El aislamiento de un cable, un motor o un transformador se envejece: por el calor, la humedad, la suciedad, las vibraciones y las sobretensiones. Cuando falla, lo hace de forma repentina (un cortocircuito), pero casi siempre avisa antes, y ese aviso se puede medir. La medida del aislamiento es la base del mantenimiento predictivo eléctrico: es barata, rápida y muy reveladora.
La medida básica: resistencia de aislamiento
Se aplica una tensión continua (500, 1.000, 2.500 o 5.000 V según el equipo) entre el conductor y tierra con un megóhmetro y se lee la resistencia, en megaohmios, tras 1 minuto. La tensión de ensayo se elige en función de la tensión asignada del equipo: cuanto mayor es esta, mayor la de ensayo.
Para las instalaciones de baja tensión, el REBT fija los valores mínimos de aislamiento de la instalación; se tratan en el artículo de verificación e inspección de instalaciones. En equipos (motores, transformadores, cables de MT) se usan los criterios de las normas de ensayo y los del fabricante.
Precauciones
- Desconectar y descargar el equipo antes y después de la medida: el aislamiento almacena carga como un condensador.
- Aislar los dispositivos electrónicos y los limitadores de sobretensión.
- Anotar la temperatura y la humedad.
- Mantener la tensión de ensayo el tiempo previsto: la lectura varía con el tiempo.
Por qué la lectura cambia con el tiempo
Al aplicar la tensión continua, la corriente que circula por el aislamiento tiene tres componentes:
- Corriente capacitiva: carga de la capacidad, decae en pocos segundos.
- Corriente de absorción (polarización): decae lentamente, durante minutos, mientras las moléculas del dieléctrico se orientan.
- Corriente de fuga (conducción): constante; es la que informa del estado.
En un aislamiento sano y seco, la corriente total decae en el tiempo (domina la absorción) y la resistencia aparente R = U / I crece. En uno húmedo o contaminado, domina la fuga constante y la resistencia no sube.
Índice de polarización (PI) y relación de absorción (DAR)
Para sacar partido de ese comportamiento, se comparan dos lecturas:
PI = R(10 min) / R(1 min)
DAR = R(60 s) / R(30 s)
Interpretación (valores orientativos)
| PI | Estado del aislamiento |
|---|---|
| Menor de 1 | Malo: peligro, no energizar |
| 1 a 2 | Dudoso: revisar, secar, limpiar |
| 2 a 4 | Bueno |
| Mayor de 4 | Excelente (en aislamientos modernos puede ser muy alto) |
Un PI bajo con resistencia alta puede ser normal en algunos aislamientos modernos de poliéster y epoxi, que absorben poco. Por eso el PI se interpreta junto con la resistencia absoluta y con la tendencia de las medidas anteriores.
Corrección por temperatura
La resistencia de aislamiento baja al subir la temperatura (aproximadamente se divide por dos cada 10 °C). Para comparar medidas, se llevan a una temperatura de referencia (en máquinas, 40 °C):
R_40 = R_T · 0,5^((40 − T) / 10)
Ejemplo: R = 800 MΩ medidos a 20 °C:
R_40 = 800 · 0,5^(20/10) = 800 · 0,25 = 200 MΩ
Parece una gran pérdida, pero solo es el efecto de la temperatura: a 40 °C el mismo aislamiento da 200 MΩ.
Tendencia: lo importante
Un valor aislado dice poco; lo que informa es la evolución. Una caída del valor a la mitad respecto a la medida anterior (corregida por temperatura) es motivo de investigación, aunque el número absoluto sea aceptable. Por eso se llevan registros periódicos de cada equipo (motores, cables, transformadores) y se miden siempre en las mismas condiciones.
Tangente delta (tan δ)
Un aislamiento real no es un condensador perfecto: absorbe potencia y tiene pérdidas. La tangente delta (o factor de disipación) mide la relación entre la corriente resistiva y la capacitiva a 50 Hz, o a tensión y frecuencia variables:
tan δ = I_R / I_C
- Se mide con tensión alterna (hasta la tensión de servicio) y puentes especializados.
- Un valor creciente indica humedad, envejecimiento o contaminación y es especialmente informativo en cables de media tensión, transformadores y pasatapas.
- Se mide también su variación con la tensión (el «tip-up»): si sube mucho con la tensión, hay descargas parciales.
Descargas parciales
Las descargas parciales son microdescargas dentro de huecos del aislamiento, o en su superficie, que no cortocircuitan el aislamiento pero lo erosionan gradualmente, hasta el fallo. Se detectan midiendo los pulsos de corriente o de tensión de alta frecuencia que producen. Es la técnica más sensible para detectar un aislamiento de media o alta tensión que está degradándose, y se usa en cables, transformadores y celdas, a veces en servicio (en línea).
Ensayos de rigidez dieléctrica
En fábrica y en algunas puestas en servicio de cables de media tensión se aplican ensayos de tensión soportada (con corriente alterna de muy baja frecuencia, VLF, o continua), que comprueban que el aislamiento soporta una tensión superior a la de servicio. Son ensayos más agresivos que la medida de resistencia, y se aplican con criterio.
Qué medir en cada caso
| Equipo | Medidas habituales |
|---|---|
| Instalación de BT | Aislamiento (según REBT), continuidad de protección |
| Motor | Resistencia, PI, a veces tan δ y descargas parciales en media tensión |
| Cable de MT | Resistencia, tan δ, descargas parciales, tensión soportada VLF |
| Transformador | Resistencia, PI, tan δ, relación de transformación, análisis del aceite (mantenimiento) |
Resumen
- El megóhmetro mide a 1 minuto; el PI (10 min/1 min) distingue un aislamiento sano de uno húmedo.
- La resistencia se divide por 2 cada 10 °C: hay que corregirla por temperatura.
- La tendencia pesa más que un valor aislado.
- Tan δ y descargas parciales son las técnicas de diagnóstico para media y alta tensión.
Contenido orientativo: los valores de referencia del PI y la temperatura de corrección son los usuales (por ejemplo, la guía IEEE 43 para máquinas); los criterios de aceptación concretos están en las normas de cada equipo y en los datos del fabricante.