GUIA PARA LA DETECCIÓN DE FRAUDES EN SUMINISTROS DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN MEDICIÓN DIRECTA

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1 GUIA PARA LA DETECCIÓN DE FRAUDES EN SUMINISTROS DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN MEDICIÓN DIRECTA SANTIAGO RIOS VILLEGAS UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE TECNOLOGÍA ESCUELA DE TECNOLOGÍA ELÉCTRICA PEREIRA 2013

2 GUIA PARA LA DETECCIÓN DE FRAUDES EN SUMINISTROS DE ENERGIA ELECTRICA EN MEDICIÓN DIRECTA SANTIAGO RIOS VILLEGAS Proyecto de grado Para optar al título de Tecnólogo en electricidad Director Ing. Jorge Humberto Sanz A Docente del programa de tecnología eléctrica UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE TECNOLOGÍA ESCUELA DE TECNOLOGÍA ELÉCTRICA PEREIRA 2013

3 Nota de aceptación: Firma del presidente del jurado Firma del jurado Firma del jurado Pereira, 6/06/2013

4 AGRADECIMIENTOS. A Dios por su inmensa gloria Agradecimientos a padres y hermanos por ser parte de este importante logro. Agradecimientos sinceros a la empresa Postratar, por brindarme la posibilidad de laborar; gracias a dicha oportunidad, se hace posible la elaboración de este proyecto. Agradecimientos sinceros al docente e ingeniero Santiago Gómez Estrada, por su calidad humana y su gran don de gente; gracias a él fue posible la elaboración de este proyecto. Agradecimientos sinceros al docente e ingeniero Jorge Humberto Sanz Alzate, por ser el director del proyecto de grado.

5 CONTENIDO Pág. INTRODUCCIÓN FUNCIONAMIENTO, ESTRUCTURA Y ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DEL MEDIDOR DE ENERGÍA ELÉCTRICA ELECTROMECÁNICO Y ELECTRÓNICO FUNCIONAMIENTO DEL MEDIDOR ELECTROMECÁNICO. (3) Elementos principales del medidor de energia electromecánico.(1) Tapa principal Base: Caja de conexiones o bornera: Tapa bornera: Placa de características: Cojinete superior: Cojinete inferior: Registrador o numerador: Disco: Imán de freno: Bobina de corriente: Bobina de tensión: Chasis: Sello de seguridad: FUNCIONAMIENTO DEL MEDIDOR ELECTRÓNICO. (3) Elementos principales del medidor de energía electrónico. (4) Display: Circuitos de medición de corriente: Circuitos de medición de tensión: Puerto óptico de comunicación: LEDs: Pulsador de lectura... 39

6 Microcontrolador: Memoria: Cristal oscilador: Cables de conexión a bornera: Inductores toroidales: Varistores (MOV Metal oxid varistor): Capacitores de filtrado: CARACTERÍSTICAS DE LOS MEDIDORES DE ENERGÍA ELÉCTRICA Según la energía a medir Tipos de medidores según su construcción (elementos de tensión y de corriente) Clasificación de los medidores según su conexión a la red. (1) De conexión directa: De conexión semi-directa (algunos la llaman semi-indirecta): De conexión indirecta: De acuerdo con la exactitud Clase 2: Clase 1: Clase 0,5: Clase 0,2: INSPECCION VISUAL, FRAUDES Y SEÑALES DE FRAUDE EN LOS SUMINISTROS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. (3) INSPECCIÓN VISUAL EN LA ACOMETIDA INSPECCIÓN VISUAL EN LOS SELLOS O PRECINTOS. (3) INSPECCIÓN VISUAL EN LAS PARTES EXTERNAS AL MEDIDOR. (3) FRAUDES Y SEÑALES DE FRAUDE EN LOS SUMINITROS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. (3) Fraudes en la acometida Servicio directo de la red de distribucion de baja tensión Servicio directo con instalación dentro de la pared (cubierto con cemento) Servicio directo derivado de los conectores Servicio directo derivado de la acometida Servicio directo derivado desde el cielo raso... 60

7 Acometida trifásica tetrafilar con contador monofásico Acometida bifásica trifilar con contador monofásico Acometida derivada subterránea de trafo de distribución de doble fondo Acometida subterranea derivada de caja de inspección o paso Servicio directo derivado de las salidas del trafo Servicio directo al tablero de distribución Servicio directo de la alimentación del transformador de distribución al barraje del tablero Neutro prestado de otro servicio Neutro tomado de una puesta a tierra Una fase aislada en la red o en la bornera en medidas con neutro directo Acometida con contactor para doble paso Acometida con cuhilla doble paso Derivación de la acometida dentro del ducto Acometida subterránea con inversión voluntaria de corrientes con cuchillas o contactores Fraudes en la caja de conexiones del medidor de energía eléctrica Serie de los sellos de la tapa principal coinciden con la serie de la caja de conexiones No tiene tapa de la caja de conexiones y presenta señales de fogueo entre entrada(s) y salida(s) Ancla de tensión suelta Ancla aislada con cinta o pegante Falta ancla de tensión o puente Derivación directa de la bornera a la entrada del medidor Puente entre entrada y salida de corriente internamente Puente entre entrada y salida de corriente externamente Inversión de entrada por salida de corriente en contadores monofásicos (gira inversamente) Inversión de entrada por salida de corrientes en medidores trifásicos (en cargas equilibradas deja de registrar el 76%) Invertida la conexión neutro fase en contadores trifásicos Señales de fraude en la caja principal del medidor de energía eléctrica.. 78

