A un motor de media tensión se le prueba el aislamiento a tierra (resistencia de aislamiento e índice de polarización según IEEE 43), el aislamiento entre espiras (prueba de impulso comparativa), la continuidad y el balance de los devanados (resistencia de devanados) y, en máquinas de mayor tensión, el envejecimiento del aislamiento con tangente delta y descargas parciales (IEC 60034-27). Juntas dicen si el motor puede arrancar sin riesgo y cómo evoluciona su aislamiento.
Qué se prueba en un motor de media tensión
Un motor de media tensión mueve bombas, compresores, ventiladores y molinos que suelen ser el corazón del proceso. Una falla del devanado del estator lo deja fuera por semanas y casi siempre empieza en el aislamiento: a tierra, entre fases o entre espiras. Las pruebas eléctricas buscan ese deterioro antes de que termine en un cortocircuito.
En algunos países estos motores se llaman de alta tensión, porque superan 1 kV; la idea es la misma: máquinas de inducción o síncronas con devanado de bobinas preformadas, alimentadas desde una celda con sus protecciones de motor.
Las pruebas se agrupan en estáticas, con el motor detenido, desconectado y aislado del cable de alimentación, y dinámicas, con el motor en marcha. Esta guía se centra en las estáticas, que son las que deciden si un motor puede volver a arrancar.
Resistencia de aislamiento e índice de polarización (IEEE 43)
Es la prueba base. Se aplica tensión continua entre el devanado y la carcasa y se mide la resistencia en el tiempo. El índice de polarización (PI) divide la lectura a 10 minutos entre la de 1 minuto: en un aislamiento seco y limpio la resistencia sube porque la corriente de absorción decae.
IEEE 43, la práctica recomendada para máquinas rotativas, define la tensión de prueba según la tensión nominal del devanado y los mínimos de aceptación:
| Tensión nominal del devanado | Tensión continua de prueba (IEEE 43) |
|---|---|
| Menor de 1000 V | 500 V |
| 1000 a 2500 V | 500 a 1000 V |
| 2501 a 5000 V | 1000 a 2500 V |
| 5001 a 12 000 V | 2500 a 5000 V |
| Mayor de 12 000 V | 5000 a 10 000 V |
Para devanados de bobinas preformadas fabricados después de 1970, la resistencia mínima recomendada a 1 minuto, corregida a 40 °C, es de 100 MΩ. El PI mínimo es 2,0 para aislamientos de clase B y superiores. IEC 60034-27-4 cubre la misma medición con su propio procedimiento y valores mínimos recomendados.
Qué detecta: humedad, suciedad conductiva, contaminación por aceite o polvo, y fallas francas a tierra. Qué no detecta: debilidades entre espiras ni el envejecimiento térmico de un aislamiento que sigue seco.
Resistencia de devanados
Se mide la resistencia de cada fase con corriente continua y un método de cuatro hilos, como en la prueba de resistencia de devanados de transformadores. En un motor sano las tres fases deben ser casi iguales; una diferencia apunta a conexiones de cabezas de bobina flojas o soldaduras agrietadas, espiras en cortocircuito o un conductor con hilos rotos. Los valores se corrigen por temperatura antes de compararlos con fábrica.
Algunos equipos de análisis de circuito de motores complementan con mediciones en alterna de inductancia e impedancia por fase. El desbalance entre fases ayuda a encontrar problemas entre espiras y, en motores de rotor de jaula, indicios de barras dañadas cuando se mide en varias posiciones del rotor.
Prueba de impulso comparativa (surge test)
En continua la tensión se reparte entre el devanado y la carcasa, no entre las espiras. La prueba de impulso aplica pulsos de frente rápido que sí cargan el aislamiento entre espiras, y compara la forma de onda de oscilación de cada fase con las otras. Si una espira cede, la onda de esa fase cambia de frecuencia o de amplitud.
IEEE 522 es la guía para probar el aislamiento entre espiras de bobinas preformadas, incluso en máquinas en servicio como prueba de mantenimiento preventivo, y sugiere los niveles de prueba. IEC 60034-15 fija los niveles de tensión de impulso soportada para bobinas preformadas; su edición de 2025 busca armonizarlos con IEEE 522. Es la única prueba de esta lista que evalúa directamente las espiras, donde empiezan muchas fallas.
