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PDVSA N° TITULO
REV. FECHA DESCRIPCION PAG. REV. APROB. APROB.
APROB. FECHAAPROB.FECHA
VOLUMEN 12
PDVSA, 1983
APROBADA
DIC.90 DIC.90
PROCEDIMIENTO DE INSPECCION
DIC.900 21
MANUAL DE INSPECCION
ESPECIALISTAS
PI–13–02–01 CONDUCTORES ELECTRICOS
REVISION FECHA
PROCEDIMIENTO DE INSPECCION
CONDUCTORES ELECTRICOS DIC.900
PDVSA PI–13–02–01
Página 1
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1 ALCANCEEn este procedimiento se describen las pruebas de los cables de potenciaapantallados, aislados con polietileno reticulado (XLP–90°C) y goma de etilenopropileno (EPR–90°C), utilizados en sistemas de distribución subterráneos paraoperar a niveles de tensión desde 5 kV hasta 69 kV.
2 CARACTERISTICAS DE LAS PARTES QUE CONSTITUYENEL CABLE
2.1 ConductorEstá fabricado con alambres de cobre de 100% de conductividad o alambres dealeación de aluminio grado EC de 61% de conductividad.
Cobre: Los conductores fabricados con este material son de temple blandotrenzado clase “B”, y compactados de acuerdo con las especificaciones ASTM B3y B496.
Aluminio: Los conductores fabricados con este material son de aleación I350 detemple duro tipo H–19, trenzado clase “B” y compactados de acuerdo con lasespecificaciones ASTM B230 y B400.
2.2 Pantalla Semiconductiva sobre el ConductorEstá constituida por una capa de polietileno semiconductivo extruidotermoestable, 90°C de conformidad con las normas ICEA y AEIC. Su función eseliminar las puntas producidas por el trenzado y uniformizar las líneas del campoeléctrico, haciéndolas perfectamente radiales al conductor. De esta manera selogra que el aislamiento sea sometido a esfuerzos iguales en todos los puntos.
2.3 AislamientoEstá constituido por una capa de polietileno reticulado (XLP–90°C) o goma deetileno propileno (EPR–90°C), extruido termoestable, de espesor variable segúnel nivel de tensión al cual va a operar el cable, de conformidad con las normasICEA y AEIC. Su función es proveer la rigidez dieléctrica necesaria para que elcable opere normalmente al nivel de tensión deseado.
2.4 Pantalla Semiconductiva sobre el AislamientoEstá constituida por una capa de polietileno semiconductivo extruidotermoestable, 90°C; fácilmente desprendible y en íntimo contacto con el asilante,de conformidad con las normas ICEA y AEIC. Su función es proveer una capasuave que sirva de asiento a la pantalla de cinta y/o alambre de cobre, para evitarla presencia de burbujas de aire entre la pantalla metálica y el aislamiento.
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2.5 Pantalla Metálica
Está constituida por una cinta de cobre y/o alambres de cobre aplicadoshelicoidalmente sobre el segundo semiconductivo, formando con éste la pantallaelectrostática. Su función es confinar totalmente el campo eléctrico al interior delaislamiento, evitando que se induzcan potenciales peligrosos en la periferia delconductor. Durante la instalación, la misma debe conectarse sólidamente a tierra.En algunas ocasiones es necesario aumentar la capacidad de cortocircuito de lapantalla para que ésta sea capaz de soportar los niveles de cortocircuitomonofásicos del sistema donde está instalado el cable. Para esto, la pantalla sediseña con alambres de cobre aplicados helicoidalmente, según la normaICEA–P–45–482.
2.6 Cubierta Externa
Está constituida por un compuesto, aplicado sobre la pantalla metálica, de clorurode polivinilo (PVC), polietileno (PE) o goma sintética, de conformidad con lasnormas ICEA y AEIC. El uso de un determinado compuesto va a depender de lascaracterísticas del medio donde será instalado el cable. Su función es darprotección mecánica y proteger los elementos del cable contra la corrosión.
