Guía para mediciones de baja resistencia
Índice
INTRODUCCIÓN 3
Breve historia de los ohmímetros de baja resistencia 4
¿POR QUÉ MEDIR LA BAJA RESISTENCIA? 4
¿Qué es una medición de baja resistencia? 5
¿Qué le indican al usuario las pruebas de baja resistencia? 5
¿Qué problemas supone la necesidad de una prueba? 5
Ahorrar dinero con las pruebas de baja resistencia 5
Industrias con problemas significativos de resistencia 6
¿Qué equipos requieren pruebas de baja resistencia? 6
Armazón de motores 6
Ensamblaje de automóviles 7
Generación y distribución de energía 7
Transformadores 7
Alimentación ininterrumpible: correas de baterías 7
Plantas de cemento y otras aplicaciones de procesamiento de materias primas 8
Interruptores 8
Ensamblaje de aviones 8
Correas e interconexiones de cable entre los segmentos de riel (industria ferroviaria) 9
Electrodos de grafito 9
Punto o costura de soldadura 9
Carretes de cable 10
Medición de la resistencia de cables multinúcleo de al menos tres núcleos 10
Uso de mediciones de baja resistencia para establecer el par 11
¿CÓMO SE MIDE LA BAJA RESISTENCIA? 12
Mediciones de CC con cables de dos, tres y cuatro hilos 12
Mediciones con dos cables 13
Mediciones de tres hilos 13
Mediciones de cuatro hilos 13
CC contra CA 13
Diferencia entre continuidad y baja resistencia 14
Modos de prueba 14
Modelos diseñados en la década de 1970 y de 1980 14
Modelos de 10 amperios 14
Modelos de 100 amperios y superiores 14
¿CÓMO FUNCIONA UN OHMÍMETRO DE BAJA RESISTENCIA? 15
Seguridad 15
Pruebas en muestras desenergizadas 15
Uso y mal uso de ohmímetros de baja resistencia 16
Selección de corriente 16
Selección de sonda y de cable 16
Pruebas de rango inferior 17
TIPOS DE MEDIDORES: ¿CUÁL ELEGIR? 17
Miliohmímetro 17
Microohmímetro de 10 A 17
Microohmímetro de 100 A y superiores 18
Niveles de corriente de prueba nominal contra absoluta 18
Rango automático 19
Protección de entrada 19
EVALUACIÓN E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS 20
Repetibilidad 20
Lecturas puntuales y expectativas básicas para las lecturas 20
Tendencias 21
Interruptores 21
Sistemas de respaldo de baterías de reserva 21
Componentes de medición de un sistema 23
Altas corrientes en la medición de baja resistencia 23
Potenciales fuentes de error y garantía de resultados de calidad 23
Cables de prueba y sondas 23
Declaraciones de precisión 24
Interferencia 24
Entrega de la corriente de prueba declarada bajo carga 25
Realizar una medición en una meseta estable 25
Resistividad del material 25
Efectos de la temperatura 26
Efectos de la humedad 26
Ruido de fondo, corriente y tensión 26
Compensación de la FEM térmica o tensión Seebeck 27
Contaminación de la resistencia del contacto 27
Nivel de ruido y corrientes inducidas 27
Puntos calientes 28
Calibración en el campo 28
APÉNDICES 29
Pruebas en los transformadores 29
Pruebas de barra a barra en un motor 29
Pruebas de correas de baterías 31
Prueba de rampas 31
Puentes de Wheatstone y Kelvin 32
Puente de Wheatstone 32
Puente de Kelvin 32
Lista de aplicaciones de microohmios y miliohmios del DLRO 33
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS PRODUCTOS MEGGER 35
Serie DLRO100 35
DLRO10 y DLRO10X 35
DLRO10HD y DLRO10HDX 36
DLRO600 36
DLRO200 36
MOM2 37
MJÖLNER200 y MJÖLNER600 37
MOM690A 38
MOM200A y MOM600A 38
BT51 38
Serie 247000 39
Sistema de cable de prueba de doble conexión 39
TABLA DE COMPARACIÓN DE PRODUCTOS 40
www.megger.com 1
FIGURASFig. 1: Curva de temperatura de resistencia
cualitativa de la manganina 3
Fig. 2: Conexiones de barra de colectores 7
Fig. 3: Correa simple con dos superficies de contacto 7
Fig. 4: Correas paralelas en un complejo de
baterías grande 8
Fig. 5: Medición de la resistencia de las correas
transportadoras 8
Fig. 6: Prueba de uniformidad de la densidad
de las varillas de grafito (ohmios/pulgada) 9
Fig. 7: Serie de mediciones en una costura
de soldadura 9
Fig. 8: Determinación de la longitud restante
de un cable en un carrete 10
Fig. 9: Prueba convencional; un kelvin en cada
extremo de un núcleo de un cable multinúcleo 10
Fig. 10: El C2 y el P2 se muestran como cables
separados de un medidor a uno de los núcleos 11
Fig. 11: El C1 conectado a un núcleo adyacente
en el mismo extremo del cable multinúcleo 11
Fig. 12: El P1 conectado a otro núcleo en el
mismo extremo del cable multinúcleo 11
Fig. 13: El otro extremo del cable muestra
el núcleo sin marcar que transporta el C1
conectado al núcleo 11
Fig. 14: Área de contacto reducida debido al
sobrecalentamiento 12
Fig. 15: Empalmes comunes que se deben probar 12
Fig. 16: Fallas comunes que se pueden prevenir
mediante pruebas de baja resistencia 12
Fig. 17: Selección de la técnica de medición óptima 12
Fig. 18: Ejemplo simplificado de la medición
de cuatro hilos 13
Fig. 19: Diagrama de funcionamiento básico 15
Fig. 20: Estándar B193-65 de la ASTM 17
Fig. 21: Configuraciones de sonda y de cable 17
Fig. 22: Análisis de tendencias de las lecturas
de baja resistencia 22
Fig. 23: La pinza C1 conectada en el extremo
del circuito que se prueba 22
Fig. 24: Picos manuales dobles que se utilizan para
realizar la misma prueba como se muestra en
