Autor Tema: Vigilante de aislamiento  (Leído 2154 veces)

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Desconectado juaperser1

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Vigilante de aislamiento
« en: 22 de Enero de 2018, 13:54:27 »
Bueno voy ha hacer un vigilante de aislamiento de un sistema IT como los utilizados en quirofanos y estoy investigando a ver cual es la mejor forma de hacerlo, a ver si alguien tiene experiencia o se le ocurre algo bueno.

En principio partire desde el transformador de aislamiento en conexion  Un3(N)AC es decir las 3 fases mas un neutro aislado de la tierra por una impedancia muy grande:

tengo que medir esa impedancia:


En principio se me ocurre como sacar la resistencia pero no como sacar la impedancia, por ejemplo midiendo la diferencia de potencial entre las fases y la tierra y con la diferencia calcular la intensidad de fuga o hacer un neutro y medir la tensión en ese punto:


* Sin título.png
(49.68 kB, 799x376 - visto 418 veces)


¿O pensais que es mejor utilizar algún integrado de monitor de potencia por fase? a ver si a alguien se le ocurre algo interesante

Un saludo y gracias

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Desconectado Yoshua

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Re:Vigilante de aislamiento
« Respuesta #1 en: 22 de Enero de 2018, 16:55:46 »
Creo que tendrias que medir el voltaje entre el neutro y tierra y usar la corriente del neutro; ademas hacer un diferencial entre las corrientes de las lineas con la del neutro por si tenes alguna fuga a tierra o entre las fases.

Desconectado juaperser1

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Re:Vigilante de aislamiento
« Respuesta #2 en: 22 de Enero de 2018, 18:08:51 »
Citar
Creo que tendrias que medir el voltaje entre el neutro y tierra y usar la corriente del neutro; ademas hacer un diferencial entre las corrientes de las lineas con la del neutro por si tenes alguna fuga a tierra o entre las fases.

Gracias por contestar, el neutro no lo tengo accesible por eso he creado ese segundo "neutro" con las resistencias, teoricamente la tensión entre ese segundo "neutro" y la tierra debe ser 0.

Así que de ahi podemos sacar la tensión en los extremos de la impedancia, por otro lado habia pensado en poner un Shunt en cada fase, (en el punto rojo) y ver que la suma de intensidades sera 0, en el caso de que la diferencia no sea 0 la diferencia seria la intensidad que pasa por la impedancia pudiendo sacar asi el valor, no se si esta teoría podría servir.

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Desconectado Yoshua

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Re:Vigilante de aislamiento
« Respuesta #3 en: 22 de Enero de 2018, 18:35:47 »
El voltaje entre el "neutro virtual" y la tierra va a variar con la corriente y con el valor de Z1. Si usas sensores de corriente hall para cada fase y medís el voltaje entre tierra y el "neutro virtual" obtendrias el valor de Z1.

EDITO: Me puse a probar y nada que ver :oops:
« Última modificación: 22 de Enero de 2018, 19:11:49 por Yoshua »

Desconectado KILLERJC

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Re:Vigilante de aislamiento
« Respuesta #4 en: 22 de Enero de 2018, 21:56:49 »
Citar
Creo que tendrias que medir el voltaje entre el neutro y tierra y usar la corriente del neutro; ademas hacer un diferencial entre las corrientes de las lineas con la del neutro por si tenes alguna fuga a tierra o entre las fases.

Gracias por contestar, el neutro no lo tengo accesible por eso he creado ese segundo "neutro" con las resistencias, teoricamente la tensión entre ese segundo "neutro" y la tierra debe ser 0.

Vi algunos vigilantes de aislamientos y solo requieren conexion de las 3 fases + tierra, asi que imagino que el neutro va a ser generado de esa forma. La diferencia de tension te va a dar si circula corriente o no por la impedancia. El problema es que tenemos 2 incognitas para calcular una u otra, no conocemos ni la impedancia, ni la corriente. Y es un problema...

