Un rol primordial para la seguridad del sistema eléctrico cumplen las pruebas de resistencia de aislación, debido a que reducen las probabilidades de que se produzcan fallas en las líneas de transmisión y el equipamiento de alta tensión, como conductores, aisladores poliméricos, tableros eléctricos, alimentadores y circuitos, por lo que es necesario contar con planes de mantenimiento, además de tener personal calificado para realizar las mediciones que permiten detectar eventuales falencias.

De acuerdo a los especialistas consultados por Revista ELECTRICIDAD, esta actividad cobra una mayor atención por el crecimiento que experimenta el sistema eléctrico a lo largo del país, con la puesta en marcha de nuevas instalaciones como líneas de transmisión, subestaciones y transformadores.

Utilidad

La prueba de resistencia de aislación consiste en “verificar la capacidad de un material aislante para soportar una cierta magnitud de campo eléctrico o de voltaje entre dos conductores”, señala Nelson Morales, académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Chile.

Esto, en la práctica, consiste en la aplicación de tensión continua y la medición de corriente, explica Javier Eguren, académico del Departamento de Ingeniería de la Universidad Santa María (USM): “La corriente decae en el tiempo transitorio, en que inmediatamente se produce la perturbación, hasta alcanzar un nivel estable en tiempo estacionario, en que las variables llegan a valores estables y fijo. Luego, al dividir la tensión por la corriente estacionaria entrega la resistencia de aislación, la cual debe ser corregida con factores relativos al ambiente de prueba, de tal forma de normalizar su valor”.

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Es así como Luis Ávila, superintendente de Electricidad y Combustibles, menciona la importancia que tiene este tipo de medición para determinar la calidad que presentan las aislaciones de materiales en las instalaciones, “pues con el tiempo se producen fallas, como sobrecargas y cortocircuitos, que deterioran su aislación. En oportunidades, las instalaciones en ejecución pueden presentar conductores que pierden parte de su aislación producto de cortes filosos en las canalizaciones”.

Esto es compartido por Rodrigo Muñoz, director de la carrera de Técnico en Electricidad de Duoc UC, quien destaca la utilidad de determinar “cuáles son las distancias y los materiales adecuados o para ver si lo que está instalado sigue cumpliendo con los propósitos de aislación para lo cual fueron diseñados en un principio”.

30 de enero de 2015. Planta Solar Etrion. Foto: Juan Carlos Recabal

Cadenas de aisladores en línea de transmisión. Foto: Juan Carlos Recabal-Revista ELECTRICIDAD.

Instrumentos

El requerimiento de instrumentos de medición para esta prueba es variado, comentan los especialistas. Javier Eguren indica que uno de los principales que se ocupan es un Megger o MegaOhmetro, además de que también es posible medir la aislación “con el registro de corriente con un amperímetro, del orden de los mili o micro amperes”.

Nelson Morales explica que, en los ensayos de alta tensión, se usa el Hi-pot para verificar el aislamiento de un producto eléctrico y así detectar que sea capaz de proteger al usuario de una descarga eléctrica, además de monitorear la seguridad y confiabilidad en equipos terminados como cables, transformadores y motores”.

De acuerdo a Rodrigo Muñoz, los instrumentos requeridos para la prueba de resistencia “se aplican en un nivel de tensión alto y, en base a eso, se mide la resistencia que entrega el material o el componente, para lo cual existen diferentes instrumentos de medida que dependen de los niveles de tensión que se quieran trabajar, por lo que existen equipos destinados a medir aislaciones en transformadores y aisladores de línea. Estos abarcan desde componentes muy pequeños hasta elementos muy grandes en las redes eléctricas”.

Desafíos

En el mundo académico se indica que el principal reto en este tipo de pruebas dentro del país pasa por aumentar la calificación del personal de mantenimiento que ejecuta estas tareas.

“La experiencia muestra que hay personal dedicado a estas mediciones, pero no tienen la práctica como para interpretar lo que están viendo al momento de hacer la medida, quedándose simplemente con los valores específicos. No se va más a fondo del por qué se producen diferencias en los valores, en el caso de que un elemento no tenga la aislación que corresponde”, sostiene Rodrigo Muñoz.

En su opinión, esta realidad va más allá de la tecnología disponible, por cuanto “los instrumentos de medición se pueden adquirir en el mercado, pero tener personal calificado que sepa emplear bien los instrumentos y respete los protocolos de medición es un tema importante”.

Otro desafío es la mejoría en la calidad de diagnóstico, afirma Nelson Morales: “Hay que considerar que la prueba de resistencia de la aislación es una prueba básica, por lo que necesariamente deberían incorporarse pruebas en corriente alterna, con la cual normalmente funcionan los equipos”.

A juicio de Javier Eguren la realidad es que las pruebas de resistencias de aislación “solo indican si hay corrientes de fuga a través del material dieléctrico, o sea, da un indicador bueno o malo, pero no la naturaleza de las corrientes de fuga”.

“En definitiva, para un buen análisis, medir la resistencia de aislación no es suficiente ya que ante una eventual falla no indica por qué falló, ni dónde falló. Se debe complementar con el índice de polarización, análisis de descargas parciales, factor de pérdida, energía de las descargas y capacidad”, concluye el docente de la USM.

Tableros eléctricos en subestación Cumbres. Foto: Gentileza TEN.

El rol de la normativa

Luis Ávila afirma que las modificaciones que se están realizando a la norma de seguridad NSEG4 contemplan las pruebas de resistencia de aislación.

“Los cambios principalmente están enfocados en alinear nuestra normativa con los estándares utilizados a nivel mundial. Para eso se ha definido la forma en que se realizan estos ensayos, especificando dónde se deben efectuar y las tensiones de ensayo que se deben utilizar, dependiendo de la tensión nominal del circuito a testear. También toma en consideración la duración del ensayo y define los requisitos de los instrumentos”, explica Ávila.

Ante esta situación Humberto Verdejo, director del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Santiago, señala que la norma NCh 4 de 2003 “fija los valores mínimos límite que puede tener una aislación para ser aceptable. Debe tenerse en cuenta que aquellos valores serán aceptables solo en instalaciones con un prolongado periodo de servicio y no serán aplicables a instalaciones nuevas.

“La medición del aislamiento es parte de una política de mantenimiento preventivo, y es necesario comprender las diferentes causas posibles de degradación del rendimiento del aislamiento, para poder llevar a cabo la implantación de medidas para corregir la degradación”, concluye el académico.