la Fig. 23 22
Fig. 25: Ubicaciones correctas e incorrectas de
las sondas 24
Fig. 26: Estilos básicos de sondas 24
Fig. 27: Curvas de resistencia de temperatura
del hierro, el cobre y el carbono 26
Fig. 28: Corrosión del interruptor 27
Fig. 29: Ruido 27
Fig. 30: Puntos calientes 28
Fig. 31: Prueba de barra a barra en el rotor de
un motor de CC 29
Fig. 32: Datos de prueba de bobinado traslapado 30
Fig. 33: Conmutador con 24 bobinas en serie 30
Fig. 34: Datos de prueba de bobinado ondulado 30
Fig. 35: Disposición de una bobina de bobinado
ondulado 31
Fig. 36: Objetivo de resistencia de correa individual 31
Fig. 37: Objetivo de resistencia de correa paralela 31
Fig. 38: Circuito del puente de Wheatstone 32
Fig. 39: Circuito del puente de Kelvin 32
Fig. 40: Serie DLRO100 35
Fig. 41: DLRO10 y DLRO10X 35
Fig. 42: DLRO10HD 36
Fig. 43: DLRO600 36
Fig. 44: DLRO200 37
Fig. 45: MOM2 37
Fig. 46: MJÖLNER200 37
Fig. 47: MJÖLNER600 37
Fig. 48: MOM690A 38
Fig. 49: MOM200A y MOM600A 38
Fig. 50: BT51 38
Fig. 51: DLRO247000 39
Fig. 52: Cables de prueba de doble conexión 39
2 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
IntroducciónEl estudio cuantitativo de los circuitos eléctricos comenzó en el año 1827
cuando Georg Simon Ohm publicó su famoso libro "Die galvanische
Kette, mathematisch bearbeitet" (El circuito galvánico investigado
matemáticamente), en el que plasmó su teoría completa de la electricidad. En
este importante trabajo, presentó la relación o la "ley" que lleva su nombre:
Resistencia (R) = Tensión (E)/Corriente (I)
En ese entonces, los estándares para la tensión, la corriente y la resistencia
no se habían desarrollado. La ley de Ohm expresó el hecho de que la
magnitud de la corriente que fluye en un circuito dependía directamente de
las fuerzas eléctricas o de la presión y, de manera inversa, de una propiedad
del circuito conocida como la resistencia. Sin embargo, naturalmente no
contaba con unidades del tamaño de los voltios, los amperios y los ohmios
que usamos en la actualidad para medir aquellas cantidades.
En ese momento, los laboratorios desarrollaron elementos de resistencia
elaborados con hierro, cobre u otros materiales de aleación disponibles.
Los laboratorios necesitaban aleaciones estables que se pudieran trasladar
de un lugar a otro para certificar las mediciones bajo revisión. El estándar
para el ohmio debía tener temperatura estable y efectos mínimos debido
al material conectado al estándar de ohmios.
En 1861, se estableció un comité para desarrollar un estándar de
resistencia. Este comité incluyó a varios hombres célebres con los que
estamos familiarizados hoy en día, incluidos James Clerk Maxwell, James
Prescott Joule, Lord William Thomson Kelvin y Sir Charles Wheatstonei.
En 1864, se utilizó como estándar una bobina de alambre de aleación de
platino y plata sellada en un recipiente lleno de parafina. Esto se utilizó
durante 20 años, mientras se llevaban a cabo estudios para desarrollar un
estándar más confiable. Estos estudios continuaron mientras la Oficina
Nacional de Normas (del inglés National Bureau of Standards, NBS), ahora
conocida como el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (del
inglés National Institute of Standards and Technology, NIST), controlaba
el estándar para el "ohmio". En la actualidad, la industria utiliza la
aleación de manganina porque tiene un coeficiente de temperatura bajo,
de modo que su resistencia varía muy poco con la temperatura. "Basic
Electrical Measurements" (Mediciones eléctricas básicas) de Melvin B.
Stout destaca las propiedades clave de la manganina.
Tabla 1: Propiedades principales de la manganina
Porcentaje de composición
Resistividad Coeficiente de temperatura por ºC
FEM térmica contra cobre μv/ºCMicroohmios
por cm cúbicoOhmios por milipulgada circular por pie
Cu 84 %Mn 12 %Ni 4 %
44 μΩ 264 Ω * ±0,00001º 1,7
* La manganina no muestra ningún efecto en temperaturas de 20 ºC a 30 ºC.
i Swoope’s Lessons in Practical Electricity; Eighteenth Edition; Erich
Hausmann, E.E., ScD.; página 111.
La FEM térmica contra el cobre muestra la actividad termopar del material
donde se genera una tensión simplemente a través de la conexión de dos
metales diferentes. El objetivo es minimizar la actividad termopar, pues
induce a errores en la medición.
Con el sistema métrico, las mediciones se realizan en metros y la resistividad
se determina para un metro cúbico del material. Sin embargo, las unidades
más prácticas se basan en un centímetro cúbico. Con el sistema de EE. UU.,
la resistividad se determina en ohmios por milipulgada circular por pie.
El diámetro del alambre se mide en milipulgadas circulares (0,001)ii y la
longitud en pies.
La Fig. 1 muestra la curva de resistencia de la temperatura del alambre
de manganina a 20 ºC (68 ºF). En los derivadores de manganina, la curva
de 20 ºC cambia a 50 ºC (122 ºF), ya que este material funciona a una
temperatura más elevada debido a la aplicación. La aleación de manganina
se diseñó para usarse en bobinas que se utilizan para establecer condiciones
de medición estables en entornos de temperatura ambiente a 20 ºC.
