Resistencia y continuidad
La prueba de resistencia de devanados mide la resistencia de corriente continua de un devanado con un instrumento de baja resistencia. Encuentra malas conexiones, hilos rotos y contactos de tomas desgastados en transformadores, motores, reactores, reguladores y transformadores de instrumento, y los resultados se comparan entre fases, con los datos de fábrica corregidos por temperatura y con pruebas anteriores.
La prueba de resistencia de devanados mide la resistencia de corriente continua de los devanados eléctricos de un equipo. Un equipo de prueba hace circular una corriente estable por el devanado y mide el voltaje a través de él, y reporta la resistencia, que normalmente es pequeña. La prueba se aplica a transformadores de potencia y de distribución en cada posición de toma, a los estatores de motores y generadores de inducción y síncronos entre fases, a los devanados de campo y de excitatriz y a los resistores de descarga de las máquinas síncronas, a reactores en derivación y limitadores de corriente, a reguladores de voltaje de pasos y de inducción y cambiadores de tomas bajo carga, y a los devanados secundarios de transformadores de corriente y de potencial, incluidos los núcleos de relevación. Es una de las verificaciones eléctricas estándar porque requiere poco equipo, toma poco tiempo y revela defectos invisibles desde fuera, como hilos rotos, uniones de alta resistencia y malos contactos dentro de un cambiador de tomas. La resistencia medida refleja toda la trayectoria de la corriente, incluidas las conexiones de los bujes, los cables internos, las uniones y cada vuelta del devanado.
Un devanado es tan sólido como su unión más débil. Las conexiones soldadas o engastadas deficientes, los hilos que se rompieron durante el envío o por una falla pasante, los contactos de un cambiador de tomas que se han desgastado o carbonizado y las conexiones flojas de terminales elevan la resistencia sin que necesariamente se noten en otras pruebas. Estos defectos causan calentamiento local bajo carga, que puede degradar el aislamiento, producir gases en equipos llenos de líquido y, con el tiempo, abrir el circuito. En motores y generadores, una unión de alta resistencia o una fase desequilibrada produce corrientes desiguales, calentamiento adicional y pulsaciones de par. En un transformador de corriente, un devanado secundario con la resistencia equivocada afecta la exactitud y la capacidad de alimentar la carga de protección. Por eso la prueba de resistencia de devanados es estándar en la aceptación, para detectar problemas de fabricación y envío y fijar una referencia, y en el mantenimiento, para detectar problemas en desarrollo y después de cualquier falla o evento que pudiera haber dañado el equipo. También es la compañera del análisis de gases disueltos, ya que una falla térmica sin explicación puede apuntar a una mala conexión que esta prueba puede confirmar.
La resistencia de un devanado es igual al voltaje a través de él dividido entre la corriente continua estable que lo atraviesa, y depende de la longitud, la sección, el material y la temperatura del conductor, más la resistencia de cada unión a lo largo de la trayectoria. Como la inductancia no ofrece oposición a la corriente continua estable, la lectura es puramente resistiva, pero tarda en alcanzarse, porque un devanado con alta inductancia necesita tiempo para que la corriente se asiente antes de que la medición sea válida. Los transformadores grandes pueden tardar bastante, y los instrumentos más rápidos usan técnicas como una corriente de fuente mayor, la desmagnetización o la inyección en varios devanados a la vez. La resistencia aumenta con la temperatura, en una proporción conocida para el cobre y el aluminio, de modo que la lectura se corrige a una temperatura de referencia antes de compararla con otros datos. La medición usa cables separados de corriente y de voltaje, lo que mantiene fuera de la lectura la resistencia de cables y pinzas. Cuando las tres fases de un devanado son nominalmente idénticas, sus resistencias deben ser casi iguales, y una diferencia señala un defecto en una de ellas. Cuando la prueba se hace en cada posición de toma, la resistencia debe cambiar según un patrón suave y esperado, y una ruptura del patrón apunta a un problema de contacto o de cable en esa toma.
El equipo se desenergiza, se aísla, se conecta a tierra y se bloquea según los procedimientos del propietario, y se retiran de los terminales del devanado las conexiones externas que podrían dar trayectorias en paralelo. Como la prueba carga una inductancia, el devanado se descarga con seguridad antes de retirar los cables, y estos se manejan con cuidado cuando la fuente está encendida. Se conecta un equipo de prueba de baja resistencia con una salida de corriente adecuada al tamaño del devanado, con cables separados de corriente y de voltaje en los terminales del devanado que se mide. Las superficies de contacto limpias son esenciales. En un transformador se mide cada devanado por turno y la prueba se repite en cada posición de toma, moviendo el cambiador por su rango y devolviéndolo a la posición anotada antes de la prueba. En un motor se toman lecturas entre cada par de terminales del estator, y en los circuitos de campo y de excitatriz se miden por separado el devanado y cualquier resistor de descarga. En un transformador de instrumento se mide el devanado secundario a través de la toma o el núcleo pertinente. Se deja estabilizar la corriente, se registra la lectura y se mide la temperatura del devanado, cuidando de usar una temperatura representativa porque el equipo lleno de líquido puede estar más caliente por dentro que en la superficie. Las pruebas en un transformador suelen ordenarse de modo que las pruebas de corriente continua que magnetizan el núcleo sigan a cualquier trabajo de respuesta en frecuencia. Al terminar, la corriente se reduce lentamente y el devanado se descarga antes de mover los cables.
