Pruebas eléctricas y dieléctricas

Medir la resistencia de aislamiento y la resistencia del sistema de tierra y continuidad de conexiones son pruebas básicas.

Tienen el objetivo de verificar el estado eléctrico y dieléctrico de un equipo o instalación, pues 80 por ciento de los incendios en casa habitación son ocasionados por fallas eléctricas que podrían ser detectadas.

Por José Julián Prado.

Figura 1. Pruebas de fábrica a transformador de potenciaFigura 2. Prueba de aceptación. Resistencia de aislamiento a transformador de distribución Figura 3. Pruebas de mantenimiento a transformador

En la industria, lo más importante es la continuidad del servicio de energía eléctrica, ya que de eso depende el proceso de producción; por ello, es importante asegurar que los equipos e instalaciones eléctricas estén en óptimas condiciones. Es indispensable que se realicen pruebas y se dé el mantenimiento correspondiente.

Tipos de pruebas
Existen varias pruebas eléctricas que se denominan con relación al lugar o la finalidad de las mismas.

 Pruebas prototipo. Son aquéllas que se realizan a diseños nuevos, con la finalidad de verificar si se cumple con las especificaciones y normas que apliquen, según sea el caso, considerando la evaluación de los materiales utilizados, así como los criterios de diseño.

Pruebas de fábrica. Éstas se realizan como rutina, por parte del área de control de calidad, conforme a los métodos establecidos en las normas aplicables. Tienen el objetivo de verificar las características del equipo, sus condiciones de operación y la calidad de la fabricación antes de ser entregados al cliente. Estas pruebas pueden ser atestiguadas por el cliente (ver figura 1).

Pruebas de aceptación. Se realizan a todo equipo nuevo y reparado para verificar que no ha sufrido algún desperfecto en el traslado, que cumple con las especificaciones y que se ha realizado la correcta instalación. También se realizan para establecer referencias para pruebas futuras. Estas pruebas se realizan previamente a la puesta en servicio (ver figura 2).

Pruebas de mantenimiento. Se realizan periódicamente durante toda la vida del equipo, con el propósito de verificar si el equipo se encuentra en condiciones de operación satisfactorias y detectar fallas de manera oportuna, antes de que se convierta en un problema grave (ver figura 3).

Se realizan cuando existen sospechas de que un equipo se halla en problemas o cuando dicho equipo se ha sometido a condiciones de trabajo extremas.

Pruebas con corriente directa o corriente alterna
Las pruebas se realizan con corriente directa o con corriente alterna, dependiendo de lo que se desea simular o valorar. En términos generales, el principio básico de las pruebas obedece a la Ley de Ohm. Por ejemplo: la prueba de resistencia de aislamiento. En ella, el instrumento inyecta una tensión eléctrica (volts), el cual mide una corriente de fuga (micro-amperes) y la expresa en resistencia (megohms):

R = V / I

Entre los instrumentos de medición que operan con corriente directa, se encuentran: medidor de resistencia de aislamiento (megóhmetro), probador de potencial aplicado (hi-pot) y medidor de resistencia (óhmetro).

Las pruebas con corriente alterna, en términos generales, producen esfuerzos eléctricos similares a las condiciones reales de operación de los equipos, como las pruebas de factor de disipación, pruebas de relación de transformación, reactancia de dispersión, resistencia a tierra y potencial aplicado a frecuencia nominal o a baja frecuencia.

Qué equipo eléctrico probar
Prácticamente, todo equipo y sistema eléctrico se puede probar para verificar si cumple con las normas de producto, especificaciones, proyecto eléctrico, así como para valorar el estado funcional y estimar su vida útil.

Pruebas básicas
Si se considera que un sistema debe estar aislado con el fin de que no exista un cortocircuito o fallas a tierra, la prueba básica es la medición de resistencia de aislamiento. Esta prueba es aplicable a cables de media tensión, componentes de subestación compacta (bus, cuchillas, apartarrayos, interruptor), transformadores, componentes de tableros eléctricos (bus e interruptores), cables alimentadores y derivados; arrancadores, motores, etc. En general, en donde queramos comprobar que el aislamiento de los equipos es satisfactorio.