En algunas ocasiones es necesario conferirle al cable una gran resistenciamecánica para hacerlo resistente a la abrasión, corrosión o contaminación delmedio donde va a ser instalado. Esto se logra mediante la aplicación dearmaduras de alambres o cintas metálicas de acero, cobre o aluminio, las cualesle dan la protección mecánica requerida.
3 REVISION DEL CONTROL DE CALIDAD DEL PROCESO DEFABRICACION
Se deberá verificar que los cables, durante el proceso de fabricación, seansometidos a un riguroso control de calidad, realizando las pruebas más exigentesespecificadas por las normas ICEA y AEIC, que unidas a una inspecciónexhaustiva desde la aceptación de la materia prima hasta la aceptación delproducto en el campo, dan por resultado un producto de alta calidad.
Las pruebas a las que se someten los productos a lo largo del proceso, son lassiguientes:
3.1 Pruebas de Recepción a Materias Primas
Todas las materias primas que llegan a la fábricas deben ser cuidadosamenteexaminadas y sometidas a las pruebas especificadas por las normas ASTM,ICEA y AEIC, con la finalidad de asegurar la calidad de las mismas.
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3.2 Pruebas a Productos en ProcesoEl fabricante debe contar con un equipo de inspectores de control de calidad bienentrenados en cada área, que vigilen constantemente el producto en cada unade las operaciones a las cuales es sometido.
Durante el proceso se deben realizar todas las pruebas especificadas por lasnormas, de las cuales las más importantes son:
3.2.1 Pruebas a muestras en condiciones normales y envejecimiento
Estas pruebas se realizan sobre muestras y tienen la finalidad de evaluar laspropiedades físicas de los materiales del aislamiento y la cubierta, tales como:esfuerzo a la tracción, elongación, deformación por calor, dureza, etc.; encondiciones normales y de envejecimiento simulado en el laboratorio bajo ciertascondiciones.
3.2.2 Medición de espesores
Se debe comprobar que el cable cumpla con las características dimensionalesespecificadas por las normas.
3.2.3 Extracción por solventes
Esta prueba se realiza a muestras del aislamiento para medir el grado de cura ovulcanizado del compuesto. La misma se efectúa sumergiendo el material en unsolvente a cierta temperatura; obteniendo al final una cantidad de materialdisuelto en el solvente que no debe ser mayor al 30%.
3.2.4 Medición de capacidad y factor de disipación
Esta prueba ayuda a determinar el grado de pureza y el contenido de humedaddel aislamiento, mediante la medición de las pérdidas que éste experimentacuando se somete una muestra del cable terminado a alta tensión.
3.2.5 Absorción acelerada de agua
Esta prueba se realiza sobre una muestra del cable sumergida en agua a 75 1°C por un período de 14 días, para posteriormente medir y detectar las posiblesvariaciones de la capacidad y del factor de disipación del aislamiento por efectode la humedad.
3.2.6 Resistencia del conductor
Esta prueba se realiza en un puente de Kelvin de gran precisión y la misma midela resistencia del conductor, para verificar que cumpla con las normas.
Por norma, la resistencia máxima del conductor en ohmios/km, depende delcalibre del conductor. Debido a que la temperatura ambiente es variable, se tomaun factor de corrección Ct, el cual se indica en la Tabla 1 para valorescomprendidos entre 25 y 40 grados centígrados; aplicando la siguiente fórmula:
R (Lectura x multiplicador x factor de corrección)longitud
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3.3 Pruebas a Productos terminados para Cables de Alta TensiónEstas pruebas se realizan en fábrica, de acuerdo con las normas para cables dealta tensión, y son:
3.3.1 Resistencia de aislamientoLa prueba para determinar la resistencia de aislamiento del cable se realizamediante un megohmetro. Este equipo aplica directamente una tensión CD entreel conductor y la tierra, y mide directamente la resistencia de aislamiento del cableen megaohmios.
El valor de la tensión de ensayo en V (CD) será: 2500 para 4,16 kV (CA) y 5000para mayores de 4,16 kV (CA).