Fig. 1: Curva de temperatura de resistencia cualitativa de la manganinaiii
ii Swoope’s Lessons in Practical Electricity; Eighteenth Edition; Erich
Hausmann, E.E., ScD.; página 118.
iii Basic Electrical Measurements; Melvin B. Stout; 1950; página 61.
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problemas. Sin embargo, la electrónica y la tecnología de las baterías
avanzaron hasta el punto donde se pudieron hacer un número importante
de mejoras a los diseños de la década de1970. Los ohmímetros de baja
resistencia de Megger recientemente diseñados incluyen la capacidad de
almacenamiento de datos y descarga, modos de prueba adicionales, peso
reducido, vida útil extendida de la batería, etc.
¿Por qué medir la baja resistencia?La medición de la baja resistencia ayuda a identificar los elementos de resistencia
que han aumentado por sobre los valores aceptables. El funcionamiento de los
equipos eléctricos depende del flujo controlado de la corriente dentro de los
parámetros de diseño de un equipo determinado. La ley de Ohm establece que
para una fuente de energía específica que funciona con V de CA o V de CC,
la cantidad de corriente consumida depende de la resistencia del circuito o del
componente.
En la era moderna de la electrónica, se generan demandas en aumento en
todos los aspectos de los circuitos eléctricos. Hace años, la capacidad para
medir 0,01 ohmios era aceptable; sin embargo, en los entornos actuales de la
electrónica industrial, el ingeniero de pruebas en de campo ahora debe realizar
mediciones que arrojen repetibilidad dentro de un par de microohmios o menos.
Estos tipos de medición requieren las características únicas del método de prueba
de cuatro alambres de un ohmímetro de baja resistencia, cuyos detalles se
pueden encontrar en página 13.
Las mediciones de baja resistencia son necesarias para evitar daños a largo plazo
en equipos existentes y para minimizar la energía que se pierde en forma de calor.
Ellas muestran cualquier restricción en el flujo de corriente que puede impedir que
una máquina genere su potencia plena o permitir que fluya corriente insuficiente
para activar dispositivos de protección en caso de una falla.
Se llevan a cabo pruebas periódicas para evaluar una condición inicial o para
identificar cambios inesperados en los valores medidos, y las tendencias de estos
datos ayudan a indicar, incluso pronosticar, posibles condiciones de falla. Los
cambios excesivos en los valores medidos apuntan a la necesidad de una acción
correctiva para evitar una falla grave. Cuando se realizan mediciones de campo,
el usuario debe contar con valores de referencia que se apliquen al dispositivo
que se prueba (el fabricante debe incluir esta información en la documentación
o en la placa de identificación proporcionada con el dispositivo). Si las pruebas
son repeticiones de pruebas anteriores, también se pueden utilizar estos registros
para observar el rango de las mediciones previstas.
Si, cuando se realizan las pruebas, el usuario registra los resultados y las
condiciones bajo las cuales se realizaron las pruebas, la información se transforma
en el inicio de una base de datos que se puede utilizar para identificar cambios
como el agotamiento, la corrosión, la vibración, la temperatura u otro problema
que puede suceder en el lugar de la prueba.
La aleación está modificada para tiras de material que se utilizan en
derivadores de medición, los cuales funcionan a una temperatura ambiente
superior, hasta los 50 ºC.
El propósito de este folleto es ayudar a los ingenieros, a los técnicos y a los
usuarios a comprender lo siguiente:
La lógica detrás de las pruebas de baja resistencia.
Cómo realizar una medición de baja resistencia.
Cómo seleccionar el instrumento correcto para la aplicación de la prueba.
Cómo interpretar y utilizar los resultados.
Breve historia de los ohmímetros de baja resistenciaEvershed & Vignoles (una de las empresas que se transformó en Megger y
el desarrollador del primer medidor de resistencia de aislamiento) desarrolló
en 1908 el ohmímetro de baja resistenciaiv DUCTER™
original, y utilizó
el movimiento del medidor de las bobinas cruzadas que ya se utilizaba
en el medidor de resistencia de aislamiento. El diseño inicial evolucionó a
unidades de campo en la década de 1920, que requerían un procedimiento
de nivelación en el momento de la medición debido a la sensibilidad de la
bobina (que debía estar nivelada). Estos primeros modelos no se podían
transportar y eran sensibles a los golpes y las vibraciones.
Durante 50 años, los ohmímetros de baja resistencia portátiles fueron
unidades análogas. En 1976, en respuesta a numerosas solicitudes de
clientes, la James G. Biddle Company (otra de las empresas que finalmente
se convirtió en Megger) desarrolló y presentó un ohmímetro digital de baja
resistencia. Esta unidad se conoció con su nombre comercial, el DLRO.
Finalmente, la James G. Biddle Company lanzó las versiones de 10 A y 100 A
del DLRO, que incluía, para algunas versiones, un diseño de una sola caja
que simplificaba el proceso de medición y un modelo de rango extendido.
A través de la adquisición de Programma Electric AB, Megger fortaleció el
programa de ohmímetros de baja resistencia y alta corriente (del inglés Low
Resistance Ohmeters, LRO).
A finales de los años setenta, el MOM (del inglés Micro Ohm Meter, medidor de
microohmios) fue uno de los primeros productos que desarrolló Programma
Electric AB, y, en las décadas siguientes, esa serie se ha complementado con
el MJÖLNER y el MOM2. El MJÖLNER pasó de contar con tecnología basada
en un transformador a una tecnología de conmutación, que tiene la ventaja
de ser un instrumento de medición mucho más liviano. La última innovación
es el MOM2, que utiliza una tecnología patentada de ultracondensador para
generar la corriente alta, que hace posible superar los 200 A en un producto
portátil que pesa menos de 1 kg.
