Isolação elétrica e como medir a resistência de isolamento em motores elétricos

Os equipamentos elétricos possuem uma classificação do nível de proteção contra acidentes por choque elétrico. Ele é usado para diferenciar os diferentes métodos/tipos de conexão e a proteção elétrica do equipamento. Os níveis se baseiam na norma internacional IEC 61140 (Protection against electric shock - Common aspects for installation and equipment) e são separados por classes, tais como:

Classe 0 - A proteção contra choques elétricos é dada pela própria isolação do equipamento/aparelho elétrico. Isto é, não existe o condutor de proteção conhecido como PE ou “fio terra”, fazendo a conexão entre a terra e as partes metálicas do aparelho elétrico.

Podemos exemplificar alguns eletrodomésticos com essa classe de proteção – ventiladores, televisores, rádios portáteis, etc.

Existem estudos, visando proibir a fabricação dos equipamentos elétricos de classe 0,  dando lugar a produtos contendo proteção de Classe II.

Classe I – Apenas os chassis do eletrodoméstico são conectados ao fio terra (condutor de proteção - PE), identificados pela da cor verde (ou verde/amarela).

 Classe II - A principal exigência de fabricação é que qualquer falha nos equipamentos/aparelhos elétricos não cause perigosas tensões elétricas expostas, que podem causar acidentes por choques elétricos. Esses eletrodomésticos são fabricados, no mínimo, com duas camadas de material isolante nas partes "vivas" (energizadas) e/ou de isolação reforçada.

Classe III - São dispositivos alimentados com extra-baixa tensão. A alimentação desses dispositivos é baixa o suficiente que qualquer pessoa, pode entrar em contato com uma parte "viva" de maneira segura e sem risco de choques elétricos, como por exemplo, a iluminação de piscinas.

Como medir a resistência de isolamento em motores elétricos

Um dos testes mais necessários antes de energizar qualquer motor elétrico trifásico é medir a resistência do isolamento. A resistência de isolamento de um motor ou gerador pode variar conforme seu tamanho ou pelas características de seu projeto.

As medidas, ainda, podem ser afetadas pelas condições de umidade, temperatura ou pela magnitude do teste e sua duração. Tem-se como padrão considerar que a resistência mínima de um isolamento nunca poderá estar abaixo do resultado da seguinte fórmula:

Rm =  (Tensão da Máquina + 1 megohm a 40ºC)/1000

Estando acima desse valor, pode-se com certa margem de segurança, considerar o equipamento em condições satisfatórias para efeito de operação e pode-se, também, efetuar outros testes, como, por exemplo, Índice de Polarização ou, até mesmo passar o HI-POT.
Toda medida de resistência do isolamento deverá ser sempre considerada estando o equipamento a uma temperatura de 40ºC. Se o equipamento estiver em outra temperatura que não os 40ºC, será necessário efetuar os cálculos para correção ao equivalente ao valor de 40ºC.
A resistência do isolamento diminui consideravelmente à medida que a temperatura se eleva. Por isso, todos os resultados de testes feitos com Megger sempre devem ser acompanhados da tomada da temperatura do equipamento e esta temperatura corrigida para um valor básico.
Aqui temos uma tabela que poderá ser usada para correção da temperatura.

O equipamento a ser testado deve estar desenergizado e desconectado de qualquer outro equipamento ou cabos.
Na tabela ao lado, o eixo x (horizontal) indica a temperatura que se encontra o isolamento a ser medido e o eixo y (vertical) é uma constante, a qual você deve utilizar procedendo conforme abaixo descrito:

Exemplo para aplicação da Tabela:
Se você, medindo a resistência do isolamento do estator de um motor, obteve um valor hipotético de 5300 megohms a temperatura de 65ºC, multiplique esse valor pelo coeficiente onde a linha vertical da temperatura cruza com a linha diagonal da tabela.
No caso do exemplo acima, seria multiplicar 5300 por 5 e então você teria a resistência de 26500 megohms que seria o valor a 40ºC.

Agora que você já sabe transformar a temperatura medida para a temperatura a 40ºC, podemos começar a trabalhar

Você precisa ter em mãos os equipamentos a seguir indicados, antes de iniciar seu trabalho de medição da resistência do isolamento.
Tenha em mãos:

Megger nas escalas de 500V, 1000V, 2500V e 5000V, Termômetro de Contato e Cronômetro

O Megger nas escalas citadas acima servirá, também, para você obter os índices de polarização, absorção e envelhecimento dos enrolamentos.

EPI´s:
Nunca esqueça de usar os Equipamentos de Proteção Individual ao realizar este teste.

Agora que você já está de posse de um Megger, de um Termômetro, de um Cronômetro e está devidamente protegido usando os EPI´s adequados,

Vamos ao trabalho.