Tangente delta y descargas parciales en el estator
En motores de mayor tensión el aislamiento de mica y resina envejece por temperatura, vibración y descargas internas. Dos pruebas lo evalúan:
- Tangente delta (factor de disipación) y su incremento con la tensión (tip-up). Se mide a varias tensiones en alterna. Un aislamiento con vacíos internos o delaminado muestra una tan δ que sube con la tensión. IEEE 286 es la práctica recomendada para el tip-up del factor de potencia en el aislamiento de bobinas del estator, e IEC 60034-27-3 cubre la medición del factor de disipación en devanados con recubrimiento conductivo de ranura de 6 kV en adelante. Más detalle en la guía de factor de potencia y tangente delta.
- Descargas parciales. Detectan las pequeñas descargas en vacíos, en la salida de ranura o entre cabezas de bobina. IEC 60034-27-1 cubre la medición fuera de línea y IEC 60034-27-2 la medición en línea, con el motor en servicio. Su valor está en la tendencia de una misma máquina más que en un número aislado.
Estas pruebas se aplican sobre todo a motores de 6 kV en adelante y a máquinas críticas. En motores pequeños de media tensión con poco aislamiento de ranura el aporte es menor.
Cuándo probar un motor
| Momento | Por qué |
|---|---|
| Recepción y puesta en servicio | Línea de base; confirma que el transporte y el montaje no dañaron el devanado |
| Mantenimiento programado | Tendencia del aislamiento; decide limpiezas, secados o rebobinados con tiempo |
| Antes de arrancar tras una parada larga | Un motor frío y húmedo puede fallar al primer arranque |
| Después de un disparo | Si actuó la diferencial de motor 87M o una falla a tierra, confirma si el devanado está dañado |
| Después de un rebobinado o reparación | Verifica el trabajo del taller antes de volver a servicio |
La secuencia importa: primero las pruebas de baja energía, como resistencia de aislamiento y de devanados; las de mayor esfuerzo, como impulso o tensión aplicada, solo si las primeras salieron bien. IEEE 1415 es la guía de pruebas de mantenimiento y análisis de fallas de máquinas de inducción y ordena estas pruebas por objetivo.
Una prueba aislada dice poco. El valor está en comparar las tres fases, contra fábrica y contra la medición anterior, y en leer los resultados juntos con las protecciones del motor: muchos disparos al arrancar no son del devanado sino de los ajustes, como explica la guía de disparos por sobrecorriente en el arranque.
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Referencias
- IEEE Std 43-2013, Recommended Practice for Testing Insulation Resistance of Electric Machinery.
- IEEE Std 286, Recommended Practice for Measurement of Power Factor Tip-Up of Electric Machinery Stator Coil Insulation.
- IEEE Std 522-2023, Guide for Testing Turn Insulation of Form-Wound Stator Coils for Alternating-Current Electric Machines.
- IEEE Std 1415, Guide for Induction Machinery Maintenance Testing and Failure Analysis.
- IEC 60034-15, Rotating electrical machines – Part 15: Impulse voltage withstand levels of form-wound stator coils for rotating a.c. machines.
- IEC 60034-27-1, -27-2, -27-3 y -27-4: descargas parciales fuera de línea y en línea, factor de disipación y resistencia de aislamiento en devanados de máquinas rotativas.
Preguntas frecuentes
¿Qué valor de índice de polarización debe tener un motor de media tensión?
IEEE 43 recomienda un índice de polarización mínimo de 2,0 para aislamientos de clase térmica B y superiores, que son los de casi todos los motores de media tensión modernos, y de 1,5 para clase A. Si la resistencia a 1 minuto es muy alta, del orden de 5000 MΩ o más, el PI puede no ser significativo.
¿Qué diferencia hay entre la prueba de aislamiento y la prueba de impulso a un motor?
La resistencia de aislamiento evalúa el aislamiento entre el devanado y la carcasa. La prueba de impulso comparativa (surge test) aplica pulsos rápidos que reparten la tensión entre las espiras y revela debilidades en el aislamiento entre espiras, que la prueba en continua no ve.
¿Qué son las pruebas estáticas y dinámicas de un motor?
Las estáticas se hacen con el motor detenido y desconectado: aislamiento, devanados, impulso, tan δ. Las dinámicas se hacen con el motor en marcha y miden corrientes, tensiones, vibración o descargas parciales en línea para ver cómo se comporta con carga.