8 Hueco(s) en la tapa principal para introducir elementos extraños y frenar el medidor Tapa de la caja principal con salpicadura de pintura para cubrir huecos por donde se introducen elementos extraños Medidor electromecánico con el disco rayado Tornillo que fija la tapa principal roto y la tapa principal ajustada Orejas de fijación de la tapa principal rotas Medidor electromecánico desnivelado mas de treinta grados Tornillos de fijación de la tapa principal con señales de manipulación (se observa el bronce destapado con pérdida del cromo, del galvanizado o zincado) Medidor con la bornera quemada Tornillos de la caja bornera soldados Medidor con el talco suelto o quebrado Medidor con la base partida Medidor con la caja perforada, con direccion a la fase Medidor con el neutro aislado Medidor dañado Elementos extraños dentro del medidor Sellos del medidor lesionados, dañados y reparados Medidor antiguo sin sellos Alambre de cobre en el sello de plomo nuevo en medidores muy antiguos Alambres y sellos con exceso de óxido en lugares no expuestos al medio ambiente Sellos de plomo repisados en señales de haber sido abiertos con agujas y cerrados con mordazas de alicates Sellos tipo candado abiertos Sellos imitación Sellos originales no instalados por la electrificadora Sellos de latón o fatiga abiertos o soplados Sellos de rotoseal manipulados Guaya o alambre de los sellos rotos escondida en el hueco del tornillo Fraudes en el medidor o caja principal Medidor de elemento y medio en red trifásica (no instalado por la electrificadora) Medidor trifásico tetrafilar en una red trifásica en delta... 95

9 Medidor desconectado y en servicio directo Medidor retirado por particulares En medidores antiguos de tapa metálica y placa de características remachada, al retirar estos y quitar la placa utilizan dichos huecos para introducir elementos extraños que frenan el medidor DOBLE PLACA DE CARACTERÍSTICAS Placa de características incompleta Numerador o integrador no engrana con el sinfín Piñón de ataque del intrgrador con dientes limados Dígitos corridos (las ruedas del integrador desalineadas) Recuadro que resalta la lectura esta rayado Disco doblado se frena con los imanes de freno Disco frenado por la manipulación de los cojinetes o joyas Limadura o arena sobre el disco Medidor con numerador suelto Medidor sin placa de características Inversión interna de entrada por salida de corriente Puente interno entre entrada por salida de bobina de tensión Falta puente o ancla de tensión interna En medidor de dos o más elementos conmutadas las tensiones con las corrientes Agujas del numerador o integrador corridas por manipulación Medidor con integrador cambiado para dismimuir el registro Cambio de integrador y placa de características escaneada con cambio de datos para que la prueba de integración de correcta Manipulación en la tercera o cuarta rueda del integrador Ajuste en los mecanismos de integración Fotoceldas conectadas en serie con la bobina de tensión Resistencia conectada en serie con la bobina de tensión Medidor electrónico con el display apagado Medidor electrónico con los segmentos del display quemados Elementos de estado sólido quemados PRUEBAS PARA REVISIÓN DE MEDIDORES EN TERRENO CONSUMO ESTIMADO. (3) Censo aforo de carga por placa de características:

10 3.1.2 Censo o aforo de carga por medición de tensión y corriente: Censo o aforo de carga por tablas establecidas: Herramientas para realizar la prueba Pasos para realizar la prueba: Ejemplos para hallar el consumo estimado CONSUMO PROYECTADO Herramientas para realizar la prueba: Pasos para realizar la prueba: PRUEBA DE SUMATORIA DE CORRIENTES EN UN NODO Las herramientas requeridas para realizar la prueba son: Pasos para realizar la prueba: PRUEBA PARA LA DETECCIÓN DE LÍNEA AMIGA Criterios para la detección de línea amiga Datos de campo para detección de línea amiga PRUEBA DE TIEMPO-POTENCIA Prueba por baja Herramientas para realizar la prueba: Pasos para realizar la prueba: Prueba por alta Herramientas para realizar la prueba: Pasos para realizar la prueba PRUEBA DE REGISTRO O INTEGRACIÓN EN MEDIDORES ELECTROMECÁNICOS Herramientas para realizar la prueba: Pasos para realizar la prueba: CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA

11 LISTA DE TABLAS Tabla 1 Características técnicas de los medidores clase Tabla 2 Características técnicas de los medidores clase Tabla 3 Características técnicas de los medidores clase 0.5 y Tabla 4 Datos establecidos para la detección de línea amiga tomados en el emisor Tabla 5 Datos establecidos para la detección de línea amiga tomados en el receptor

12 LISTA DE FIGURAS Figura 1. Esquema de funcionamiento del medidor electromecánico de energía eléctrica Figura 2 Medidor electromecánico monofásico marca schlumberger SL Figura 3 Medidor electromecánico monofásico marca actaris Figura 4 Caja de conexiones del medidor de energía eléctrica Figura 5 Tapa bornera del medidor de energía eléctrica Figura 6 Placa de características medidor de energía eléctrica marca schlumberger SL Figura 7 Cojinete superior del medidor electromecánico de energía eléctrica Figura 8 Cojinete inferior del medidor electromecánico de energía eléctrica Figura 9 Registrador del medidor de energía eléctrica Figura 10 Disco de aluminio del medidor electromecánico de energía eléctrica.. 29 Figura 11 Imán de freno del medidor electromecánico de energía eléctrica Figura 12 Bobina de corriente del medidor electromecánico de energía eléctrica Figura 13 Bobina de tensión del medidor electromecánico de energía eléctrica.. 31 Figura 14 Chasis del medidor electromecánico de energía eléctrica Figura 15 Sello de seguridad de plástico del medidor de energía eléctrica Figura 16 Funcionamiento del medidor electrónico Figura 17 Parte exterior de la tapa cubierta de los elementos internos del medidor electrónico Figura 18 Parte interior de la tapa cubierta de los elementos internos del medidor electrónico Figura 19 Parte interna del medidor electrónico Figura 20 Display del medidor electrónico Figura 21 Circuitos de medición de corriente del medidor electrónico Figura 22 Circuito de corriente del medidor electrónico Figura 23 Circuitos de medición de tensión del medidor electrónico Figura 24 Puerto óptico de comunicación del medidor electrónico Figura 25 LEDs del medidor electrónico Figura 26 Pulsador de lectura del medidor electrónico Figura 27 Microcontrolador del medidor electrónico Figura 28 Memoria del medidor electrónico Figura 29 Cristal oscilador del medidor electrónico Figura 30 Cables de conexión a bornera del medidor electrónico Figura 31 Parte posterior del circuito impreso del medidor electrónico Figura 32 Inductores toroidales, varistores, capacitores de filtrado del medidor electrónico Figura 33 Inductores toroidales del medidor electrónico... 43