En la Tabla 2 se muestra el valor mínimo de resistencia de aislamiento enmegohmios–km, dependiendo de las características del cable, y en la Tabla 3, elfactor de corrección de temperatura para valores comprendidos entre 25 y 29,4grados centígrados. Para el cálculo se utiliza la siguiente fórmula:
R (Lectura x multiplicador x factor de corrección x longitud)1000
3.3.2 Pruebas de alta tensión en CA y CDEstas pruebas consisten en la aplicación de alta tensión de prueba al cabledurante cierto tiempo (5 minutos en CA y 15 minutos en CD), con la finalidad dedetectar defectos de fabricación. La tensión aplicada se aumentaprogresivamente hasta alcanzar el nivel de tensión de prueba (véase Tabla 4), yluego se mantiene durante el tiempo especificado.
3.3.3 Prueba de descarga parcialEsta prueba es un indicativo del control llevado sobre la materia prima. Lastécnicas de extrusión y el vulcanizado del compuesto, permiten detectar si se hanpresentado incrustaciones de materias extrañas en el aislamiento, o si se hanproducido burbujas de aire durante el proceso de extrusión. Las imperfeccionesse pueden detectar sobre la pantalla del equipo de prueba en forma de descargasparciales y se miden en pico–coulombs.
Las especificaciones AEIC para estas pruebas se muestran en la Tabla 5.
4 PRUEBAS DE ACEPTACION EN CAMPOEs necesario realizar las pruebas de aceptación en campo después de concluirla instalación y antes de energizar el cable. Estas indican si el cable sufrió dañosdurante la instalación.
4.1 Prueba de Resistencia de AislamientoEsta prueba determina la resistencia de aislamiento de los cables y se realiza conun Megger, aplicando una tensión entre el conductor y la tierra, para medirdirectamente el valor de la resistencia de aislamiento del cable.
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Los valores recomendados para la prueba de resistencia de aislamiento son:
Tensión del sistema (Vca) Tensión de prueba (Vdc)
Bajo 1000 500
1000 – 4160 2500
Sobre 4160 5000
Esta prueba se realiza entre cada fase y tierra, con las restantes fases conectadasa tierra.
Para probar el aislamiento entre pantalla y armadura, y entre cada una de éstasy tierra, se aplica una tensión de 500 voltios utilizando un Megger.
4.2 Prueba de Alta Tensión CDEsta prueba consiste en aplicar alta tensión CD al cable que se va a ensayar. Latensión aplicada se incrementa progresivamente hasta que se alcance el nivel detensión de prueba. En este momento la corriente de fuga, registrada por el equipo,viene dada por la expresión:
If ECRS
Donde:
If : corriente de fuga
EC : tensión aplicada
RS : resistencia de aislamiento
Al empezar la prueba, la tensión aplicada es incrementada progresivamente aintervalos regulares de tiempo. Durante este tiempo se aprecia que inicialmentela corriente aumenta hasta un valor alto y comienza a decrecer hasta que seestabiliza en un valor muy pequeño; el tiempo de decrecimiento dependerá de laconstante RC del circuito. A continuación se aumenta de nuevo la tensiónprogresivamente hasta que se alcanza el nivel de tensión de prueba.
El cable pasará satisfactoriamente la prueba si durante el tiempo que estáaplicada la tensión (15 minutos), la corriente de fuga no sufre variaciones y semantiene estable.
Es recomendable realizar esta prueba periódicamente, cada seis meses o unavez al año, de esta manera se obtiene un registro permanente de la corriente defuga que permitirá evaluar cuánto ha envejecido el aislamiento, y en quécondiciones se encuentra el cable.
Los niveles de tensión CD a aplicar en esta prueba a los cables, después deinstalados, son los indicados en la Tabla 5.
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En la Tabla 6 se indican los valores de tensión CD que se aplican para instalacióny mantenimiento, según IEEE Guide For Making High–direct–voltage Test onPower Cable Systems in the Field.
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ANEXO 1 PRUEBA DE ALAMBRES Y CABLES ELECTRICOS
A ALCANCE
A.1 Esta especificación describe el procedimiento a seguir para efectuar pruebas encampo, de la resistencia de aislamiento y alto potencial en alambres y cableseléctricos de baja y alta tensión.