1 – Medindo resistência entre fases de um enrolamento de motor passo a passo

Certifique-se que o equipamento que você está testando está desconectado de qualquer outro. Verifique a temperatura do equipamento. Ela deve estar próxima aos 40ºC. Se estiver muito acima ou abaixo dos 40ºC, você deverá usar a tabela de conversão
mostrada anteriormente.

Para sua melhor compreensão, vamos utilizar um motor com 12 cabos de saida, ligação 1 delta, 440V, conforme visto na figura da foto ao lado. No desenho da figura ao lado mostramos o esquema de ligação desse motor, ou seja, ligação em 1 triângulo para 440V.

Veja como está a ligação: Cabo 1 ao cabo 12, Cabo 2 ao cabo 10, Cabo 3 ao cabo 11

Cabo 4 ao cabo 7, Cabo 5 ao cabo 8 e Cabo 6 ao cabo 9

Passo 1:
Conecte o terminal de saída cor preta do Megger no cabo 1 do motor e o terminal de saída cor vermelha do Megger no terminal da escala de 500V no cabo 2 do motor, conforme se pode observar pelas fotos das figuras abaixo. Observe que estamos passando o Megger na escala de 500V, conforme você  pode observar na figura ao lado.
Mesmo para motores ligados internamente para menores tensôes, podemos fazer a medição da resistência do isolamento usando Megger na escala de 500V.

Cabos de saída do motor ligado ao Megger e lembre-se de conectar o fio terra (verde) do megger à carcaça do motor.

Lembre-se que você está trabalhando com tensões de 500V a 5000V e, portanto, deve tomar todos os cuidados necessários para proteger sua integridade física e a integridade dos demais. Antes de ligar o megger, certifique-se se todas as medidas de segurança estão sendo obedecidas e se você está usando os EPI´s apropriados para essa operação. Se necessário, isole a área onde você estará realizando o teste.

NUNCA DESCUIDE DA SEGURANÇA

Passo 2: Ligue o Megger, aperte a tecla A e observe o deslocamento do ponteiro para a esquerda. Se o ponteiro não se deslocou, aperte a tecla B e assim por diante até a tecla D, se necessário.
Passo 3: Estabilizado o ponteiro, dispare o cronômetro e espere 60 segundos. Anote em uma ficha o valor obtido, considerando as faixas A,B,C ou D que  você utilizou
Desligue o Megger

Conecte o terminal vermelho do megger ao cabo 3. Repita as operações dos passos 2 e 3 e anote os resultados. Conecte o terminal preto do megger ao cabo 2 do motor. Repita as operações dos passos 2 e 3 e anote os resultados. Como se trata de um motor de 12 pontas, repita as mesmas operações para os cabos 4, 5 e 6 e terá concluída a medição de resistência entre fases do motor

2 – Medindo resistência contra massa: Passo a Passo

No ítem número 1 anterior,  você aprendeu como medir a resistência do isolamento entre fases do motor.

Utilizamos, como exemplo, um motor com 12 pontas ou seja, com 12 cabos de saída, o qual permite ligações externas em 220V/380/440/760V.

Para medir a resistência do isolamento contra massa, você deve proceder da mesma forma que foi mostrado anteriormente.

A diferença, agora, é que você vai medir a resistência do isolamento contra massa e não mais contra as fases do motor.

Vamos imaginar que estamos fazendo a medição da resistência do isolamento no mesmo motor com 12 pontas e ligação em 1 delta, 440V. O instrumento e os procedimentos são exatamente os mesmos que utilizamos na medição da resistência do isolamento entre fases.

Faça o fechamento das ligações, conforme mostrado na figura acima O cabo verde mostrado no Megger ao lado continua sendo para conexão a terra. O cabo preto agora deverá se conectado firmemente à carcaça. O cabo vermelho será conectado ao cabo de saída número 1 do motor.

Nota: Observe que o cabo vermelho do Megger está conectado na escala de 500V, pois, vamos utilizar essa tensão para medirmos a resistência do isolamento contra massa.

Observe que o cabo preto do megger deverá ficar firmemente fixado à carcaça do motor, geralmente a um parafuso na carcaça, conforme mostrado na figura ao lado

Estando os cabos devidamente conectados e depois que você tenha tomado todas as medidas de segurança já descritas anteriormente, ligue o meger o proceda conforme passos 1, 2 e 3 descritos no procedimento de medição da resistência do isolamento entre fases do motor.
Da mesma forma que fizemos anteriormente, devemos registrar num formulário os valores obtidos na medição da resistência do isolamento do estator do motor contra massa. Terminado o processo de medição da resistência do isolamento tanto entre fases do motor quanto contra massa, podemos considerar o motor apto a entrar em operação se os valores obtidos atenderem ao mínimo estabelecido pela fórmula vista no início deste trabalho.
Esse mínimo, porém, não é tudo. Para se ter segurança quanto ao desempenho do motor, faz-se necessárias outras medições e até outros testes, os quais irão determinar o estado geral do material isolante.

fonte: http://www.datalink.srv.br