13 Figura 34 Varistores del medidor electrónico Figura 35 Capacitores de filtrado del medidor electrónico Figura 36 Medidor monofásico bifilar (una bobina de tensión, una bobina de corriente) Figura 37 Medidor de elemento y medio, una bobina de tensión, dos bobinas de corriente Figura 38 Medidor bifásico trifilar (dos bobinas de tensión, dos bobinas de corriente) Figura 39 Medidor trifásico tetrafilar (tres bobinas de tensión, tres bobinas de corriente) Figura 40 Servicio directo desde la red de distribución de baja tensión Figura 41 Servicio directo desde la red de distribución de baja tensión Figura 42 Servicio directo con instalación dentro de la pared Figura 43 Servicio directo derivado del conector tipo piercing Figura 44 Servicio directo derivado del conector de la caja de distribución Figura 45 Servicio directo derivado de la acometida concéntrica Figura 46 Servicio directo derivado de la acometida concéntrica Figura 47 Servicio directo desde el cielo raso Figura 48 Acometida concéntrica trifásica tetrafilar con contador monofásico Figura 49 Acometida bifásica trifilar con contador monofásico Figura 50 Acometida subterránea derivada de caja de inspección o paso Figura 51 Acometida subterránea derivada de caja de inspección o paso Figura 52 Servicio directo de las salidas del transformador de distribución Figura 53 Servicio directo de las salidas del transformador de distribución Figura 54 Servicio directo de la alimentación del transformador de distribución.. 64 Figura 55 Neutro prestado de otro servicio derivado desde el conector de la caja de distribución Figura 56 Neutro prestado de otro servicio, derivado de bornera Figura 57 Neutro tomado de una puesta a tierra Figura 58 Neutro tomado de una puesta a tierra Figura 59 Medidor electromecánico marca krizik rymel de elemento y medio (dos bobinas de corriente y una de tensión) Figura 60 Medidor electromecánico marca krizik rymel de elemento y medio (dos bobinas de corriente y una de tensión) con Acometida bifásica trifilar y una fase aislada Figura 61 Acometida bifásica trifilar con una fase aislada en la caja de distribución Figura 62 Acometida con cuchilla doble paso Figura 63 Sello de plástico de la caja de conexiones del medidor electromecánico con serie ( ) Figura 64 Sello de plástico de la tapa principal del medidor electromecánico ( ) Figura 65 No tiene tapa de la caja de conexiones y presenta señales de fogueo entre entrada(s) y salida(s) Figura 66 Medidor electromecánico con Ancla de tensión suelta

14 Figura 67 Medidor electromecánico antiguo con las anclas de tensión aisladas con cinta Figura 68 Medidor antiguo electromecánico sin puentes de tensión Figura 69 Derivación de la fase de la acometida en la bornera Figura 70 Puente interno en los terminales de la bobina de corriente Figura 71 Puente interno en los terminales de la bobina de corriente Figura 72 Puente externo en los terminales de la bobina de corriente externamente Figura 73 Puente externo en los terminales de la bobina de corriente Figura 74 Medidor monofásico electromecánico marca ISKRA, tecnología europea (conexión asimétrica) Figura 75 Conexión correcta del medidor monofásico electromecánico para tecnología europea (conexión asimétrica) Figura 76 Conexión incorrecta (fases invertidas), del medidor monofásico electromecánico para tecnología europea (conexión asimétrica) Figura 77 Medidor trifásico electrónico marca ELSTER, tecnología europea (conexión asimétrica) Figura 78 Conexión incorrecta (fases de entrada y salida invertidas), del medidor trifásico para tecnología europea (conexión asimétrica) Figura 79 Medidor trifásico electrónico marca ELSTER, tecnología europea (conexión asimétrica) Figura 80 Conexión incorrecta (una de las fases de la acometida invertida con el neutro de la acometida), del medidor trifásico para tecnología europea (conexión asimétrica) Figura 81 Tapa principal del medidor electromecánico perforada, para introducir elementos extraños e intervenir la medida Figura 82 Tapa de la caja principal del medidor monofásico electromecánico marca schlumberger SL1621 con salpicadura de pintura para cubrir huecos por donde se introducen elementos extraños para intervenir la medida Figura 83 Medidor electromecánico con el disco de aluminio rayado Figura 84 Medidor electromecánico con el tornillo que fija la tapa principal roto y la tapa principal ajustada con alambre Figura 85 Orejas de fijación de la tapa principal rotas Figura 86 Medidor electromecánico desnivelado más de treinta grados Figura 87 Tornillo de fijación de la tapa principal con señales de manipulación Figura 88 Medidor con la bornera quemada Figura 89 Tornillos de la caja bornera soldados Figura 90 Tornillos de la caja bornera soldados Figura 91 Medidor con el talco suelto Figura 92 Medidor con el talco quebrado Figura 93 Medidor electromecánico con la base partida Figura 94 Medidor con la caja perforada con dirección a la fase Figura 95 Medidor con el neutro aislado Figura 96 Medidor lleno de agua Figura 97 Elementos extraños internamente, cercanos al disco de aluminio del medidor electromecánico

