INSTRUMENTOS DE MEDICION ELECTRICA

Transcripción

1 INSTRUMENTOS DE MEDICION ELECTRICA Además de las herramientas para instalar o reemplazar componentes de una instalación eléctrica, el técnico electricista necesita algunos elementos para probar el voltaje, la corriente o la resistencia en una instalación eléctrica. Su herramienta más importante es el multímetro para pruebas eléctricas. Antes de iniciar el contenido de este tema, es necesario explicar un fenómeno descubierto por el físico francés Jacques Arsen D arsonval en 1881, denominado el movimiento D arsonval. Este movimiento consiste básicamente en una bobina de núcleo de hierro montada sobre cojinetes, entre un imán permanente. Los resortes helicoidales limitan el movimiento de la bobina y proporcionan una trayectoria para que la corriente llegue a la bobina. El flujo magnético generado es directamente proporcional a la corriente que pasa por la bobina; por lo cual, el momento angular es también directamente proporcional a la corriente de la bobina. Cuanto mayor sea la corriente que pasa por la bobina, tanto mayor será el momento angular y la deflexión de la aguja conectada a ella. En consecuencia, la aguja indica la magnitud de la corriente que pasa por la bobina. En general, las escalas utilizadas para indicar la magnitud de la corriente se presentan en dos tipos: las que tienen el cero al extremo izquierdo y las que lo tienen en el centro. El movimiento se ajusta para indicar una deflexión cero cuando la corriente que pasa por la bobina es cero Todos los aparatos de medición deben tener características tales, que al hacer la medición no entorpezcan el funcionamiento del circuito y sus cargas. MULTÍMETRO Le llamamos multímetro al instrumento de medición que tiene la capacidad de medir: corriente como los amperímetros, voltaje como los voltímetros y resistencia como los óhmetros. Todo en un solo instrumento al que sólo hay que variar una perilla selectora de funciones o rangos. Cada instrumento de medición emplea amplificadores, rectificadores y otros circuitos para generar una corriente proporcional a la cantidad a medir. Esta corriente se introduce después a una bobina del medidor D arsonval que es la causante de la deflexión de una aguja indicadora, esta aguja indicadora se detiene en un espacio bien definido por la carátula indicadora, en donde se puede leer directamente la cantidad de dicha corriente. De los instrumentos de medición, existen a su vez dos tipos de tecnologías utilizadas para su construcción: los análogos o analógicos que emplean el principio del medidor D arsonval para generar movimientos en la aguja, que indica a su vez la magnitud de la cantidad a medir sobre una escala continua; y los digitales, que indican directamente el valor numérico de la cantidad a medir en una pantalla líquida o de cristal.

2 MULTÍMETRO DIGITAL Cuando el resultado de la medición se muestra en intervalos discretos o numéricos (en vez de la deflexión de la aguja sobre una escala continua), hablamos de una indicación digital. La lectura numérica directa reduce el error humano y el tedio, elimina el error de paralaje y otros errores de lectura e incrementa la velocidad en la obtención de los datos. Otras características adicionales en los instrumentos digitales modernos, tales como la polaridad automática y la facilidad en el cambio de rango, reducen más los errores de medición y el posible daño del instrumento causado por las sobrecargas accidentales. El multímetro es uno de los instrumentos más versátiles para propósitos generales, capaz de medir voltajes de CD y CA, así como corrientes y resistencias. Aun cuando los detalles de los circuitos varían de un instrumento a otro, un multímetro digital o electrónico generalmente contiene los siguientes elementos: Amplificador de CD, puente balanceado y medidor indicador. Atenuador de entrada o interruptor de RANGO para limitar la magnitud del voltaje de la entrada al valor deseado. Sección rectificadora para convertir un voltaje de entrada de CA a un valor de CD proporcional. Batería interna y un circuito adicional, para tener la capacidad de suministrar mediciones de resistencia. Interruptor de función para seleccionar las diferentes funciones del instrumento. APARATOS MÁS USUALES. Los aparatos de medición más extensamente usados por el personal de líneas y redes de distribución son los siguientes: AMPERIMETRO VOLTMETRO DE GANCHO WATTMETRO WATTHORIMETRO VOLTAMPERIMETRO GRAFICO Cada uno de ellos mide diferentes unidades eléctricas, por lo tanto tiene características de construcción diferente. Por lo que respecta a los amperímetros y voltímetros, existen para corriente continua y corriente alterna. EL AMPERIMETRO.- Este aparato se encarga de medir la intensidad de corriente (amperes) a lo largo de un solo conductor, por lo tanto debe conectarse en serie con respecto a la carga.