Este tipo de instrumento fue muy útil para la industria durante varios años, y
las diferentes versiones continúan ayudando a los usuarios finales a resolver
iv Basic Electrical Measurements; Melvin B. Stout; 1950; página 61.
4 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
¿Qué es una medición de baja resistencia? Una medición de baja resistencia es comúnmente una medición inferior a
1 ohmio. En este nivel es importante utilizar instrumentos de prueba que
minimicen los errores que producen la resistencia del conductor de la
prueba o la resistencia del contacto entre la sonda y el material bajo prueba.
Además, en este nivel, la tensión constante en el elemento que se mide
(por ejemplo, las fuerzas electromotrices (FEM) térmicas en las uniones entre
distintos metales) puede producir errores que se deben identificar.
Para permitir que una medición compense los errores, se emplea un método
de medición de cuatro terminales con una corriente de prueba de reversible
y un medidor de puente de Kelvin adecuado. Los ohmímetros de baja
resistencia están diseñados específicamente para estas aplicaciones. Además,
el intervalo superior en varios de estos medidores oscila entre kiloohmios,
lo que abarca los rangos inferiores de un puente de Wheatstone (consulte
página 32 para ver una descripción de cada método). El rango inferior de
muchos ohmímetros de baja resistencia se resuelve en 0,1 microohmio. Este
nivel de medición es necesario para realizar varias pruebas de resistencia de
rango bajo.
¿Qué le indican al usuario las pruebas de baja resistencia?La resistencia (R) es la propiedad de un circuito o el elemento que determina,
para una corriente determinada, la velocidad a la que la energía eléctrica se
convierte en calor según la fórmula W=I²R. La unidad práctica es el ohmio.
La medición de la baja resistencia le indica al usuario que observa cuando
ocurre u ocurrió degradación dentro de un dispositivo eléctrico.
Los cambios en el valor de un elemento de baja resistencia son una de las
mejores y más rápidas señales de que hay degradación entre dos puntos de
contacto. Alternativamente, las lecturas se pueden comparar con muestras
de prueba "parecidas". Estos elementos incluyen conexiones de rieles,
conexiones a tierra, contactos de los interruptores, conmutadores, bobinado
de los transformadores, conexiones de las correas de las baterías, bobinado
de los motores, barras de jaula de ardilla, barras colectoras con empalmes
de cables y conexiones a mallas de tierra.
La medición alerta al usuario sobre los cambios que ocurren con respecto a la
medición inicial o a las mediciones posteriores. Estos cambios pueden ocurrir
debido a varios factores, como la temperatura, la corrosión química, la
vibración, la pérdida de par entre las superficies de contacto, el agotamiento
o la manipulación incorrecta.
Estas mediciones son necesarias dentro de un ciclo regular para trazar
los cambios que suceden. Los cambios estacionales pueden ser evidentes
cuando se revisan los datos de invierno y verano.
¿Qué problemas supone la necesidad de una prueba?Bajo la suposición de que un dispositivo se instaló correctamente en primer
lugar, la temperatura, el ciclo, el agotamiento, la vibración y la corrosión
funcionan para provocar la degradación gradual del valor de la resistencia
de un dispositivo eléctrico. Estos factores se acumulan en un período hasta
alcanzar un nivel en el cual el dispositivo ya no funciona correctamente. La
aplicación determina el factor de degradación crítica.
Los ataques químicos y medioambientales son implacables. Incluso el aire
oxida los materiales orgánicos, mientras que la entrada de humedad, aceites
y sales degrada las conexiones incluso más rápidamente. La corrosión
química puede atacar el área transversal efectiva de un elemento, lo que
reduce el área mientras aumenta la resistencia del componente. Los estreses
eléctricos, en particular las sobretensiones o impulsos sostenidos, pueden
provocar que las soldaduras se aflojen. El estrés mecánico de la vibración
durante el funcionamiento también puede degradar las conexiones, lo que
causa el aumento de la resistencia. Estas condiciones dan como resultado un
calentamiento excesivo en la ubicación cuando el componente transporta la
corriente nominal, según la fórmula W=I²R. Por ejemplo:
6000 A en un colector de 1 µΩ = 36 vatios.
6000 A en un colector de 100 mΩ = 3600 kW, que darán como
resultado un calentamiento excesivo.
Si no se les presta atención, este tipo de problemas pueden conducir a
fallos en el sistema eléctrico que contiene los componentes afectados. El
calentamiento excesivo finalmente causará una falla debido al desgaste, que
puede abrir un circuito energizado.
Las baterías de alimentación de respaldo proporcionan un buen ejemplo
práctico de cómo la degradación puede ocurrir en condiciones normales de
funcionamiento. Los cambios en el flujo de corriente producen la expansión
y la contracción de las conexiones de los terminales, lo que produce su
aflojamiento o corrosión. Además, las conexiones están expuestas a vapores
ácidos, lo que produce mayor degradación. Estas condiciones causan la
disminución del área de contacto de superficie a superficie con un aumento
asociado de la resistencia de contacto de superficie a superficie, que
finalmente produce un calentamiento excesivo en la unión.
Ahorrar dinero con las pruebas de baja resistenciaSi lo piensa, un empalme que transporta corriente se calienta con el tiempo.
La cantidad de calor depende de la resistencia de la conexión y de la cantidad
de corriente que transporta, además de la cantidad de tiempo.
www.megger.com 5
Así que, naturalmente, una conexión de empalme o de cable que se calienta
solo se calentará más hasta que, si tiene suerte, la termografía lo identifique;
por el contrario, si no tiene tanta suerte, hasta cuando las luces se apaguen en el
momento en que la conexión se queme y funcione el dispositivo de protección.