15 Figura 98 Elementos extraños internamente, cercanos al registrador y al disco de aluminio del medidor electromecánico Figura 99 Elementos extraños dentro del medidor Figura 100 Sello de seguridad de plástico intervenido y lesionado mediante calor Figura 101 Sello de seguridad de plástico perforado para alterar su funcionamiento Figura 102 Sello de seguridad de plástico intervenido y reparado con pegamento Figura 103 Sello de seguridad de plástico lesionado mediante calor Figura 104 Sello de seguridad intervenido y reparado con pegamento Figura 105 Sello de seguridad con la guaya maltratada Figura 106 medidor antiguo sin sellos de seguridad Figura 107 Alambre de cobre nuevo en sello de seguridad de plomo muy antiguo Figura 108 Alambres y sellos con exceso de óxido en lugares no expuestos al medio ambiente Figura 109 Sellos de plomo repisados en señales de haber sido abiertos con aguas y cerrados con mordazas de alicates Figura 110 Sello de seguridad tipo candado abierto Figura 111 Sellos de latón o fatiga abiertos o soplados Figura 112 Sellos de seguridad tipo rotoseal manipulados Figura 113 Sello de seguridad con la guaya o alambre roto escondida en el hueco del tornillo Figura 114 Medidor electromecánico desconectado y en servicio directo Figura 115 Medidor retirado por particulares Figura 116 Medidor antiguo con placa de características remachada sin tornillos Figura 117 Medidor antiguo con placa de características remachada sin tornillos Figura 118 Medidor monofásico con doble placa de características Figura 119 Medidor monofásico con placa de características incompleta Figura 120 Numerador o integrador no engrana con el sinfín Figura 121 Piñón de ataque del integrador con dientes limados Figura 122 Medidor monofásico marca krizik rymel con el registrador intervenido (dígitos corridos) Figura 123 Recuadro que resalta la lectura del registrador esta rayado Figura 124 Recuadro que resalta la lectura del registrador esta rayado Figura 125 Medidor electromecánico con el disco de aluminio doblado, se frena con los imanes de freno Figura 126 Medidor electromecánico con el cojinete inferior dañado Figura 127 Medidor electromecánico con el cojinete superior dañado Figura 128 Medidor electromecánico con el cojinete inferior dañado Figura 129 Medidor electromecánico con el cojinete inferior dañado Figura 130 Medidor electromecánico con el disco de aluminio intervenido (Limadura sobre el disco)

16 Figura 131 Medidor electromecánico con el numerador suelto Figura 132 Medidor electromecánico sin placa de características Figura 133 Medidor electromecánico con inversión interna de entrada por salida de corriente (fase da la acometida invertida con la fase del alimentador) Figura 134 Medidor electromecánico con puente interno entre entrada por salida de bobina de tensión Figura 135 Medidor electromecánico con puente interno entre entrada por salida de bobina de tensión Figura 136 Medidor electromecánico en condiciones normales Figura 137 Medidor electromecánico intervenido (falta puente de tensión) Figura 138 Medidor electromecánico marca iskra con integrador cambiado Figura 139 Medidor electromecánico marca krizik rymel con integrador cambiado Figura 140 Medidor electromecánico marca schlumberger SL1631 con integrador cambiado Figura 141 Medidor electromecánico marca nansen con integrador cambiado Figura 142 Medidor electromecánico con manipulación en la tercera o cuarta rueda del integrador Figura 143 Ajuste en los mecanismos de integración Figura 144 Fotoceldas conectadas en serie Figura 145 Resistencia conectada en serie a la bobina de tensión del medidor electromecánico Figura 146 Medidor electrónico marca ampy con el display apagado Figura 147 Medidor electrónico marca landys con los segmentos del display quemados Figura 148 Medidor electrónico marca landys con los segmentos del display quemados Figura 149 Elementos de estado sólido quemados Figura 150 Acta de revisión e instalación eléctrica para medida directa de la empresa Electricaribe sede Monteria-Cordoba Figura 151 Acta de revisión e instalación eléctrica para medida directa de la empresa Electricaribe sede Monteria-Cordoba; donde está especificado el valor en W, de cada artefacto eléctrico para realizar el censo de carga Figura 152 Medidor de energía con lectura actual (10519) Figura 153 Recibo de energía donde está especificado lectura actual, lectura anterior, factor, consumo, kwh facturados Figura 154 Recibo de energía donde están especificados los últimos consumos de los últimos seis meses Figura 155 Esquema de funcionamiento de una acometida en condiciones normales Figura 156 Acometida concéntrica en condiciones normales Figura 157 Acometida concéntrica en condiciones normales Figura 158 Esquema de funcionamiento de una acometida en condiciones anormales Figura 159 Acometida en condiciones anormales Figura 160 Acometida concéntrica en condiciones anormales

17 Figura 161 Acometida subterránea en condiciones anormales Figura 162 Medición de tensión entre fase y neutro (115.1 V) en el medidor electrónico marca siemens Figura 163 Medición de corriente entre fase y neutro (2.64 A) en el medidor electrónico marca siemens Figura 164 Medición de tensión entre fase y tierra (115.9 V) en el medidor electrónico marca siemens Figura 165 Medición de tensión entre neutro y tierra (3 V) en el medidor electrónico marca siemens Figura 166 Medición de corriente en el neutro del alimentador (1.42 A) en el medidor electrónico marca siemens Figura 167 Medición de corriente en la fase del alimentador (1.43 A) en el medidor electrónico marca siemens Figura 168 Medidor electromecánico con carga de prueba resistiva de 1.9 A Figura 169 Medidor electromecánico KD de 750 rev/kwh Figura 170 Medición de corriente (1.9 A) en la carga de prueba resistiva Figura 171 Medición de tensión (118.1) en la carga de prueba resistiva Figura 172 Tiempo ( s) en el que se realiza la prueba por baja Figura 173 Medidor electromecánico con carga de prueba resistiva de 24.4 A Figura 174 Medidor electromecánico con KD de 750 rev/kwh Figura 175 Medición de corriente (24.3 A) en la carga de prueba resistiva Figura 176 Medición de tensión (100.1 V) en la carga de prueba resistiva Figura 177 Tiempo (60.01 s) en el que se realiza la prueba por alta Figura 178 Medidor electromecánico con carga de prueba resistiva de 24 A Figura 179 Medidor electromecánico con KD de 750 rev/kwh Figura 180 Registrador del medidor electromecánico marca iskra, indicando la lectura inicial de la prueba Figura 181 Registrador del medidor electromecánico marca iskra, indicando la lectura final de la prueba