3 VOLTIMETRO.- Este aparato se encarga de medir la tensión eléctrica (voltios), para hacer esta medición se requiere que el aparato se conecte entre dos puntos del circuito, es decir en PARALELO. WATTHORIMETRO.- Este aparato se encarga de registrarla potencia eléctrica en función de tiempo en horas, o sea que registra la energía eléctrica. El Watthorimetro consta fundamentalmente de bobinas; una bobina de corriente que se conecta en serie con la carga y una bobina de potencia que se conecta en paralelo, por lo que se dice que la conexión es SERIE PARALELO. REALIZANDO PRUEBAS DE AISLAMIENTO EN EL SISTEMA ELÉCTRICO La garantía principal de una instalación eléctrica es la de su aislamiento. Por lo tanto, se considerará indispensable efectuar pruebas dieléctricas de la misma, antes de darse por recibida. En la figura siguiente mostramos algunos instrumentos utilizados para realizar pruebas de corriente, voltaje y resistencia de aislamiento. Estas pruebas permitirán determinar si es bueno el aislamiento entre los conductores y la "tierra", así como la localización de cortocircuitos, conexiones mal hechas o agua dentro de los tubos. El aislamiento de los conductores puede tener deficiencias de fábrica, o bien, puede destruirse al meter los alambres en el tubo conduit y, durante los trabajos de construcción, es factible que entre agua a las cajas y las tuberías, mojando más tarde el forro de los conductores. Por ésta causa, las conexiones pueden haber quedado deficientes debido a un mal contacto, mal aislamiento o por una equivocación al unir las puntas. Cualquiera de estos defectos dará resultados insatisfactorios en las pruebas. Se considerará bueno el aislamiento de la instalación cuando, siendo la capacidad de los conductores de 20 Amperes o más, la resistencia sea de 100, 000 Ohms, o más. Estos valores corresponderán a las pruebas que se hagan estando sólo colocados los tableros, los interruptores y los fusibles. Si dichas pruebas se llevan a cabo estando conectados además los portalámparas (sockets), los contactos y los apagadores, se deberá obtener una resistencia mínima igual al 50% de los valores antes indicados. Cuando la instalación esté dividida en varias secciones controladas desde distintos tableros, las pruebas se harán independientemente en cada ocasión.

4 Estas pruebas de aislamiento se efectuarán utilizando un megger, que es un instrumento que sirve para medir valores de resistencia muy altos. PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN Antes de realizar las mediciones conviene unir provisionalmente las dos puntas finales de cada circuito y conectar los bornes del aparato a las puntas opuestas en el interruptor correspondiente. Al girar la manivela del instrumento, la aguja de la carátula debe marca infinito, esto indica que no hay discontinuidad en la línea. Sin en vez de infinito marca cero habrá que localizar la parte interrumpida antes de principiar las pruebas dieléctricas. Se separan las puntas que se unieron provisionalmente y se procede a medir la resistencia dieléctrica entre cada hilo de cada circuito y de tierra, y entre cada conductor y las restantes del mismo tubo. Para la primera medición se abren todos los interruptores del circuito, se ponen los apagadores en posición de encendido, se conecta el borne terminal de tierra del aparato a la tubería de agua más próxima con un alambre de buen aislamiento conectado, a su vez, al borne terminal de línea del instrumento; entonces se prueba cada uno de los hilos de los diferentes circuitos. La carátula indicará la resistencia de aislamiento entre conductores y tierra. Para medir la resistencia de aislamiento entre conductores se conectan dos alambres con forro aislante a los bornes de tierra y de línea del aparato, y con las puntas libres se prueban por pares todos los conductores entre sí. Una vez que la prueba de aislamiento con el megger ha finalizado, procedemos a realizar pruebas de corriente con el probador de corriente y el amperímetro de gancho; además, también realizaremos la medición del voltaje en el tablero principal y en los contactos de la instalación. Para lo cual emplearemos el multímetro digital o el analógico. PASOS A SEGUIR EN UNA MEDICION EN AMPERES Con el selector de escalas, seleccione la escala mayor en amperes. Observe que la aguja marque en cero, si no es así, gire el tornillo de ajuste hasta que lo logre. Abra el gancho del aparato para introducirlo en el conductor al cual desea medir la intensidad de corriente eléctrica, cierre lentamente observando el movimiento de la aguja, si tiende a pasar más allá el valor máximo de la escala, abra el gancho y sáquelo del conductor. Esto quiere decir que el amperímetro no tiene la capacidad de medir la corriente que lleva este conductor.

5 Si al cerrar el gancho la aguja queda entre cero y 350, observe cuanto marca aproximadamente. Si la aguja indica un poco más de 20 amperes, saque el aparato y cambie la escala de 0 a 80 amperes para poder hacer una medición más exacta. PASOS A SEGUIR EN UNA MEDICION EN VOLTS Para medir en voltios en un circuito eléctrico de 127 / 220 volts, es conveniente hacerlo de la siguiente manera: Coloque las puntas para medir voltios. Con el selector de escalas elija las escalas de 0 a 300 voltios. Observe que la aguja marque cero, si no es así ajústela con el tornillo. Tome el voltímetro y una de las puntas con la mano izquierda, y con la mano derecha tome la otra punta. La punta que tiene en la mano izquierda conecte a uno de los conductores donde desea medir el voltaje, con la misma mano izquierda tome la otra punta y acérquela al otro conductor, haciendo ligero contacto para ver si la aguja no se desplaza más del valor máximo de la escala, si no es así tome la lectura del circuito. CUIDADOS EN EL MANEJO DEL VOLTIMETRO 1. Transporte el voltímetro en su funda. 2. Evitar que se golpee aún estando en su funda. 3. No medir voltaje y amperaje al mismo tiempo, ya que se dañará el aparato de medición. 4. No tratar medir voltaje y/o amperaje mayor a la capacidad del aparato porque se dañará. 5. No mover el selector de escalas cuando está conectado al circuito eléctrico. 6. Cuando se vayan a medir voltajes mayores de 220 volts es conveniente usar guantes aislantes. 7. Cuando se tenga que hacer mediciones arriba de un poste, se recomienda enviar el aparato con su funda por medio de una soga de mano. No hay que olvidar que al utilizar los aparatos de medición debemos seguir las siguientes medidas de seguridad personal: Usar zapatos adecuados con suela de hule. No usar anillos esclavas, reloj con extensible de metal.

6 No trabajar en áreas húmedas o mojadas VENTAJAS DEL VOLTIMETRO DE GANCHO En forma compacta se dispone de dos aparatos. La medición de intensidad de corriente se puede realizar sin necesidad de abrir el circuito. Se cuenta en estos aparatos varias escalas, tanto para intensidad de corriente como para tensión eléctrica.