Así que de ahi podemos sacar la tensión en los extremos de la impedancia, por otro lado habia pensado en poner un Shunt en cada fase, (en el punto rojo) y ver que la suma de intensidades sera 0, en el caso de que la diferencia no sea 0 la diferencia seria la intensidad que pasa por la impedancia pudiendo sacar asi el valor, no se si esta teoría podría servir.

La corriente que circula por las cargas equilibradas que vos pusiste obviamente te van a dar 0 (porque están equilibradas). Las corrientes de lo que tengan los demás equipos no van a influir por lo que pase por tu carga conectada en paralelo.

Si es medir la impedancia, entonces podrias poner una impedancia alta y conocida (entre neutro y tierra ), y observar la corriente que circula por la misma. Por estar en paralelo vas a tener una parte de la corriente, y teniendo la tension podes saber masomenos que impedancia tiene.

Si queres detectar algun fallo en la aislacion, pienso en los siguientes problemas:

- 1 fase a tierra
- 2 o mas fases a tierra
- neutro a tierra

Pero esto lo maneja mejor un disyuntor diferencial.

Desconectado Chaly29

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Re:Vigilante de aislamiento
« Respuesta #5 en: 23 de Enero de 2018, 00:09:17 »
Hola juaperser1. No entiendo la finalidad de tal instrumento.
Si es medir la posible pérdida de corriente. Pues por que sencillamente no colocas un amperimetro en serie con la resistencia de tierrra. O una bobina diferencial entre las 3 fases?
Lo del neutro artificial creado por las 3 resistencias.... creo es imposible. Ya que nunca la tensión entre fases será idéntica.
Pero creo que para aportar una idea válida.  Lo mejor seria que comentes la finalidad real del instrumento.

Un saludo.

Atte. CARLOS.
La teoría es cuando se sabe todo y nada funciona. La práctica es cuando todo funciona y nadie sabe por qué.

Desconectado juaperser1

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Re:Vigilante de aislamiento
« Respuesta #6 en: 23 de Enero de 2018, 07:08:11 »
Hola Killer y chaly, gracias por contestar.

Citar
Si es medir la impedancia, entonces podrias poner una impedancia alta y conocida (entre neutro y tierra ), y observar la corriente que circula por la misma. Por estar en paralelo vas a tener una parte de la corriente, y teniendo la tension podes saber masomenos que impedancia tiene.

Esa resistencia ya esta en la instalación mediante el transformador de aislamiento, es una instalación IT típica de quirofanos, veterinarios, dentistas, etc. Entonces necesito medir esa impedancia.

Citar
La corriente que circula por las cargas equilibradas que vos pusiste obviamente te van a dar 0 (porque están equilibradas). Las corrientes de lo que tengan los demás equipos no van a influir por lo que pase por tu carga conectada en paralelo.

Exacto como tu dices debe de dar 0, pero como la impedancia entre la tierra y el neutro no es infinita, va ha existir una diferencia por lo tanto no va ha ser 0 (o esa es mi teoría) entonces, poniendo un shunt por fase en las que se une el " segundo neutro" y sacar la intensidad que se fuga por esa impedancia. Entre esa intensidad y la tension del punto del "segundo neutro" creo que podríamos sacar el valor de la impedancia.

Pero habría que medir el angulo de fase y la tensión de fase, ya que no se puede suponer que sean ideales y estén separadas 120º no se si habra algun integrado que haga esto, como un monitor de potencia por ejemplo.

Citar
Vi algunos vigilantes de aislamientos y solo requieren conexion de las 3 fases + tierra

exacto, el neutro no entra en ninguno de los modelos comerciales que he visto y desgraciadamente solo he tenido acceso a uno muy antiguo que ya no cumple normativas, este genera el "segundo neutro" y lo mide con un adc simple y una etapa de amplificacion con AO.

No he encontrado ningún "teardown" por internet para poder ver por donde van los tiros, estaría bien saber como lo hacen.