18 GLOSARIO Acometida fraudulenta: cualquier derivación de la red local, o de otra acometida, efectuada sin autorización del prestador del servicio. Siempre la energía de una acometida fraudulenta no es registrada por el medidor. (1) Acometida subterránea: conjunto de ductos subterráneos, cajas de inspección, conductor, accesorio y canalizaciones que conectan un cliente a un transformador o red de distribución. (1) Acometida: para el caso de los servicios públicos, es aquella parte de la instalación formada por los conductores o cables que conectan el sistema de distribución eléctrica del comercializador, al punto de entrega del cliente. (1) Carga instalada: es la suma de las capacidades nominales de todos los equipos que consumen energía eléctrica y que se encuentran conectados a la instalación de un inmueble. (1) Carga: potencia activa o aparente consumida o absorbida por una máquina, artefacto, lámpara o compuesto de éstos. (1) Cliente, usuario, abonado o suscriptor: toda persona natural o jurídica, a cuyo nombre se suministra el servicio de energía eléctrica, este es responsable por la cuenta que en ese concepto. (1) Conductor fase: es aquel que presenta una diferencia de potencial con respecto al neutro. (1) Conductor con neutro concéntrico: es un cable conformado por los conductores de fase aislados, rodeados concéntricamente por un conjunto de hilos de cobre desnudo, dispuestos en forma tubular y sobre él, una chaqueta protectora resistente a la intemperie. (1) Conductor neutro: conductor que sólo transporta corriente de desequilibrio de los conductores del servicio. Consumo: es la cantidad de energía absorbida por el cliente, en un intervalo dado. (1) Contador: también llamado medidor eléctrico. Es un aparato compuesto de elementos electromagnéticos y/o electrónicos, que se utilizan para medir el consumo tanto de energía activa, como reactiva suministrada a un cliente. (1) Corriente alterna: flujo de electrones que alterna el sentido de su movimiento. Electricista: persona experta en aplicaciones de la electricidad. (1)

19 Electrodo de puesta a tierra: es el conductor o conjunto de conductores enterrados, que sirven para establecer una conexión con el suelo. (1) Equipo patrón: es utilizado para determinar la calidad de la medida; puede ser una mesa de prueba de laboratorio o un equipo portátil. (1) Factor de potencia: relación de la potencia activa y la potencia aparente, para cualquier carga dada en un tiempo determinado. Es el mismo coseno (β). (1) Factura: es la demostración del consumo del cliente al precio correspondiente en un periodo determinado. La facturación generalmente es mensual y el pago es por mensualidad vencida. (1) Fraude: acción ilícita con el fin de aludir obligaciones legales. (2) Inspección: conjunto de actividades tales como medir, examinar, ensayar, o comparar con requisitos establecidos, una o varias características de un producto o instalación eléctrica, para determinar su conformidad. Medidor de energía con conexión directa: es aquel cuya conexión se hace directamente a la acometida de baja tensión. (1) Nodo: parte de un circuito en el cual dos o más elementos tienen una conexión común. (1) Pérdidas no técnicas: Están relacionadas con las pérdidas comerciales que comprenden los errores administrativos de facturación, calibración de medidores, fraudes y hurtos de energía. Red de distribución eléctrica: es el sistema eléctrico individual, formado por uno o más circuitos conectados entre sí y eventualmente interconectados con otras redes. Incluye líneas, postes y cámaras. Pueden ser de baja, media o alta tensión. (1) Servicio bifásico: es aquella que se obtiene con una acometida de tres conductores, conectados a dos fases y el otro al neutro. (1) Servicio monofásico: es aquel que se obtiene mediante una acometida de dos conductores conectados a una fase y el otro al neutro. (1) Servicio trifásico: se obtienen con una acometida de tres o cuatro conductores. Para baja tensión, tres fases distintas y un neutro; para media tensión, tres fases distintas. (1) Tensión secundaria: la tensión del circuito que sale del transformador, o la tensión que alimenta a la carga y va de 0 a 600 V, en la red de distribución. (1)

20 RESUMEN Este trabajo tiene como objetivo, desarrollar una guía para la detección de fraudes en suministros de energía eléctrica en medición directa; con la finalidad de contrarrestar dichos fraudes en los suministros. Para contrarrestar dichos fraudes, es necesario tener un conocimiento previo acerca de los medidores electromecánicos y electrónicos; conociendo funcionamiento, estructura y partes constitutivas, para con ello poder realizar una correcta inspección visual. Además de la prueba de inspección visual, se presentan otro tipo de pruebas que se pueden realizar en terreno, para verificar el correcto funcionamiento del medidor. Este trabajo se realiza, para personas que trabajen en el área de perdidas no técnicas; precisamente en la detección de fraudes.