Pero ¿qué sucede si no puede utilizar la termografía porque no hay una línea
directa del sitio a las conexiones? Estas se pueden esconder dentro un panel
y no se pueden ver hasta que es demasiado tarde.
Los suministros fundamentales fallan regularmente a causa del sobrecalentamiento
de las conexiones debido al desgaste de las conexiones de alta resistencia.
Debido a su carácter fundamental, esto prácticamente impide el aislamiento y el
mantenimiento regulares.
Piense en los hospitales y en los centros de datos. Las instalaciones de salud y
de datos son probablemente dos de las más fundamentales y vulnerables, pero
tienen un tiempo de inactividad muy acotado para el mantenimiento de sistemas
encerrados de conjuntos de conmutadores y barras colectoras de panel.
Con la fórmula W=I2R podemos estimar la potencia perdida en una o más
conexiones.
Para un empalme de 10 kA con una resistencia de 0,1 mΩ, la potencia es de 10 kW.
Para un empalme de 10 kA con una resistencia de 1 mΩ, la potencia es de 100 kW.
Para un empalme de 6 kA con una resistencia de 0,1 mΩ, la potencia es de 36 W.
Para un empalme de 6 kA con una resistencia de 100 mΩ, la potencia es
de 3600 kW.
Simplemente, la potencia se manifiesta en forma de calor.
Utilizar un DLRO para verificar la resistencia de contacto de los conmutadores,
los empalmes traslapados en las barras colectoras y las conexiones de terminales
de cables antes de que se active la potencia es la única forma segura de evitar
que conexiones deficientes se transformen en fallas potencialmente catastróficas.
Industrias con problemas significativos de resistenciaLas industrias que consumen grandes cantidades de energía eléctrica deben
incluir mediciones de ohmímetros de baja resistencia en sus operaciones
de mantenimiento. No solo la alta resistencia anormal causa calentamiento
indeseado, que posiblemente conlleva peligro, sino que además produce
pérdidas de energía, las que aumentan los costos de operación; efectivamente
paga por energía que no puede utilizar.
Además, hay industrias que tienen especificaciones fundamentales sobre
las conexiones interconectadas para garantizar conexiones resistentes a las
"mallas de tierra". Las conexiones deficientes reducen la eficacia de la malla de
tierra y pueden producir problemas significativos relacionados con la calidad
de la energía eléctrica o fallas catastróficas en caso de sobretensiones de
electricidad. Varias operaciones de subconjuntos proporcionan componentes
a los fabricantes de aviones que especifican las conexiones de baja resistencia
al fuselaje. Las conexiones amarradas entre las celdas de un sistema de
potencia de batería de respaldo también requieren muy baja resistencia.
Una lista general de estas industrias incluye:
Empresas de generación y distribución de energía
Plantas químicas
Refinerías
Minas
Vías férreas
Empresas de telecomunicaciones
Fabricantes de automóviles
Fabricantes de aviones
Cualquiera con sistemas de baterías de respaldo UPS (del inglés Uninterruptible Power Supply, sistema de alimentación ininterrumpida)
¿Qué equipos requieren pruebas de baja resistencia?Como hemos demostrado, los ohmímetros de baja resistencia tienen una
aplicación en una amplia gama de industrias y pueden ayudar a identificar
varios problemas que pueden conducir a fallas de los aparatos. En industrias
manufactureras en general, los devanados de los motores, los interruptores,
las conexiones de barras colectoras, las bobinas, las conexiones a tierra, los
conmutadores, los empalmes soldados, los pararrayos, los transformadores
pequeños y los componentes resistivos requieren pruebas de baja resistencia.
Los siguientes son algunas de las aplicaciones más comunes.
Armazón de motores
Los devanados de los armazones se pueden probar para identificar los
cortocircuitos entre las bobinas o conductores adyacentes. Las barras de
jaula de ardilla en el rotor se pueden separar de las placas de los extremos,
lo que produce pérdida del rendimiento. Si un motor parece estar perdiendo
potencia, se debe realizar una prueba de baja resistencia. Alternativamente,
las pruebas se pueden llevar a cabo cuando los soportes se sustituyen en un
apagado periódico o anual.
Pruebas de barra a barra en un motor
Las pruebas de barra a barra en un motor, en los rotores de los motores
de CC, se llevan a cabo para identificar bobinas abiertas o que hacen
cortocircuito. Estas pruebas se realizan con sondas manuales con resorte.
Este es un método dinámico para determinar las condiciones de los
devanados y las conexiones soldadas al elevador en los segmentos del
conmutador. Cuando se revisan periódicamente los datos de las pruebas,
se pueden identificar los efectos del sobrecalentamiento debido al
aumento excesivo de temperatura.
Para obtener información más detallada, consulte la sección "Pruebas de
barra a barra en un motor" en los Apéndices.
6 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
Ensamblaje de automóviles
Las conexiones de los cables de una soldadora por puntos "robótica"
puede dificultar el trabajo a través de la flexión constante. Finalmente,
puede ocurrir un agotamiento, que produce la rotura de los alambres. Esta
condición da como resultado una alta resistencia de los cables con la pérdida
de potencia para soldar, que produce una soldadura por punto deficiente
(pepitas) o incluso la falla global de la máquina.
Generación y distribución de energía
Empalmes, conexiones y barras colectoras de alta corriente
Las barras colectoras en un sistema de energía con empalmes traslapados y otras
conexiones se utilizan para suministrar corriente a los elementos del sistema.
La vibración y la corrosión pueden degradar esas conexiones atornilladas (ver
Fig. 2). Los tornillos se ajustan a una tensión específica (par) y la forma más rápida
y económica para determinar la calidad de la conexión es medir la resistencia en
el empalme. El usuario debe contar con información histórica para determinar
la idoneidad de la conexión. Si se deja sin corregir, la pérdida de potencia o el
calentamiento excesivo pueden conducir a un colapso de la conexión.