Hola juaperser1. No entiendo la finalidad de tal instrumento.
Si es medir la posible pérdida de corriente. Pues por que sencillamente no colocas un amperimetro en serie con la resistencia de tierrra. O una bobina diferencial entre las 3 fases?
Lo del neutro artificial creado por las 3 resistencias.... creo es imposible. Ya que nunca la tensión entre fases será idéntica.
Pero creo que para aportar una idea válida.  Lo mejor seria que comentes la finalidad real del instrumento.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Hola chaly la finalidad del intrumento es la que he comentado, no tiene más, en las instalaciones IT es obligatorio por normativas y reglamento colocar un vigilante de aislamiento, el cual monitoriza el aislamiento a tierra y da una alarma en caso de que sea una resistencia baja o una intensidad superior a 4mA. Esta instalación se usa para cuando no se debe cortar el suministro si hay una falla en un aparato, como en un quirofano.

aqui puedes ver un ejemplo de un vigilante de aislamiento:

http://www.bender-es.com/es/productos/c/vigilancia_del_aislamiento__1/circuitos_de_corriente_principal__3/isometerr_iso685__1397.html

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Desconectado Yoshua

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Re:Vigilante de aislamiento
« Respuesta #7 en: 23 de Enero de 2018, 12:08:06 »
Hice esta prueba generando un consumo desparejo entre fases y generando una fuga hacia tierra de 1mA y midiendo el voltaje entre el "neutro virtual" y tierra. Con esa fuga controlada se obtiene 1mV por ohm.

 

* 123-.jpg
(178.65 kB, 1333x700 - visto 285 veces)


En el grafico XSC3, en rojo, esta la suma de las corrientes de fuga y en naranja el voltaje entre el neutro virtual y tierra.En el XSC1 son las corrientes totales; en celeste es la corriente que circula por el neutro (1mA por la punta de corriente).

Desconectado Chaly29

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Re:Vigilante de aislamiento
« Respuesta #8 en: 23 de Enero de 2018, 13:13:08 »
Hola juaperser1. Por lo que e leído.  El sistema más común funciona inyectando una tensión de continúa "montada" sobre la alterna de las 3 fases.

O sea. Sobre las 3 fases inyectan el positivo de esta continúa y a tierra el negativo de la misma. Si hay fuga se genera una corriente X en este circuito de continúa. Esta corriente es proporcional a la fuga y midiendo la misma se determina la resistencia de la aislacion.

Eso es lo que pude leer de las explicaciones dadas por uno de los fabricantes.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

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Desconectado juaperser1

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Re:Vigilante de aislamiento
« Respuesta #9 en: 23 de Enero de 2018, 16:41:26 »
Hice esta prueba generando un consumo desparejo entre fases y generando una fuga hacia tierra de 1mA y midiendo el voltaje entre el "neutro virtual" y tierra. Con esa fuga controlada se obtiene 1mV por ohm...

Hola Yosua, muchas gracias la ayuda, ¿podrias explicarme un poco mejor lo que has hecho y tus calculos? no se me da muy bien el proteus y en la imagen no puedo ver el circuito completo, pero los resultados parece que tienen bastante buena pinta, a ver si se pudiera plasmar la idea en un circuito

Hola juaperser1. Por lo que e leído.  El sistema más común funciona inyectando una tensión de continúa "montada" sobre la alterna de las 3 fases.

O sea. Sobre las 3 fases inyectan el positivo de esta continúa y a tierra el negativo de la misma. Si hay fuga se genera una corriente X en este circuito de continúa. Esta corriente es proporcional a la fuga y midiendo la misma se determina la resistencia de la aislacion.

Eso es lo que pude leer de las explicaciones dadas por uno de los fabricantes.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

hola chaly, ¿podrías decirme donde lo has leido? es una buena idea pero ¿como donde y como inyectar esa tensión continua, podríamos meterla por el "neutro artificial", pero en el caso de tener una carga despareja en el sistema trifasico, la intensidad oscilaría por que la tension de ese punto iria cambiando.