21 INTRODUCCIÓN. El fraude en el ámbito del campo de la electricidad, se define como la acción ilegal llevada a cabo por el usuario, con el fin de reducir la cantidad de energía consumida que infiere en una facturación errónea de dicho consumo. El fraude eléctrico está asociado a las actividades de pérdidas no técnicas. El fraude es una de las principales causas de la pérdida de ingresos en muchas áreas de negocio. Entre ellos, tarjeta de crédito, teléfono celular y el seguro, son los más destacados. Por lo tanto, una gran cantidad de trabajos de investigaciónhan hecho frente al problema de la identificación del fraude. Al igual que en otras áreas de negocio, las empresas de distribución de electricidad, también pueden sufrir fraude de sus clientes. En Brasil, como en muchos otros países, las pérdidas de ingresos de las empresas de electricidad debido a los fraudes, puede ir tan alto como el 3%. En principio, los fraudes en medidores de energía eran muy sencillos; se instalaban servicios directos, se soltaban, se corrían las anclas de tensión y se aislaban con esmalte o cinta, cuando el ancla estaba en la parte exterior del medidor. Con base en esto, se implementaron las primeras cuadrillas que con sólo inspección visual, detectaban dichos fraudes; procedían a abrir los sellos de seguridad, con el fin de intervenir internamente el medidor; ya sea la señal de tensión, los pivotes del imán de freno, puentes entre entrada y salida o el integrador; dichas empresas implementaron la prueba de tiempo- potencia, que consta de una resistencia y un cronómetro, tomando diferentes datos para con estos determinar si el medidor se encuentra frenado o intervenido. De otra manera y pasado el tiempo, se empieza a ver que los usuarios procedían a cortar los sellos y a devolver la lectura a su amaño, con la diferencia que no cerraban los mismos sellos que cortaban, si no que procedían a falsificar los sellos de plomo mediante moldes, y procedían a cerrarlos, mediante matrices falsas o pinzas; Por tal motivo, las empresas electrificadoras cambian los sellos por sellos de plástico; estos son falsificados con mayor dificultad. Las empresas proceden a implementar programas de seguimiento con pre lecturas, instalación de medidores testigo y análisis de consumos. Las empresas de energía observan irregularidades en los consumos de los usuarios, y ahí es cuando se detecta que los usuarios, proceden a abrir el medidor y a intervenir el registrador ya sea limando los piñones o cambiándolos por otros, a los cuales no corresponde; por tal razón las empresas implementaron la prueba de integración, instalación de medidores y la macromedición. Los usuarios no contentos, proceden a intervenir la acometida y derivarla antes del medidor, instalando cuchillas o seccionadores de doble tiro entre otras modalidades. Con esto, las empresas comienzan a instalar las acometidas concéntricas a la vista, revisar corrientes en la acometida y seguir con la macromedición; también es implementado el fraude móvil por parte de los usuarios, el cual mediante estudios se afirmó, que era implementado por parte de los usuarios 21

22 en las noches o en los fines de semana y es neutralizado mediante redes trenzadas, macro-medición con medidores electrónicos con perfil de carga. Gracias a la experiencia adquirida con la empresa contratista, la cual me permitió adquirir un conocimiento en el campo de la detección de pérdidas no técnicas, se hace necesario plasmar esta documentación, para aquellos grupos de trabajo que necesitan ser capacitados para dicha tarea y así, obtener un mayor rendimiento en terreno. 22

23 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL. Desarrollar una guía para la detección de fraudes en suministros de energía eléctrica en medición directa. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Conocer la estructura, funcionamiento y elementos constitutivos del medidor de energía eléctrica. Realizar una correcta inspección visual en los suministros de energía eléctrica en medición directa, Identificando técnicamente los diferentes tipos de fraudes y señales de fraude presentes. Aprender a realizar las diferentes clases de pruebas técnicas, para verificar en terreno, el correcto funcionamiento de los medidores de energía eléctrica en medición directa. 23

24 1. FUNCIONAMIENTO, ESTRUCTURA Y ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DEL MEDIDOR DE ENERGÍA ELÉCTRICA ELECTROMECÁNICO Y ELECTRÓNICO 1.1 FUNCIONAMIENTO DEL MEDIDOR ELECTROMECÁNICO.(3) El principio de funcionamiento es el de un par motor. Si la bobina de corriente es recorrida por una corriente y la bobina de tensión alimentada por una tensión, se crea un campo magnético. En este campo se encuentra un disco con eje soportado en unos cojinetes o joyas; la velocidad de disco va de acuerdo a la magnitud de la carga que se encuentre conectada. El eje tiene un sinfín que hace contacto con un piñón y este a su vez, se conecta con otros hasta llegar al numerador o registro; en otras palabras, es un sistema de transmisión mecánica. El numerador generalmente tiene 5 dígitos y algunos un digito adicional que corresponde a los decimales; la integración depende del fabricante, el cual dice en la constante, cuantos giros tiene que dar para integrar un kwh. La constante puede ser kh que está dada en Wh por revolución, y el kd revoluciones por kw. Figura 1. Esquema de funcionamiento del medidor electromecánico de energía eléctrica. Tomado de la referencia (4) 24

25 1.1.1 Elementos principales del medidor de energia electromecánico.(1) Tapa principal Cubierta frontal del medidor, hecha completamente de material transparente u opaco, provisto con ventanas que permiten ver el movimiento del rotor y leer el mecanismo registrado. Sus partes son: Tornillos, Mordaza, Empaque. Figura 2. Medidor electromecánico monofásico marca Schlumberger SL1621 Tapa principal Base: Es la parte posterior del medidor que sirve para fijarlo y al cual se fijan el chasis, los terminales, el bloque de terminales y la tapa del medidor. Figura 3. Medidor electromecánico monofásico marca actaris. Base 25