Fig. 2: Conexiones de barra de colectores
Transformadores
Las pruebas del bobinado de los transformadores se llevan a cabo en la fábrica
y luego en terreno de manera periódica. La prueba de fábrica se realiza a
temperatura ambiente. Una segunda prueba de fábrica es de calentamiento
para verificar que, a una potencia nominal, la resistencia de los devanados
permanece dentro de sus características diseñadas de aumento de temperatura.
Los transformadores grandes tienen "tomas" en el bobinado primario y
secundario. El estado de las tomas requiere verificación, pues las tomas
secundarias funcionan a diario y están expuestas al desgaste y la vibración
excesivos debido a que el sistema de distribución de energía equilibra la carga
que se transporta en los diferentes circuitos. Las tomas del lado primario son
fundamentales para los ajustes importantes de la distribución de energía
y se deben probar para garantizar que la conexión de baja resistencia está
disponible para el nuevo estado de potencia. Las conexiones de las tomas se
pueden corroer cuando no se utilizan, además se pueden sobrecalentar debido
a la alta corriente (lo que puede provocar un incendio).
Para obtener información más detallada, consulte la sección "Pruebas de
transformadores" en los Apéndices.
Alimentación ininterrumpible: correas de baterías
En las baterías industriales conectadas en serie, las correas (barras de cobre
con recubrimiento de plomo) se fijan a los postes en las baterías adyacentes,
(+) o (-), con tornillos de acero inoxidable. Estas superficies se limpian, se
engrasan y se tensan a un valor de par preestablecido. Como se señaló
anteriormente, están sometidas a la vibración, la corrosión química y al calor
debido a las cargas y descargas de alta corriente asociadas con la aplicación.
La mejor y más rápida forma de determinar la calidad de las conexiones es
la medición de la resistencia entre las dos terminales de baterías adyacentes
(ver Fig. 3 y 4).
Esta es la única aplicación de campo en la cual el usuario realiza mediciones
en un sistema energizado. Para obtener información más detallada, consulte
la sección "Prueba de correas de baterías" en los Apéndices.
Tenga en cuenta que existen varios niveles de "corriente circulante" en un
sistema de baterías y que la prueba debe considerar este flujo de corriente.
Se realiza una prueba con la corriente de prueba agregada a la corriente
circulante y se realiza una segunda prueba con la corriente de prueba
opuesta a la corriente circulante. Estas dos mediciones se promedian para
determinar el valor "óhmico" de la conexión.
Los procedimientos estandarizados requieren mediciones periódicas, ya que
la experiencia ha determinado que las correas de baterías son uno de los
elementos más débiles en el funcionamiento de un sistema de baterías.
Cuando no se realiza un programa de pruebas periódicas, se pueden
desarrollar conexiones de alta resistencia. Esta situación puede dar como
resultado la incapacidad de la batería para suministrar suficiente corriente
cuando es necesario o, cuando sucede al mismo tiempo que un aumento
de corriente y la emanación de gas de hidrógeno de las celdas de la batería,
puede provocar un incendio en el sistema de baterías y destruir el UPS.
Fig. 3: Correa simple con dos superficies de contacto
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Las correas transportadoras "transportan" las placas en una celda. Las
placas están suspendidas de las correas transportadoras en el líquido
de la celda. Si la resistencia de la terminal a las soldaduras de la correa
transportadora es demasiado alta, la capacidad de la batería para
transportar corriente es limitada. Además de la medición de la resistencia
de la correa, un ohmímetro de baja resistencia también se puede utilizar
para medir la calidad de estas soldaduras (ver Fig. 5).
Fig. 4: Correas paralelas en un complejo de baterías grande
Fig. 5: Medición de la resistencia de las correas transportadoras
Plantas de cemento y otras aplicaciones de procesamiento de materias primas
El sistema eléctrico de una planta de cemento u otra instalación de
procesamiento de materias primas incluye motores, relés, conmutadores
desconectados, etc. Las pruebas de estos elementos transportadores de
energía, como parte de un programa periódico o cuando se realiza una
modernización importante, son fundamentales para el funcionamiento
en curso de la planta. La calidad de las conexiones de corriente puede
identificar elementos o conexiones débiles en el sistema.
Nota: El polvo de cemento es un activo químico (corrosivo) y ataca las
conexiones metálicas.
Interruptores
Debido a los arcos en las almohadillas de un interruptor, se pueden formar
capas carbonizadas y el área de contacto directo se reduce o se le forman
agujeros, lo que da como resultado una resistencia y un calentamiento
mayores. Esta situación reduce la eficiencia del interruptor y puede
conllevar fallas en un sistema de transmisión activo, lo que produce la
pérdida de una subestación. Cuando programa una prueba, el usuario
debe estar al tanto de los requisitos actuales de la norma IEC 62271-100
(mínimo 50 A) y las normas ANSI y ANSI C37.09 (mínimo 100 A) para las
pruebas de corriente. Cuando las pruebas se realizan en interruptores de
aceite grandes, el mejor instrumento es uno que aumente la corriente,
la mantenga por un período y la disminuya (ver "Prueba de rampas" en
la página 31).
Cuando la CC fluye por un circuito con un transformador de corriente
(del inglés Current Transformer, CT), el CT se magnetizará. El problema
que causa es que el lado positivo de la CC puede provocar un transitorio
que podría disparar el relé. Una CC con una ondulación amplia es
particularmente problemática.
Se debe tener precaución cuando se realizan mediciones en un CT,
pues las corrientes de CC altas pueden saturar el CT y desensibilizarlo a
posibles fallas. Además, una ondulación en la corriente de prueba puede
producir que los interruptores se disparen.
La colocación cuidadosa de las sondas de corriente deben evitar
que esto ocurra, y la ondulación presente en la onda de corriente se
puede minimizar mediante la separación de los cables de prueba.