Otra prueba básica es la medición de la resistencia del sistema de tierra y continuidad de las conexiones. Dicha prueba se realiza en instalaciones nuevas para verificar que se cumpla la NOM-001-SEDE y, posteriormente, con el fin de asegurar que las condiciones iniciales se mantengan. Para el último caso se debe considerar la NOM-022-STPS, la cual indica que se tienen que realizar mediciones anualmente.

Métodos y procedimientos de prueba

Los métodos y procedimientos de prueba dependen de la prueba en cuestión y del equipo a probar. Por ejemplo, la norma mexicana NMX-J-169 establece los métodos de prueba para transformadores y autotransformadores de distribución y potencia. En algunas normas se establecen también criterios de evaluación.

Existen, además, normas de referencia como la NRF-048-PEMEX, referente al diseño de instalaciones eléctricas; en su anexo D, se indican criterios de evaluación para pruebas en campo. Por su parte, Comisión Federal de Electricidad cuenta con su Manual de procedimientos de pruebas de campo para equipo primario de subestaciones de distribución, denominado SOM-3531.

Pruebas confiables
El primer elemento a considerar es que las mediciones y pruebas eléctricas se realicen con equipos calibrados por un laboratorio acreditado para tal fin; es decir, acreditado por la Entidad Mexicana de Acreditación (EMA). Otra parte importante es el personal capacitado y calificado para realizar dichas pruebas, ya que, al final del día, lo importante no es tener el valor de prueba, sino el diagnóstico para saber qué hacer.

Existe otro elemento de gran importancia, el cual consiste en que las pruebas se realicen en forma sistemática; es decir, que existan procedimientos de seguridad y prueba documentados. Esto se obtiene con una compañía en donde esté colaborando personal calificado, que tiene la infraestructura (equipos calibrados) y un sistema de calidad certificado. De tal forma, se asegura que existirá un registro (archivo) de las mediciones para consultas futuras.

Medidas de seguridad básicas
La seguridad se obtiene utilizando instrumentos de medición adecuados, procedimientos de trabajo seguros y equipo de protección personal:

• Utilizar guantes aislantes
• No utilizar joyas o relojes de pulsera
• Utilizar gafas de seguridad
• Utilizar zapatos dieléctricos
• Utilizar ropa ignífuga

En cuanto a los instrumentos de medición:

• Verificar que la carcasa no esté rota y que los cables no estén desgastados
• Asegurarse de que las baterías tengan suficiente energía para obtener lecturas confiables
• Verificar la resistencia de los cables de prueba para detectar si no existe ruptura interna

Respecto a los procedimientos de trabajo, sobre todo con circuitos eléctricos con tensión:

• Enganche primero el cable de referencia o tierra, y después  conecte el cable con tensión
• Retire primero el cable con tensión y por último el cable de tierra o referencia
• Verifique el funcionamiento del instrumento de medición
• Utilice la regla de usar sólo una mano, con el fin de evitar cerrar el circuito a través del pecho y corazón

Para mayor información sobre aspectos de seguridad consultar la NOM-029-STPS, la cual establece las condiciones de seguridad para las actividades de mantenimiento en las instalaciones eléctricas en los centros de trabajo, a fin de evitar accidentes al personal responsable de llevar a cabo dichas actividades y a personas ajenas a ellas que se pudieran encontrar en riesgo. La norma mencionada aplica a todas las instalaciones eléctricas permanentes y provisionales, y a todas aquellas actividades de mantenimiento que se desarrollan en las líneas eléctricas aéreas y subterráneas.
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José Julián Prado
Ingeniero Electricista por la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica del Instituto Politécnico Nacional.  Director General de la empresa SERVELEC. Socio activo de AMERIC.