26 Caja de conexiones o bornera: También llamada bloque de terminales; soporte fabricado de material aislante en el cual están agrupados todos o algunos de los terminales del medidor.consta de: Tornillos de fijación de los bornes a la base, tornillo externo de tensión, tornillos de los bornes, bornes o terminales, puente interno de Tensión, puente de neutro, bornes internos, lámina de fijación de la tapa principal y la tapa bornera al bloque de terminales. Figura 4. Caja de conexiones del medidor de energía eléctrica. Caja de conexiones o bornera Tapa bornera: Tapa que cubre los terminales del medidor, y generalmente los extremos de los conductores externos o cables conectados a los terminales. Tiene tornillos de fijación. Figura 5. Tapa bornera del medidor de energía eléctrica. Tapa bornera 26

27 Placa de características: Parte que define o agrupa todas las características técnicas del medidor. La placa de características puede ser fijada a través de una lámina o un tornillo. Consta de: Marca, número de fases e hilos, tipo, clase, diagrama de conexión, tensión, corriente, constante (kh o kd), frecuencia, año de fabricación, modelo y número de serie. Figura 6. Placa de características medidor de energía eléctrica marca Schlumberger SL1631. Placa características de Cojinete superior: Elemento de fijación del eje del disco que permite el desplazamiento del mecanismo del rotor; es generalmente de tipo aguja. Consta de: Cabezote, tornillo o lámina de fijación del cojinete, aguja. Figura 7. Cojinete superior del medidor electromecánico de energía eléctrica. Cojinete superior 27

28 Cojinete inferior: Elemento de fijación del eje del disco que permite el desplazamiento del mecanismo de rotor; puede ser de tipo doble joya o de repulsión magnética. Figura 8. Cojinete inferior del medidor electromecánico de energía eléctrica. Cojinete inferior Registrador o numerador: Es la parte del medidor que hace posible la determinación del valor medido. También recibe el nombre de fichero. Consta de: Tornillos de fijación del registrador: Son los que fijan, ajustan el registrador al chasis y el eje del disco. Chasis del registrador. Piñones de transferencia y ejes de los piñones: Los piñones se contaran del piñón de ataque hacia afuera. Piñón de ataque y eje del piñón. Tambores y ejes de los tambores: Los tambores deberán ser cinco enteros y un decimal; todos los tambores tendrán diez divisiones. Además la quinta parte de cada división, deberá estar resaltada. Los tambores se contarán de derecha a izquierda. Trinquetes y ejes de los trinquetes: Se contarán de izquierda a derecha. Topes de los ejes. 28

29 Figura 9. Registrador del medidor de energía eléctrica Registrador Disco: Parte móvil del medidor sobre el cual actúan los flujos magnéticos de los elementos de freno. El rotor es aquel que mueve el registrador y consta de un eje y un sinfín del eje. El disco tiene los siguientes componentes: Eje del disco, sinfín del eje, soportes del eje del disco, marca estroboscópica, lengüeta de retenida del eje del disco o espolón de frenado. Figura 10. Disco de aluminio del medidor electromecánico de energía eléctrica Disco Imán de freno: Parte del medidor que produce un par de freno, por la acción de su flujo magnético sobre las corrientes inducidas por este en el elemento móvil. Consta de uno o más imanes con sus dispositivos de ajuste. El elemento de regulación en calibración cargas nominales F.P.O.5i. Consta de: 29

30 Tornillos de fijación del imán, tornillo de regulación del imán, polos magnéticos (imanes). Figura 11. Imán de freno del medidor electromecánico de energía eléctrica Imán de freno Bobina de corriente: Es el arrollamiento del elemento motor y las conexiones internas del medidor, a través de las cuales fluye la corriente del circuito al cual está conectado el medidor. Consta de: Encapsulado, núcleo, tornillos de fijación del núcleo, aislamiento de la bobina, resistencia de constantano. Figura 12. Bobina de corriente del medidor electromecánico de energía eléctrica. Bobina corriente de. 30

31 Bobina de tensión: Arrollamiento del elemento motor y las conexiones internas del medidor, alimentado con la tensión del circuito al cual está conectado el medidor. Consta de: Núcleo, conductor de tensión y neutro, devanado, mecanismo de marcha en vacío y arranque (lengüeta de retenida), tornillo de fijación del núcleo, tornillo de regulación de bajas cargas. Figura 13. Bobina de tensión del medidor electromecánico de energía eléctrica Chasis: Parte a la cual están unidos los elementos motrices, los cojinetes del rotor, el registrador, usualmente el elemento de freno y algunas veces los dispositivos de ajuste. Figura14. Chasis del medidor electromecánico de energía eléctrica. Chasis 31

32 Sello de seguridad: Elemento de seguridad que se coloca al medidor para evitar que pueda ser intervenido por parte de extraños. Figura 15. Sello de seguridad de plástico del medidor de energía eléctrica Sello seguridad de 1.2 FUNCIONAMIENTO DEL MEDIDOR ELECTRÓNICO. (3) Todo medidor electrónico de energía eléctrica, está compuesto por una tarjeta electrónica, la cual contiene un chip que se encarga del procesamiento de los datos de corriente y tensión recibidos de convertidores de señal análoga a digital calculando la potencia consumida por el usuario. El procesamiento digital de las señales, permite el cálculo estable y exacto por encima de las variaciones de tiempo y medio ambiente. El chip incluido en el circuito electrónico de cálculo de consumos, controla en forma directa un contador con motor electrónico de paso (stepper motor) que produce la lectura. El chip integra dos convertidores análogo a digital de 16 bits y la lógica para el procesamiento de señales digitales necesaria para mediciones de energía eléctrica. Los convertidores sigma-delta con muestreo a una frecuencia de 900 MHz, digitalizan las señales de tensión a partir de transductores de corriente y tensión, lo cual significa una alta precisión en la lectura. La estructura de entrada con su amplia gama dinámica y etapa de ganancia programable en el canal de corriente, alivia inmensamente la interface del transductor al permitir las conexiones directas a este y simplifica el diseño de los filtros antialiasing, adicionalmente un filtro paso alto elimina cualquier DC del canal de corriente, eliminando las inexactitudes que las tensiones desplazadas puedan introducir a los cálculos de potencia real. 32