Alternativamente, utilice un conjunto de pruebas con una función de
rampa y de CC uniforme.
Ensamblaje de aviones
Se requiere una prueba de interconexión de todas las conexiones
eléctricas y mecánicas principales de la estructura para garantizar un
"plano de tierra" estable dentro de un avión. Estas interconexiones físicas
proporcionan una ruta uniforme para que se descargue la electricidad
estática en las mechas en el borde inferior del conjunto de cola y alas.
Esta ruta reduce la posibilidad de que los rayos dañen la aviónica en caso
de una tormenta eléctrica.
Con el tiempo, la interconexión de las mechas de estática, la antena, la
conexión de control y los terminales de la batería se deben inspeccionar.
La integridad de un sistema de escape soldado también se debe verificar
y registrar.
En funcionamiento normal, la electricidad estática excesiva no afecta
el funcionamiento de gran parte de los sistemas de navegación y
comunicación. Las mejores (más bajas) conexiones de resistencia
mejoraran el rendimiento de dichos sistemas.
8 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
Fig. 7: Serie de mediciones en una costura de soldadura
Punto o costura de soldadura
La calidad de una soldadura por puntos se puede determinar a través
de la medición de la resistencia en los materiales unidos. La calidad de
una costura de soldadura se puede determinar a través de una serie
de pruebas en la misma. Las lecturas se deben mantener dentro de un
grupo estrecho de valores. Un aumento y una disminución posterior en
las lecturas indican que la uniformidad de la soldadura está fuera de las
especificaciones. Para realizar la medición correctamente, el usuario debe
elaborar una fijación para mantener las sondas en una relación fija. Luego,
se llevan a cabo las lecturas en varios puntos de la costura de la soldadura
y se trazan (ver Fig. 7). Estas mediciones se realizan normalmente en la
región de los microohmios y se requiere cuidado especial en el diseño de
la fijación de prueba.
Correas e interconexiones de cable entre los segmentos de riel (industria ferroviaria)
En el entorno ferrocarril, las interconexiones están expuestas a la vibración, ya
que las ruedas pasan sobre los rieles (cada clic-clac produce una vibración en la
interface que conecta la correa con el riel). Estas interconexiones son parte del
sistema de control que le indica al usuario la ubicación de los diferentes trenes.
Dentro del sistema de rieles, un sistema telefónico utiliza los conductores de los
rieles para comunicarse. La resistencia de estas interconexiones es fundamental
para el rendimiento del sistema de control. En los sistemas que utilizan tres vías,
la tercera es la fuente de alimentación activa del motor, y la pérdida de potencia
en una interconexión de alta resistencia (como un empalme Cadweld deficiente)
reduce la eficiencia del sistema de tránsito. El usuario puede seleccionar una
sección de 1,5 metros (5 pies) de la vía sin una interconexión, realizar una
medición y luego medir una sección de 1,5 metros (5 pies) con una interconexión
para determinar la calidad de la conexión. Como regla general, estas mediciones
deben estar dentro del rango de un par de microohmios (o ±5 %).
Electrodos de grafito
Los electrodos de grafito tienen una característica de temperatura negativa (a
medida que la temperatura del elemento aumenta, disminuye la medición de la
resistencia). Las varillas de grafito se expulsan como cilindros de gran diámetro
y pueden tener hasta 1,8 metros (6 pies) de largo. Una de las aplicaciones para
estas grandes varillas es en las refinerías de aluminio, donde las altas corrientes
(150 000 A) se utilizan para reducir el mineral de bauxita a aluminio de alto grado.
Las pruebas de baja resistencia se llevan a cabo como un paso de control
de calidad para verificar la densidad de la expulsión del grafito. Debido al
tamaño de los electrodos, esta prueba requiere una fijación especial para
generar la corriente de prueba en la superficie de los extremos, lo que
garantiza una densidad de corriente uniforme en del volumen de la muestra.
Las sondas de potencial se conectan en una longitud conocida de la muestra
para determinar la "longitud de ohmios por unidad" (ver Fig. 6).
Fig. 6: Prueba de uniformidad de la densidad de las varillas de grafito
(ohmios/pulgada)
www.megger.com 9
Fig. 8: Determinación de la longitud restante de un cable en un carrete
Carretes de cable
Un carrete de alambre de cobre aislado puede tener una etiqueta que indica
el calibre del cable y la longitud de ohmios por unidad. Cuando el cable
permanece en el carrete después de una utilización parcial, la longitud
restante se puede calcular a través de la medición de la resistencia del cable
y con una estimación mediante la especificación de ohmios por longitud
(ver Fig. 8).
Alternativamente, si la etiqueta se destruyó, el usuario puede cortar una
longitud conocida del cable, medir esa muestra y determinar los ohmios
por longitud. Luego, se puede utilizar este valor con la lectura realizada
cuando se mida el equilibrio del cable en el carrete para calcular la longitud
restante. La temperatura del carrete será aproximadamente la misma que la
temperatura de la muestra. Aunque la temperatura interna del carrete pueda
ser ligeramente diferente, se puede calcular una estimación razonable de la
longitud restante del cable. Si el usuario consulta las tablas en página 26,
se puede determinar una estimación de la inexactitud. Este método también
se aplica a cables de aluminio y acero siempre que el cable cuente con un
revestimiento aislante para evitar el cortocircuito entre los bucles de alambre
adyacentes.
Medición de la resistencia de cables multinúcleo de al menos tres núcleosCuando se realizan mediciones de resistencia de cables, el método estándar
es conectar el cable de corriente y de potencial en cada extremo del núcleo
del cable que se va a medir (ver Fig. 9).