Si la carga estuviera equilibrada no existira ese problema, ¿podriamos sacar el valor de la intensidad por promedio, o algún otro método? este posible método seria mucho mas sencillo que restar fasores de intensidades (por el echo de conocer el angulo) :?

He visto que hay sistemas que inyectan una intensidad pero es a modo de diagnostico y ver en que fase esta la fuga ¿Puede ser eso lo que has leido?
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Desconectado stk500

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Re:Vigilante de aislamiento
« Respuesta #10 en: 23 de Enero de 2018, 16:56:30 »
Hola Juaperser,
a ver si te sirve esta documentacion
https://www.bender.de/fileadmin/content/Products/d/es/IR155-42xx-V004_DB_es.pdf

Saludos

Desconectado Yoshua

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Re:Vigilante de aislamiento
« Respuesta #11 en: 23 de Enero de 2018, 18:46:26 »
Acá esta el circuito mas limpio. RC1 y RC2 son resistencias de carga para probar si hay un desbalance de carga entre las fases afecta la medida. La resistencia de 312k es la que genera la fuga de 1mA.


* 123.jpg
(147.64 kB, 679x472 - visto 251 veces)


En el grafico XSC1 los trazos en verde, rojo y azul son las corrientes por fase (1Amp/div) y en celeste la corriente de neutro (1mA/div). En el segundo esta graficado el voltaje entre el neutro virtual y tierra.


* 123-.jpg
(146.36 kB, 793x447 - visto 245 veces)
« Última modificación: 23 de Enero de 2018, 18:55:02 por Yoshua »

Desconectado juaperser1

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Re:Vigilante de aislamiento
« Respuesta #12 en: 24 de Enero de 2018, 13:10:20 »
Hola Juaperser,
a ver si te sirve esta documentacion
https://www.bender.de/fileadmin/content/Products/d/es/IR155-42xx-V004_DB_es.pdf

Saludos

Hola stk500, gracias algo me ayuda de aqui puedo ver que utilizan una medida de inyección de pulsos, con esto y con otros documentos que he estado leyendo, empiezo ha hacerme una idea de como implementar el circuito.

Hola yoshua, ya lo veo bien  ;-)

Por lo que veo, con una carga no equilibrada vamos a tener una tensión alterna en el neutro artificial. Esto hará que en el caso de aplicar una tenión continua sobre el neutro virtual, la intensidad cambie de valor de forma periódica.

Voy a hacer pruebas y esta tarde pongo a ver si llego ha algo en claro.

un saludo.
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Desconectado Chaly29

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Re:Vigilante de aislamiento
« Respuesta #13 en: 25 de Enero de 2018, 00:48:24 »
Hola juaperser1. E vuelto a leer tu primer post y por lo que interpreto tu interés esta sólo en medir la impedancia de la resistencia presente entre el neutro del trafo y la tierra. Esto es así?

O también debes medir la resistencia presente entre fases y tierra?

Porque medir la resistencia entre fases y tierra. Teniendo presente esa resistencia entre neutro y tierra. Pues te diría que casi es literalmente imposible.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

« Última modificación: 25 de Enero de 2018, 00:50:45 por Chaly29 »
La teoría es cuando se sabe todo y nada funciona. La práctica es cuando todo funciona y nadie sabe por qué.

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Re:Vigilante de aislamiento
« Respuesta #14 en: 25 de Enero de 2018, 17:01:36 »
Lo que quiero hacer es saber el valor de la impedancia total, para saber la intensidad de fuga que existe del sistema trifasico a la tierra.
Exactamente lo que hacen los vigilantes de aislamiento del mercado.

Creo que ya se como hacerlo, todavia estoy simulando circuitos, y necesito un buen filtro paso de bajo o algun sistema para eliminar completamente la parte de alterna de una señal.
He visto en algun circuito que utilizan una bobina enorme, para hacer una impedancia a la alterna grande, de unos 1300H, esa no me gusta.

¿conoceis algún filtro activo o mejor hacerlo con pasivos? el tipico RC

un saludo.
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