Vigilancia del aislamiento: El concepto

Principio de funcionamiento de un vigilante del aislamiento

El vigilante del aislamiento se conecta entre los conductores de red activos y tierra, superponiendo a la red una tensión de medida Um. Si se produce un fallo de aislamiento, el circuito de medida se cierra entre la red y tierra mediante el fallo de aislamiento RF, de modo que se produce una corriente de medida Im proporcional al fallo. Esta corriente de medida causa una caída de tensión en la resistencia de precisión Rm, que es analizada por el sistema electrónico. Si esta caída de tensión supera un valor determinado, que equivale a una resistencia de aislamiento determinada, se genera un mensaje. Los requisitos específicos que debe cumplir el vigilante del aislamiento se detallan en la norma EN 61557-8 (VDE 0413-8). A través del vigilante del aislamiento, el operador de la instalación obtiene la ventaja de información necesaria para planificar y realizar a tiempo las medidas de mantenimiento correspondientes.

Según la norma EN 61557-8 (VDE 0413-8): los vigilantes del aislamiento, según su principio de medida predefinido, deben poder monitorizar deterioros del aislamiento tanto simétricos como asimétricos.

Observaciones:

  • Se produce un deterioro simétrico del aislamiento cuando la resistencia de aislamiento de todos los conductores de la red moni­torizada se reduce (aprox.) por igual. Se produce un deterioro asimétrico del aislamiento cuando la resistencia de aislamiento, p. ej., de un conductor se reduce mucho más que la del resto de conductores.
  • Los denominados "relés de puesta a tierra", que utilizan como único criterio de medida la asimetría de tensión (tensión de desplazamiento) que se genera al producirse un fallo a tierra, no son vigilantes del aislamiento según hace referencia esta norma.
  • En determinadas condiciones de red, puede ser necesaria una combinación de varios procedimientos de medida para cumplir las funciones de vigilancia, incluida una vigilancia de asimetría.

Indicaciones: los fallos de aislamiento simétricos se producen con frecuencia en las redes de corriente continua y en los circuitos de mando o control. Si el valor de la resistencia de ambos fallos de aislamiento es parecido, los vigilantes del aislamiento, cuyo funcionamiento se basa en el principio de medida de la tensión de desplazamiento, no registran estos fallos. Por esta razón, las normas IEC 61557-8 y EN 61557-8 (VDE 0413-8) exigen el uso de vigilantes ­del aislamiento con medida activa.

Imagen: Fallo de aislamiento unipolar (asimétrico)
Fallo de aislamiento unipolar (asimétrico)
Imagen: Fallo de aislamiento simétrico
Fallo de aislamiento simétrico

Procedimiento de medida

"Superposición de tensión continua de medida"

Un procedimiento de medida muy utilizado es la superposición de una tensión continua de medida entre el conductor de red y el conductor de protección.

Este procedimiento de medida es apropiado para vigilar los sistemas CA o 3(N)CA clásicos, p. ej., en motores. Si se utiliza este procedimiento de medida en sistemas CA o 3(N)CA en los que existen componentes de corriente continua conectados directamente, estas corrientes continuas falsean los resultados de medida, es decir, los fallos de aislamiento de tensión continua se notifican con una mayor sensibilidad de respuesta. Las capacidades de derivación­ de la red Ce solo se cargan con la tensión de medida y no influyen en la medida tras un breve fenómeno transitorio.

Procedimiento de medida "AMP"

El procedimiento de medida AMP patentado por Bender se basa en una tensión de medida con una sincronización especial, gestionada por un microcontrolador y que se adapta automáticamente a las condiciones de la red eléctrica. Con un análisis respaldado por software, se diferencia entre las partes de corriente de derivación de red que se producen como magnitud perturbadora en el circuito de análisis, y las magnitudes proporcionales a la resistencia de aislamiento óhmica. De este modo, las interferencias perjudiciales de banda ancha que surgen, p. ej., en el funcionamiento con convertidores, no impiden determinar con exactitud la resistencia del aislamiento.

En el procedimiento de medida AMP+, la supresión de interferencias ha mejorado aún­ más. Los equipos con este procedimiento de medida pueden utilizarse en redes CA, CD y CA/CD, p. ej., redes con cambios de tensión o frecuencia, altas capacidades de derivación o partes de tensión­ continua. De este modo, se adaptan a las redes de distribución modernas, que suelen presentar estas magnitudes de influencia (convertidores, CEM).

Resumen de los procedimientos de medida

Existe una relación directa entre el sistema IT, su estructura, sus componentes y el procedimiento de medida del vigilante del aislamiento. Por ello, es importante para el diseño de la red saber con qué procedimiento de medida trabaja cada vigilante del aislamiento. La tabla siguiente muestra la selección del procedimiento de medida en función de las características de la red.

Imagen: Selección del procedimiento de medida en función de las características de la red
Selección del procedimiento de medida en función de las características de la red