MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Mantenimiento Predictivo en Motores Eléctricos (parte 4)

Ultimas actualizaciones en las normas IEEE para diagnóstico de máquinas rotativas.

Continuando el artículo comenzado en el número anterior, y dentro del ciclo de artículos relativos al mantenimiento preventivo de

máquinas rotativas (motores y alternadores), vamos a explicar las otras 2 normas del conjunto de 5 que IEEE ha desarrollado

para diagnosticar fallas en las aislaciones de máquinas rotativas. Las mismas son:

1) Norma IEEE 43-2000: resistencia de aislación e índice de polarización (máquinas nuevas y usadas)

2) Norma IEEE 95-2002: ensayos de alta tensión continua (máquinas nuevas y usadas)

1. IEEE 43 – RESISTENCIA DE AISLACIÓN E ÍNDICE DE POLARIZACIÓN (IP)

Este es sin duda el ensayo más ampliamente utilizado para diagnóstico de estatores de motores y generadores. El mismo

determina problemas de contaminación en los bobinados. La resistencia de aislación y el índice de polarización se han usado por

más de 70 años. Ambos ensayos se realizan con el mismo instrumento, y a la vez. La última revisión de la norma IEEE 43 fue en

1974.

A. Objeto y teoría

El ensayo de resistencia de aislación mide la resistencia de la aislación eléctrica entre los conductores de cobre y el núcleo del

estator. Idealmente esta resistencia es infinita, pero en la realidad tiene un valor finito. Generalmente, cuanto menor es el valor de

la resistencia, mayor es la probabilidad de que exista un problema.

Por otro lado, la medida del índice de polarización (IP) es una variante del ensayo de resistencia de aislación. El IP es la relación

entre las medidas de resistencia de aislación a los 10 minutos (R10) y a 1 minuto (R1) de aplicada la tensión de ensayo. Es decir:

IP = R10/R1.

Un IP bajo indica que el bobinado puede estar contaminado con aceite, suciedad, etc. o húmedo. En el ensayo se aplica un valor

alto de tensión continua entre los conductores y el núcleo. A continuación se mide la corriente It que circula. La resistencia de

aislación (Rt) en el instante t es: Rt = V/It, donde V es la tensión continua aplicada e It es la corriente total medida luego de t

minutos.

Se hace referencia al tiempo t porque la corriente generalmente no es constante. Esto es así pues existen cuatro corrientes que

circulan al aplicar una tensión continua a la aislación del estator de un motor:

1. Corriente capacitiva. Cuando se aplica una tensión continua a un condensador, circula una alta corriente de carga al principio

y luego decae exponencialmente. El tamaño del condensador y la resistencia interna de la fuente de continua determinan la

velocidad de decaimiento de la corriente. El bobinado de un motor puede tener una capacidad total de 100 nF. La corriente decae

a cero en menos de 10 segundos. Esta corriente capacitiva no brinda ninguna información que sirva para el diagnóstico y por eso

se mide la resistencia de aislación una vez que ésta desaparece.

2. Corriente de conducción. Esta corriente se debe a los electrones e iones que migran a través de la aislación entre el cobre y

el núcleo. Esta corriente circula si la aislación ha absorbido humedad, lo que puede suceder en sistemas de aislación

termoplástica antiguas o en aislaciones modernas si han estado expuestas a la acción de agua por tiempo prolongado. Esta

corriente también está presente si hay fisuras, cortes, orificios y existe contaminación que permita la circulación de corriente. Esta

corriente es constante en el tiempo. En aislaciones modernas esta corriente es nula si no hay fisuras, dado que los electrones e

iones no pueden moverse a través de resinas epoxi con mica. Aislaciones antiguas asfálticas con mica tienen corrientes de

conducción dado que absorben humedad. Cuando esta corriente es importante es indicación de problemas.

3. Corriente de fuga superficial. Esta es una corriente continua constante que circula por la superficie de la aislación. Está

causada por contaminación parcialmente conductora (aceite o humedad junto con polvo, suciedad, cenizas, químicos, etc.). En el

caso ideal esta corriente es nula. Si esta corriente es grande es probable que exista un deterioro en la superficie.

4. Corriente de absorción. Esta corriente se debe a una reorientación de las moléculas polares presentes, al aplicarse un campo

eléctrico de continua. Muchos materiales aislantes contienen moléculas polares que

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