3.1 Prova individuale
3.1.11 Misura della resistenza di isolamento
Nozioni di base
Essenzialmente le prove si svolgono conformemente alla norma IEEE 43-2013. La prova riguarda i componenti nel corso del montaggio della macchina oppure la macchina completa nell'ambito della prova individuale o di tipo e durante il ciclo di vita del prodotto in fase di controllo diagnostico dello stato dell'isolamento.
Vengono verificati lo stato di isolamento dell'avvolgimento e i componenti integrati e di montaggio elettricamente isolati verso terra. Se necessario, lo stato dell'isolamento viene verificato anche l'uno con l'altro e ne vengono assicurati i requisiti minimi definiti.
In questo modo, oltre alle prove della tensione di tenuta, si dimostra che l'esecuzione e il funzionamento dell'isolamento dell'avvolgimento rispetto alla massa sono corretti.
La resistenza di isolamento viene misurata sull'avvolgimento dello statore o sulla macchina completa. La misura riguarda la resistenza dell'isolamento dell'avvolgimento rispetto a terra oppure fasi di avvolgimento ed elementi dell'avvolgimento gli uni rispetto agli altri. La grandezza della resistenza di isolamento è una misura della capacità di isolamento di parti sotto tensione rispetto alla massa o l'una rispetto all'altra.
La misura della resistenza di isolamento consente di trarre le seguenti conclusioni:
• Osservanza dei processi di produzione secondo le direttive, ad es. indurimento delle Prove
3.1 Prova individuale
I risultati di misura vengono influenzati dai seguenti fattori:
• Dimensioni della macchina relativamente all'avvolgimento dello statore
• Struttura e progettazione dell'isolamento
• Materiali utilizzati
La seguente tabella mostra i componenti isolati di una macchina e le prove e le tensioni di misura da utilizzare preferibilmente a tale scopo. Le tensioni di prova possono variare leggermente da uno stabilimento all'altro.
Tabella 3-1 Tensioni di prova DC per le varie tensioni nominali del motore per il calcolo della resistenza di isolamento dell'avvolgimento
Tensione nominale UB del motore in V Tensioni di prova DC in V
IEEE 43 API 541 4th API 5th
Tabella 3-2 Tensioni di prova DC per il calcolo della resistenza di isolamento degli accessori integrati e degli accessori montati esternamente
Componenti isolati Tensioni di prova DC in V
Sensore di temperatura degli avvolgimenti 500 ... 1000
Riscaldamento anticondensa rispetto alla terra/all'avvolgi‐
mento UN fino a 1000 V 500
Cuscinetti isolati 100 ... 250
Altri componenti isolati 500
La misura riguarda la resistenza dell'isolamento dell'avvolgimento rispetto al potenziale verso terra. Se il punto stella è accessibile o aperto, viene misurata anche la resistenza di isolamento delle fasi dell'avvolgimento e/o degli elementi dell'avvolgimento gli uni rispetto agli altri.
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Figura 3-9 Schema elettrico della misura dell'isolamento
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Figura 3-10 Misura della resistenza di isolamento dell'avvolgimento
Per gli avvolgimenti e i componenti integrati o di montaggio sono stabilite delle resistenze di isolamento minime per gli avvolgimenti nuovi e usati conformemente alla seguente tabella.
Tabella 3-3 Valori minimi per la resistenza di isolamento
Componenti isolati Valori minimi per le macchine usate in MΩ Valori minimi per le macchi‐
ne nuove in MΩ IEEE 43-2000 Siemens / Large Drives
40 °C 25 °C 25 °C 40 °C 25 °C
Avvolgimento dello statore UN < 1000 V * 5 20 20 25 100
Avvolgimento dello statore UN ≥ 1000 V 100 300 300 500 1500
Sonda termica dell'avvolgimento rispetto alla
terra - - 500 - 2500
Riscaldamento anticondensa rispetto alla terra - - 1 - 5
Riscaldamento anticondensa rispetto all'avvolgi‐
mento UN fino a 1000 V
- - 20 - 100
Cuscinetti isolati - - 1 - 1
Altri componenti isolati - - 100 - 500
* Valori per l'avvolgimento completo verso terra. Per la misura di singole fasi valgono i valori minimi doppi
I valori minimi per la resistenza di isolamento degli isolamenti / avvolgimenti nuovi si applicano con le tensioni di misura indicate nella tabella.
I valori minimi valgono per le seguenti condizioni:
• Temperatura di misura pari a 25 °C ±5 °C o 40 °C ±5 °C
• Umidità relativa inferiore al 70 % Prove
3.1 Prova individuale
Con temperature di misura e/o dell'oggetto diverse, i valori di misura vengono convertiti a una temperatura di riferimento pari preferibilmente a 40 °C in base alle seguenti equazioni tratte dalla IEEE 43.
RC = KT · RT RC Resistenza di isolamento convertita in base a una temperatura di riferimento di 40 °C
KT Coefficiente di temperatura
RT Resistenza di isolamento misurata con temperatura di misura / dell'oggetto T
Il coefficiente di temperatura KT si calcola nel seguente modo:
KT = 0,5 (40-T)/10 40 Temperatura di riferimento
10 Dimezzamento / raddoppio della resistenza di isolamento con 10 K T Temperatura di misura/dell'oggetto
Mezzi di prova
La misura viene eseguita con un misuratore di isolamento o con una sorgente in corrente continua altamente stabile e un microamperometro.
Svolgimento della prova
La prova viene eseguita prima della prima accensione della macchina. La resistenza di isolamento viene determinata in via preferenziale per le tensioni indicate nella tabella precedente. Per le macchine di grandi dimensioni vengono misurate preferibilmente le fasi dell'avvolgimento. Condizione a tale scopo è un punto stella accessibile e aperto.
1. La misura viene effettuata tra l'avvolgimento e la terra. Altri avvolgimenti, sonde termiche dell'avvolgimento integrate ed eventualmente altri componenti integrati o di montaggio sono collegati alla terra.
2. Vengono utilizzate le tensioni di misura conformemente alla tabella in alto o alla specifica pertinente.
– Alla prova di tipo i valori vengono letti dopo 1 min.
– La prova individuale termina al raggiungimento dei valori minimi.
3. Al termine della misura, gli avvolgimenti vengono scaricati.
Risultato
Per gli avvolgimenti e i componenti integrati o di montaggio sono stabilite delle resistenze di isolamento minime conformemente alla tabella in alto. La prova è superata se questi valori vengono raggiunti. In caso di valori più elevati dell'umidità dell'aria o della temperatura possono prodursi valori inferiori delle resistenze di isolamento.
La prova viene confermata in un certificato 3.1 o, in caso di ordinazione di un collaudo del cliente, in un certificato 3.2.
Prove 3.1 Prova individuale