33 La potencia real se calcula a partir de la señal de potencia instantánea, la cual se genera al multiplicar las señales de corriente y tensión. Un filtro de paso bajo extrae el componente de la potencia real (en otras palabras la corriente directa). Este enfoque calcula potencia real correctamente hasta en ondas de corriente y tensión no sinusoidales y para todos los factores de potencia, todo el procesamiento de señales, como filtración y multiplicación, se hace en la dimensión digital para asegurar alta estabilidad con respecto a la temperatura y al tiempo. También dentro del chip se encuentran dos convertidores digital a frecuencia; uno produce una salida de baja frecuencia y el otro una salida de altafrecuencia. En ambos casos, la constante de impulsaciones de salida de los convertidores digital a frecuencia, varía con el valor de la potencia real disipada en el tiempo. Aún más, el chip ofrece un rango de frecuencias de salida seleccionables por el diseñador, para ajustarse a la mayoría de los medidores. La salida de baja frecuencia debido a su largo tiempo de acumulación entre pulsos, tiene una frecuencia que es proporcional al promedio de la potencia real. La salida de alta frecuencia, con su tiempo de acumulación más corto, es proporcional a la potencia instantánea. Como resultado, la salida de alta frecuencia es útil para calibrar el medidor bajo condiciones de carga constante. Figura 16. Funcionamiento del medidor electrónico Tomado de la referencia (4) 33

34 1.2.1 Elementos principales del medidor de energía electrónico.(4) Figura 17. Parte exterior de la tapa cubierta de los elementos internos del medidor electrónico. Tomado de la referencia (4) Figura 18. Parte interior de la tapa cubierta de los elementos internos del medidor electrónico Tomado de la referencia (4) 1. Pulsadores de lectura. 2. Orificios para visualización de LEDs emisores de pulsos de kwh y kvarh. 3. Visores para emisor y receptor del puerto óptico. 4. Visor para el display. 34

35 Figura 19. Parte interna del medidor electrónico Tomado de la referencia (4) 1. Display. 2. Circuitos de medición de corriente. 3. Circuitos de medición de tensión. 4. Puerto óptico de comunicación. 5. LEDs emisores de pulsos de energía activa y energía reactiva. 6. Pulsador de lectura. 7. Microprocesador. 8. Memoria. 9. Cristal oscilador. 10. Cables de conexión de entrada de circuitos de medición Display: Se observa un display de cristal líquido LCD (Liquid-Crystal-Display) que contiene cuatro dígitos alfanuméricos, ocho numéricos de 8 mm de altura y ocho números indicadores de función en su sector inferior. Este equipo se encuentra configurado, para indicar la presencia de tensión en las fases con los números de función 1,2 y 3 y exhibir en su pantalla en forma cíclica los estados de energía activa y reactiva, diferenciados por los indicadores 4 y 5 respectivamente. Los kwh totales medidos, son almacenados internamente con 3 decimales. Los kwh totales son visualizados en la pantalla del medidor, con un máximo de 2 decimales a menos que, programados vía Puerto óptico, se muestren 3 decimales con propósito de prueba. 35

36 Figura 20. Display del medidor electrónico. Tomado de la referencia (4) Circuitos de medición de corriente: La corriente es medida mediante sendos shunts ubicados entre los bornes de entrada y salida de corriente del medidor en cada fase. El valor de la resistencia eléctrica del shunt es conocido con precisión y se utiliza para determinar la intensidad de corriente que fluye a través de esta carga, mediante la medición de la diferencia de tensión o voltaje a través de ella, valiéndose para ello de la ley de Ohm. Figura21. Circuitos de medición de corriente del medidor electrónico Tomado de la referencia (4) Los terminales de estos shunt, son conectados a los circuitos de corriente de la placa mediante tres pares de cables rojo y negro trenzados. Ya en la placa se 36

37 procede al filtrado de línea y adaptación de las señales para su conversión analógica-digital. En la siguiente figura, se ve en detalle el circuito de corriente correspondiente a la fase 2 en donde se destaca el integrado LMC60 de National Semiconductor, que es un doble amplificador operacional de tecnología CMOS. Figura 22. Circuito de corriente del medidor electrónico Tomado de la referencia (4) Circuitos de medición de tensión: La medición de tensión se consigue al dividir la tensión de línea, mediante sendos divisores resistivos. En la figura observamos las resistencias de precisión de metal film de 330 Ohm y 2 watts de disipación. Figura23. Circuitos de medición de tensión del medidor electrónico. Tomado de la referencia (4) Puerto óptico de comunicación: 37

38 El medidor cuenta con un puerto de comunicación que utiliza una señal de interface óptica (Flag) basada en el protocolo IEC 1107, para lo que se han dispuesto en la placa un emisor (LED infrarrojo) y un receptor (detector infrarrojo). Figura 24. Puerto óptico de comunicación del medidor electrónico Tomado de la referencia (4) LEDs: Emisores de pulsos de energía activa y energía reactiva. El equipo cuenta con 2 LEDs rojos de alto brillo, montados en la placa y de visualización directa desde el panel frontal del medidor, que emiten pulsos con una relación de pulsos por kwh (LED superior) y kvarh (LED inferior) medidos en los 3 elementos, para la registración de energía. Por debajo de la corriente de Arranque, el medidor ingresa en modo antideslizante. En este estado, el LED de registración del medidor queda permanentemente encendido y no se incrementan sus registros. El led permanece encendido hasta que la corriente del medidor (recibida o entregada) aumenta más allá del valor de la Corriente de Arranque. Figura 25. LEDs del medidor electrónico Tomado de la referencia (4) 38