A.2 Las formas de reportar estas pruebas se incluyen en los anexos .
B GENERAL
B.1 Las Pruebas de Resistencia de Aislamiento y Alto Potencial aquí descritas seránejecutadas en todos los sistemas de cableado terminados, antes de suenergización.
B.2 La resistencia de aislamiento es medida (“megohmetrado”) por medio de unProbador de Aislamiento, conocido como Megger.
B.3 La prueba de alto potencial es la medición del desempeño del aislamiento bajouna alta tensión de corriente directa.
B.4 Los bajos valores de la resistencia del aislamiento o la falla del aislamiento en laspruebas de alto potencial deben ser investigados. Generalmente, los puntos másprobables de falla son los empalmes y las terminaciones.
C REGULACIONES
Esta especificación requiere el cumplimiento de todos los códigos, normas yreglamentos Venezolanos.
D PROCEDIMIENTOS PARA LAS PRUEBAS
D.1 Prueba de Resistencia de Aislamiento
D.1.1 Los circuitos de fuerza, iluminación o de tipo similar serán medidos con un meggerde fase a fase y de fase a tierra (o pantalla, si la hubiere).
a. Los cables de 3 conductores serán medidos con el megger entre cada conductory tierra, con los otros conductores (y pantalla, si la hubiere) conectados a tierra.
b. Todas las pruebas serán hechas antes de colocar los sellos de los ductos.
c. Las pruebas de aislamiento de los alambres serán programadas de manera deminimizar las desconexiones y reconexiones.
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D.1.2 Las pruebas para los circuitos típicos se muestran en el Anexo II .
D.1.3 Los resultados de las pruebas para cada circuito serán registrados en formassimilares al Reporte de Pruebas de Megger que se acompaña.
D.1.4 Los valores mínimos permisibles de resistencia de aislamiento son como setabulan a continuación:
Valores Mínimos Recomendadospara Resistencia de
Aislamiento – Mega Ohmios
Tamaños del Alambre Circuitos600 Voltios
Circuitos de 2400Voltios a 13800 Voltios
N 12 AWG y más pequeños 2,0
N 10 AWG – 8 AWG 0,5 3,0
N 6 AWG – 2 AWG 0,4 2,0
N 1 AWG – 4/0 AWG 0,3 1,5
250 MCM – 750 MCM 0,2 1,0
D.1.5 Los valores mínimos permisibles de resistencia de aislamiento en circuitosderivados para alumbrado son la mitad de los valores dados en el párrafo D.1.4,cuando los artefactos y tomacorrientes estén incluidos en la prueba.
D.2 Prueba de Alto Potencial
D.2.1 La prueba de alta tensión CD será efectuada para todos los cables, que operanen sistemas con tensiones nominales de 601 hasta 6600 voltios, con la excepciónde los cables de alimentación al motor. La prueba de alta tensión CD se efectuaráen todos los cables que operen en sistemas cuyas tensiones nominales están porencima de 6601 voltios, sin excepción.
a. Una prueba de resistencia de aislamiento precederá a cada prueba de altatensión.
D.2.2 Antes de la prueba, los cables deben estar en su lugar, con todos los empalmeslistos.
a. Las terminaciones y conexiones serán dejadas sin terminar de manera que elequipo no sea sometido a altas tensiones.
b. Cuando se empleen terminaciones de cable, todo el trabajo interno para armarla terminación del cable será completado, incluyendo el relleno, antes de laspruebas de alta tensión. Los aisladores de las terminaciones del cable estaránlimpios y secos, y si se sujeta una guía para prueba de alta tensión al terminal delcable, ésta saldrá del terminal en una dirección paralela al eje de la terminación
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por una distancia no menor que la distancia de salto en seco sobre el aislador. Latensión de prueba no excederá la máxima tensión no disruptiva de pruebagarantizado por el fabricante de la terminación del cable.
c. Sin embargo, el aislamiento será afinado en la terminación y los conos deesfuerzo serán preparados y conectados a tierra.
