin embargo, el instrumento no es capaz de diferenciar las corrientes m\u00e1s que el tiempo. Sin embargo, aplicando una se\u00f1al de CA para probar la GWI es posible separar las corrientes que se almacenan (corriente de carga, corriente de polarizaci\u00f3n) de la corriente resistiva (corriente de fuga).<\/p>\n
Dado que tanto la corriente de carga como la de polarizaci\u00f3n son corrientes almacenadas y se devuelven a la en el ciclo de \u00bd opuesto, la corriente adelanta a la tensi\u00f3n en 90\u00b0, mientras que la corriente de fuga, que es una corriente resistiva que disipa calor y la corriente est\u00e1 en fase con la tensi\u00f3n aplicada. El factor de disipaci\u00f3n (FD) es simplemente la relaci\u00f3n entre la corriente capacitiva (CI) y la corriente resistiva (IR).<\/p>\n
DF = IC \/ IR<\/p>\n
En un aislamiento limpio y nuevo, la IR suele ser < 5% de la CI; si el material aislante se contamina o se degrada t\u00e9rmicamente, la CI disminuye o la IR aumenta. En cualquier caso, la DF aumentar\u00e1.<\/p>\n
El an\u00e1lisis del circuito del motor (MCA\u2122), tambi\u00e9n denominado evaluaci\u00f3n del circuito del motor (MCE), es un m\u00e9todo de prueba no destructivo y sin energ\u00eda que se utiliza para evaluar el estado de un motor. Iniciado desde el Centro de Control del Motor (CCM) o directamente en el propio motor, este proceso eval\u00faa toda la parte el\u00e9ctrica del sistema del motor, incluidas las conexiones y los cables entre el punto de prueba y el motor.<\/p>\n
Mientras el motor est\u00e1 apagado y sin corriente, herramientas como la AT7 y la AT34 de ALL-TEST Pro, utilizan la MCA para evaluar:<\/p>\n
La prueba del motor con las herramientas MCA\u2122 es muy f\u00e1cil de realizar, y se tarda menos de tres minutos, en comparaci\u00f3n con la prueba del \u00edndice de polarizaci\u00f3n, que suele tardar m\u00e1s de 10 minutos.<\/p>\n
La parte el\u00e9ctrica del sistema motor trif\u00e1sico est\u00e1 formada por circuitos resistivos, capacitivos e inductivos. Cuando se aplica una tensi\u00f3n baja, los circuitos sanos deben responder de una manera espec\u00edfica.<\/span><\/p>\n Las herramientas de an\u00e1lisis de circuitos de motor ALL-TEST Pro aplican una serie de se\u00f1ales de CA sinusoidales de bajo voltaje y no destructivas a trav\u00e9s del motor para medir la respuesta de estas se\u00f1ales. Esta prueba desenergizada s\u00f3lo lleva unos minutos y puede realizarla incluso un t\u00e9cnico principiante.<\/p>\n Medidas de la MCA:<\/p>\n Y sigue aplicando:<\/p>\n Durante el siglo XIX, la prueba del \u00edndice de polarizaci\u00f3n era un m\u00e9todo eficaz para determinar el estado general de un motor. Sin embargo, ha perdido eficacia con los sistemas de aislamiento modernos.<\/p>\n Mientras que la prueba PI lleva mucho tiempo (m\u00e1s de 15 minutos) y no puede determinar si el fallo est\u00e1 en el devanado o en el aislamiento de la pared de tierra, las tecnolog\u00edas modernas, como el AN\u00c1LISIS DEL CIRCUITO DEL MOTOR (MCATM), identifican los problemas de conexi\u00f3n, los fallos de devanado en desarrollo de vuelta a vuelta, de bobina a bobina y de fase a fase en fases muy tempranas, con pruebas que se completan en menos de 3 minutos.<\/p>\n Otras tecnolog\u00edas, como DF, CTG e IRG, proporcionan un estado del sistema de aislamiento del muro de tierra en pruebas realizadas tambi\u00e9n en un tiempo m\u00ednimo.<\/p>\n Mediante la combinaci\u00f3n de nuevas tecnolog\u00edas, como MCA, DF, CTG e IRG, los m\u00e9todos modernos de comprobaci\u00f3n de motores el\u00e9ctricos proporcionan una evaluaci\u00f3n mucho m\u00e1s completa y exhaustiva de todo el sistema de aislamiento de un motor, de forma m\u00e1s r\u00e1pida y sencilla que nunca.<\/li>\n<\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" En cuanto a las pruebas de motores el\u00e9ctricos, el \u00edndice de polarizaci\u00f3n (IP) es una medida de cu\u00e1nto mejora (o se degrada) con el tiempo la resistencia del sistema de aislamiento. Aunque la Prueba PI se ha considerado la prueba principal a la hora de evaluar el estado del aislamiento de un motor, su proceso […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[31],"tags":[],"table_tags":[],"class_list":["post-42828","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sin-categorizar"],"yoast_head":"\n\n
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RESUMEN<\/h2>\n