El registro contiene la resistencia medida de cada devanado, par de fases y posición de toma, junto con la temperatura del devanado y la manera en que se determinó, y la corriente utilizada. Anota el instrumento y su estado de calibración y la condición encontrada de las conexiones. Se documenta la toma o el núcleo al que pertenece cada lectura y cualquier lectura que se repitió. Cuando los resultados se presentan corregidos, se anotan la temperatura de referencia y la corrección aplicada, para que un lector posterior pueda reproducir la comparación. En conjunto, estos datos permiten comparar un resultado con los datos de fábrica y con pruebas futuras en igualdad de condiciones.
Esta página no indica límites numéricos. Los criterios publicados adoptan varias formas que se usan en conjunto. La primera es la comparación entre fases o entre devanados correspondientes, donde las lecturas de devanados nominalmente idénticos deben ser cercanas y se investiga la que se aparta. La segunda es la comparación con los datos de la prueba de fábrica o con la información de placa, después de la corrección de temperatura que lleva ambos a la misma referencia. La tercera es la coherencia del patrón de toma a toma, que debe cambiar de forma suave. La cuarta es la tendencia frente a resultados anteriores del mismo equipo, porque un valor que sube lentamente revela desgaste en desarrollo o una unión que se afloja. En los transformadores de instrumento, la resistencia del devanado secundario se juzga frente a los datos del fabricante y a la guía de IEEE C57.13-2016, y en reguladores de voltaje de pasos y de inducción frente a IEEE C57.15-2017, mientras que los reactores se juzgan frente a los datos del fabricante. Las pruebas se especifican en ANSI/NETA ATS-2025 para la aceptación y en ANSI/NETA MTS-2023 para el mantenimiento, y se encuentra más guía relacionada en IEEE C57.13.1-2017. Use sus copias con licencia de estos documentos para los valores y el texto vigentes.
En la aceptación, la prueba se realiza con cuidado en cada devanado y toma, porque establece la referencia con la que se comparará el equipo durante toda su vida y puede revelar daños en el transporte. En el mantenimiento suele tomarse un conjunto más corto de lecturas, con atención a las tomas de uso regular, y la temperatura del devanado se determina de la forma más consistente posible. Los transformadores llenos de líquido retienen el calor, de modo que importa una temperatura estabilizada; las unidades de tipo seco son más fáciles de medir en temperatura. Los motores y generadores se prueban de fase a fase porque el neutro puede no ser accesible, y la temperatura del devanado del estator suele derivarse de los detectores incorporados. Los circuitos de campo y de excitatriz de las máquinas síncronas y sus resistores de descarga se miden por separado. Los transformadores de instrumento tienen devanados pequeños y lecturas pequeñas, por lo que el manejo de los cables y la resolución del instrumento son importantes. Cuando hay un cambiador de tomas bajo carga, la resistencia estática del devanado en cada toma se combina con la resistencia dinámica, que examina lo que sucede entre tomas. La medición es también una de varias que se usan para investigar una falla térmica sugerida por el análisis de gases disueltos.
Las clases de equipo y las secciones de norma que exigen esta prueba, y los formularios de UltraDb que la incluyen.
La resistencia del cobre y del aluminio sube al aumentar la temperatura, así que un mismo devanado lee más alto en caliente que en frío. Corregir cada lectura a una temperatura de referencia común permite compararla con los datos de fábrica y con pruebas hechas otros días o a otras temperaturas.
Encuentra defectos en la trayectoria en serie, como uniones flojas o de alta resistencia, hilos rotos, contactos desgastados de cambiadores de tomas y malas conexiones de terminales. Las pruebas de aislamiento examinan el aislamiento entre partes, que es otro aspecto de la condición, de modo que cada prueba encuentra problemas que la otra puede pasar por alto.
Un devanado grande tiene alta inductancia, así que la corriente continua sube despacio hacia su valor estable, y la lectura no es válida hasta que se asienta. Los equipos de prueba usan mayor corriente de fuente, pasos de desmagnetización o inyección simultánea para acortar la espera sin afectar el resultado.
No de forma fiable. Unas pocas espiras en corto reducen la resistencia total solo ligeramente, a menudo menos que la variación normal, por lo que otras pruebas como la relación de transformación, la corriente de excitación y la respuesta en frecuencia son más adecuadas para encontrarlas. La resistencia de devanados es más eficaz para fallas de conexión y de conductor.
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