D.2.3 Debe existir la distancia adecuada entre los extremos del circuito y tierra paraevitar saltos.
D.2.4 Se aplicará un bajo valor de tensión CD inicialmente entre cada conductor y tierra,con los otros conductores y protección conectados a tierra.
a. La tensión aplicada será aumentada gradualmente y uniformemente hasta unvalor final de prueba.
b. Cada incremento no excederá la tensión inicial durante cada período de diezsegundos.
c. La tensión de prueba será mantenida durante un tiempo especificado.
d. Durante este período, se tomarán lecturas de la corriente de fuga a intervalosespecíficos y se anotarán.
e. La corriente de fuga debe estabilizarse después de lograda la tensión de prueba.
f. Cualquier tendencia a aumentar la corriente de fuga con el tiempo es unaindicación de falla incipiente del cable.
g. Entonces la prueba será detenida.
h. La prueba se continuará solamente después que todos los empalmes yterminaciones hayan sido cuidadosamente investigados por humedad, sucio, etc.
D.2.5 Si las fallas de aislamiento u otras interrupciones resultan en un tiempo total, latensión de prueba para un cable determinado, de dos veces el tiempoespecificado en las tablas, entonces la duración de cualquier prueba subsiguienteserá reducida a 1/3 del tiempo especificado.
D.2.6 Al final de la prueba, la tensión aplicada será reducida gradualmente hastaaproximadamente la tensión Máxima Inicial antes de desenergizar el cable.
a. Inmediatamente después, el cable será conectado a tierra y se mantendrá así porvarios minutos.
b. Como un último paso, el cable será medido con el megger de nuevo.
D.2.7 Todas las mediciones y otros datos serán registrados en el Informe de Prueba deAlta Tensión CD, Anexo V .
D.2.8 El Anexo III contiene datos de prueba de tensiones CD y duración de las pruebaspara polietileno reticulado.
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D.2.9 La prueba de cables con aislamiento tipo papel sólido con cubiertas de plomo(sencillo y multiconductor), que conformen con las especificaciones AEIC incluirálo siguiente:
a. La tensión de prueba será 80% de la tensión de prueba en fábrica especificadopor AEIC.
b. La duración de la prueba para cables aislados hasta 5 kV incluyendo estos seráde 15 minutos.
D.2.10 La prueba de cables “gas filler” de baja presión con aislamientos de papelcubiertas de plomo (3 conductores), que esté conforme con las especificacionesAEIC, incluirán la prueba de alta tensión CD especificada para “Prueba Despuésde la Instalación” en la especificación AIEC correspondiente.
D.2.11 La prueba de cables aislados con caucho (tipo sencillo y multiconductor), que estéconforme con las normas IPCEA incluirá la prueba de alta tensión CDespecificada para“Prueba de Tensión Después de la Instalación” según la Pub.S–19–81 de IPCEA y lo siguiente:
a. La tensión de prueba CD será según la Tabla 6–17 de la Pub. S–19–81 de IPCEA.
b. La duración de la prueba para cables aislados hasta 5 kV incluidos estos será de5 minutos. La duración de la prueba para cables aislados por encima de 5 kV seráde 15 minutos.
c. El tensión de prueba CD aplicada inicialmente no excederá 240% del voltaje CAnominal del cable.
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ANEXO II
PRUEBAS DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO PARA CIRCUITOS TIPICOS
Circuito Megger Ajuste del EquipoAlimentador de 480 Voltiosentre el transformador y elCentro de Control deMotores.
Alimentador y BarrasColectoras del Centro deControl de Motores.
a. Las conexiones del Alimentador enel transformador ABIERTAS.
b. Dispositivos ABIERTOS en elCentro de Control de Motores.
Alimentador del Motor. Desde el lado de carga delContactor o Interruptor.
Motores desconectados y controladorABIERTO.
Circuito del Control deMotores.
Desde los Terminales delArranque.
Botón de Oprimir y dispositivos desobrecorriente de circuitoCONECTADOS desde la fase a tierrasolamente.
