Calcolatore di resistenza di isolamento: correzione in temperatura, PI e DAR
Corregga la lettura del megaohmetro a 20 °C o 40 °C e calcoli l'indice di polarizzazione (PI) e il rapporto di assorbimento dielettrico (DAR) secondo la IEEE 43.
Correzione in temperatura, indice di polarizzazione e DAR
Inserisca le letture del megaohmetro e la temperatura dell'isolamento. Lo strumento corregge la resistenza alla temperatura di riferimento e calcola l'indice di polarizzazione (PI) e il rapporto di assorbimento dielettrico (DAR).
Risultato
Kt = 2^((T − Tref)/10): la resistenza di isolamento si dimezza all'incirca ogni 10 °C di aumento della temperatura.
Risultato indicativo. Il calcolo viene eseguito nel browser e non viene inviato a nessun server. Questo sito può contenere errori od omissioni: prima di prendere qualsiasi decisione su un impianto, l'informazione deve essere verificata e validata da un ingegnere qualificato. Note legali e condizioni di utilizzo
Che cosa fa questo calcolatore
Prende le letture di un megaohmetro e restituisce quattro cose: la resistenza riportata alla temperatura di riferimento, l’indice di polarizzazione, il rapporto di assorbimento dielettrico e il confronto con il minimo raccomandato dalla IEEE Std 43. Il calcolo avviene nel browser; nessuna misura viene inviata ad alcun server.
La correzione in temperatura
La conduzione in un isolamento è un fenomeno attivato termicamente: la resistenza cala quando si scalda. La regola pratica della IEEE 43 è che si dimezza all’incirca ogni 10 °C, da cui il fattore
Kt = 2^((T − Tref) / 10)
e la resistenza corretta R(Tref) = R(T) × Kt.
T è la temperatura dell’isolamento — non quella dell’aria né della carcassa — e Tref quella di riferimento. La IEEE 43 lavora a 40 °C. Nei trasformatori e nei cavi è abituale riferire le misure a 20 °C; ciò che conta non è quale si sceglie, ma usare sempre la stessa per poter confrontare con lo storico.
La regola del fattore 2 è un’approssimazione. In isolamenti molto asciutti e in macchine grandi il coefficiente reale può scostarsene parecchio; quando il costruttore pubblica la propria curva di correzione, è quella che vale.
Indice di polarizzazione e DAR
Applicando la tensione continua circolano tre correnti: quella di carica capacitiva, che sparisce in pochi secondi; quella di assorbimento dielettrico, che decade in minuti; e quella di dispersione, costante. Un isolamento asciutto e pulito lascia esaurire le prime due, così la resistenza misurata sale nel tempo. Un isolamento umido o contaminato è dominato dalla dispersione e la lettura si muove appena — o cala.
- DAR = R(60 s) / R(30 s). Verifica rapida: sotto 1,25 il risultato è sospetto, sopra 1,6 è buono.
- PI = R(10 min) / R(1 min). È la misura di riferimento: la IEEE 43 chiede 2 o più per la classe termica B e superiori.
Minimi raccomandati dalla IEEE 43
Il calcolatore confronta la resistenza corretta a 1 minuto con il minimo che compete all’avvolgimento:
| Tipo di avvolgimento | Minimo raccomandato a 40 °C |
|---|---|
| Costruzione anteriore al 1970 | kV + 1 (in MΩ) |
| Bobine preformate successive al 1970 | 100 MΩ |
| Avvolgimento casuale, o preformato sotto 1 kV | 5 MΩ |
Sono minimi per la messa in servizio, non obiettivi di qualità: un avvolgimento sano sta in genere ben sopra.
Esempio svolto
Motore da 6,6 kV, bobine preformate del 1998. Con l’isolamento a 18 °C si misurano 2,4 GΩ a 1 minuto e 6,0 GΩ a 10 minuti.
- Kt = 2^((18 − 40)/10) = 2^(−2,2) = 0,218
- R(40 °C) = 2.400 MΩ × 0,218 = 523 MΩ — molto sopra i 100 MΩ richiesti
- PI = 6.000 / 2.400 = 2,5 — isolamento asciutto
La lettura non corretta, 2,4 GΩ, sarebbe sembrata ancora migliore: quasi cinque volte il valore davvero confrontabile con lo storico della macchina.
Che cosa questo calcolatore non fa
Non sostituisce il giudizio di chi esegue la prova. Non tiene conto dell’umidità ambiente né della sporcizia superficiale, che falsano la misura se non si usa l’anello di guardia; non distingue un difetto localizzato da un degrado generale; e non dice se la tensione di prova applicata era adatta a quell’avvolgimento, suggerisce solo l’intervallo indicato dalla IEEE 43. Una resistenza alta non esclude nemmeno i difetti che compaiono solo in tensione alternata: per quelli ci sono il fattore di potenza, il tan δ e le scariche parziali.
Con che cosa si misura
La misura si esegue con un misuratore di resistenza di isolamento capace di mantenere stabile la tensione di prova per i dieci minuti del PI e di registrare la curva. Per la diagnostica in alternata, i rilevatori di scariche parziali completano ciò che la prova in continua non vede.
Domande frequenti
- Perché bisogna correggere la resistenza di isolamento in temperatura?
- Perché la resistenza di un isolamento si dimezza all’incirca per ogni 10 °C di aumento della sua temperatura. Due misure sulla stessa macchina eseguite a 15 °C e a 45 °C possono differire di un fattore otto senza che l’isolamento sia cambiato. Senza correzione, il confronto con lo storico non significa nulla.
- Quale valore di indice di polarizzazione è accettabile?
- La IEEE 43 considera accettabile un PI pari o superiore a 2 per gli isolamenti di classe termica B e superiori. Sotto 1 il risultato indica umidità o contaminazione. Nelle macchine moderne con resistenze a 1 minuto molto alte (oltre 5.000 MΩ corretti) la norma stessa avverte che il PI può non essere più significativo.
- Qual è la differenza tra PI e DAR?
- Entrambi confrontano l’andamento della resistenza mentre si mantiene la tensione di prova. Il DAR è il rapporto tra la lettura a 60 secondi e quella a 30 secondi, e serve da verifica rapida. Il PI confronta la lettura a 10 minuti con quella a 1 minuto ed è la misura di riferimento, perché a quel punto la corrente di assorbimento si è esaurita.