Alumbrado. Alimentador y a. Cortacorriente del AlimentadorABIERTO.
Alimentador. Equipo Conectado Tablero de Control CONECTADO.Transformador de Alumbradoasociado será CONECTADO yprobado en los lados Primario ySecundario.
b. Cortacorriente o Conmutador deRamal ABIERTO.
Circuito del Ramal deAlumbrado.
Circuito del Ramal yDispositivos Conectados
Artefactos (sin bombillos)Receptáculos, Interruptores localesCONECTADOS con los interruptoresencendidos pero antes de colocar losbombillos.
Si los circuitos están conectados aresistencias del transformador, la únicalectura posible será de la línea a/oneutral a tierra. Si los artefactos tienencondensadores conectado de fase afase para la corrección del factor depotencia, entonces puede ser necesariodesconectarlos para evitar unasobretensión del condensador.
Circuitos aislados hasta5001 V.
Cables solamente Los cables estarán completamentedesconectados del equipo en ambosextremos.
Circuitos aislados porencima de 600 V.
Cuando en estos circuitos se requiera juntas o terminaciones, semedirá la resistencia de aislamiento de cada porción de cable antesy después del empalme y/o terminaciones.
Para valores de Resistencia de Aislamiento, vea la Sección 4,“Procedimientos para las Pruebas”.
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ANEXO IV
INFORME DE PRUEBA (”MEGGER”) DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO
PRECAUCIONES: Antes de cada prueba: a) Verificar que los circuitos estáncompletamente desenergizados, b) Descargar la capacitancia del cableconectando el cable a tierra.
NO usar un megóhmmetro (”megger”) cuyo voltaje terminal o de operaciónexceda el Nominal del cable a ser probado.
Fecha de la Prueba: Prueba Conducida por: Presenciada por:
Identificación del Circuito: Datos del Cable:
Tamaño Longitud N de Conductores Aislamiento Tensión de Operación:Fabricante:
Temp. Ducto C Temp. Ambient. CHumedad %Pruebas de Resistencia: Se requieren 3 lecturas aproximadamente, tomadas
a intervalos de un minuto. OBSERVE LAS PRECAUCIONES INDICADAS.
Primera Prueba MegohmiosSegunda Prueba MegohmiosTercera Prueba Megohmios
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ANEXO V
INFORME DE PRUEBA DE ALTA TENSION CD
PRECAUCIONES: Antes de cada prueba: a) Verificar que el circuito estécompletamente desenergizado, b) Descargar la capacitancia del cable conectando elcable a tierra. Una prueba de resistencia de aislamiento (“megger”) debe preceder laprueba de alta tensión, la cual no debe efectuarse a menos que la resistencia esté porencima de un valor mínimo aceptable. Todas las terminaciones y conexiones a losequipos serán dejadas sin terminar para esta prueba.
Fecha de la Prueba: Identificación del Circuito: Prueba Conducida por: Presenciada por: Datos del Cable:
Tamaño Longitud N de Conductores Aislamiento Tensión de Operación Fabricante
Temp. Ducto C, Temp. Ambient. C Humedad %Condiciones Atmosféricas Tensión Inicial kV, Tiempo Aplicado
Nota: Para la Identificación del Equipo de Prueba, refiérase al Anexo V.
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ANEXO VI
IDENTIFICACION DEL EQUIPO DE PRUEBA
Tipo Serial N
Propietario Ajuste de Fuga , kV,CDTensión real de la Prueba: CD Aplicado durante: MinutosTIEMPO REAL PARA ALCANZAR LA TENSION DE LA PRUEBA
Tiempo después de Corriente de Escapealcanzar la tensión Fasede la prueba
A B C
0 seg.
15 seg.
30 seg.
45 seg.
1 min.
2 min.
3 min.
4 min.
5 min.
6 min.
8 min.
10 min.
15 min.
NOTA:
Al final de la prueba, reduzca lentamente la tensión hasta el valor inicial y luego retire el suministrode energía del circuito. Como paso final, conecte a tierra el cable durante varios minutos y luegocontinúe con la Prueba Megger.