Fig. 9: Prueba convencional; un kelvin en cada extremo de un núcleo de un cable multinúcleo
Cuando el cable es demasiado largo para utilizar los cables de extensión
para pruebas o pasan a través de los pisos de un edificio, el método
descrito anteriormente no se puede utilizar. Sin embargo, hay una forma de
configurar los cables de prueba para medir la resistencia de cada núcleo del
cable de manera precisa con el DLRO ubicado en uno de los extremos del
cable que se debe probar. Los cables de corriente y de potencial de prueba
se deben conectar individualmente y no como un tipo de conexión kelvin
individual.
Paso 1: Conecte los cables de corriente y de potencial, C2 y P2
respectivamente, al núcleo bajo prueba. En la Fig. 10 es el núcleo con el
marcador azul.
Paso 2: Conecte el cable de corriente C a un núcleo adyacente. En la Fig.
11 es el núcleo sin marcar.
Paso 3: Conecte el cable de potencial P1 al otro núcleo. En la Fig. 12 es el
núcleo con el marcador rojo.
10 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
Fig. 10: El C2 y el P2 se muestran como cables separados de un medidor a uno de los núcleos
Fig. 11: El C1 conectado a un núcleo adyacente en el mismo extremo del cable multinúcleo
Fig. 12: El P1 conectado a otro núcleo en el mismo extremo del cable multinúcleo
Paso 4: En el otro extremo del cable, conecte el núcleo C1 al núcleo 1 y el
núcleo 3 al núcleo 1 con un cable de acoplamiento corto para garantizar
que el núcleo que transporta la conexión P1 esté en la cara interna del cable.
Fig. 13: El otro extremo del cable indica el núcleo sin marcar que transporta el C1 conectado al núcleo con el marcador azul (el núcleo que se debe probar) y el núcleo con el marcador rojo que transporta el P1 conectado al núcleo con el marcador azul (el núcleo que se debe probar); las conexiones con cables de acoplamiento cortos
Con una configuración simple (ver Fig. 13), se indica que la resistencia de
los cables multinúcleo largos se puede medir con dos núcleos de los cables
como parte del circuito de medición.
Uso de mediciones de baja resistencia para establecer el parUna aplicación para el DLRO que se utiliza con poca frecuencia es el uso
de las mediciones de baja resistencia en el ensamblaje de componentes
atornillados a un par establecido.
Cuando los empalmes traslapados de la barra colectora o las conexiones
terminales están demasiado apretados, el material del empalme se vuelve
cóncavo y, en lugar de transformarse en una mejor conexión, la resistencia
comienza a aumentar a medida que el contacto del área de la superficie se
distorsiona. Esta es la razón de por qué cada empalme y cada conexión en un
sistema generalmente cuenta con una configuración de par del fabricante.
Sin embargo, eso no es todo. Si el empalme tiene algo de suciedad cuando
se ajusta a su configuración de par, la resistencia más alta puede no ser
descubierta y la conexión comienza un viaje en espiral descendente de
sobrecalentamiento, arcos y finalmente fallas.
Pero ¿qué sucede si la conexión no tiene una configuración de par del
fabricante? El DLRO se puede utilizar durante el ajuste para garantizar que la
resistencia del empalme esté en su valor óptimo antes de activarlo y hacerlo
funcionar.
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Las conexiones atornilladas simples siempre han tenido problemas con la
relación entre ajuste y contacto óptimo del área de la superficie.
Fig. 14: Área de contacto reducida debido al sobrecalentamiento
Por esta razón, y para aumentar el contacto del área de superficie, muchos
sistemas de panel y de barras colectoras utilizan empalmes aprisionados,
traslapados o tipo sándwich (ver Fig. 14). En ensamblajes sometidos al exceso
de calor y vibración, los problemas discutidos se pueden volver drásticos muy
rápidamente, lo cual es la razón de por qué vemos el uso más frecuente
de mecanismos de bloqueo elaborados para mantener la resistencia del
contacto una vez que se configura.
Fig. 15: Empalmes comunes que se deben probar
Con un DLRO para medir la efectividad de estos tipos de conexiones (ver
Fig. 15), los datos generados se pueden recolectar y, luego, utilizar técnicas
de mantenimiento predictivo con tendencias a lo largo del tiempo para
identificar posibles fallas, en un empalme o en un ensamblaje de piezas
conectadas, mediante la identificación temprana de un aumento en los
niveles de resistencia (ver Fig. 16).
Fig. 16: Fallas comunes que se pueden prevenir mediante pruebas de baja resistencia
¿Cómo se mide la baja resistencia?
Mediciones de CC con cables de dos, tres y cuatro hilos ¿Por qué tenemos instrumentos de medición de resistencia que tienen
cables de prueba de solo dos hilos, mientras que otros tienen tres e incluso
cuatro? La respuesta depende del grado de información necesaria para
la medición y la magnitud de la resistencia que se mide. Las lecturas de
resistencia abarcan una amplia gama de valores que van de los microohmios
a los miles de megaohmios. Fig. 17 muestra el rango de medición en el que
cada tipo de instrumento funciona mejor.
Fig. 17: Selección de la técnica de medición óptima
12 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
Mediciones con dos cables
Las pruebas con cables de dos hilos son el método más simple y se utilizan
para hacer una evaluación general de un elemento del circuito, un conductor
o la ubicación del conductor en el circuito. La configuración de cable de dos
hilos es la más conocida para muchos usuarios, ya que es la configuración
utilizada en la mayoría de los multímetros. Se usa generalmente cuando la
resistencia del contacto de la sonda, la resistencia del cable de serie o las
resistencias de la fuga paralela no degradan la calidad de la medición más
allá de un punto aceptable para el usuario.
El valor medido incluye los valores de la resistencia del hilo del cable de
prueba y de la resistencia de la sonda de contacto, que afectan la medición
con la adición de algunas decenas de miliohmios a la resistencia real. En la
mayoría de los casos, esto produce una pequeña diferencia práctica en el
valor medido; sin embargo, cuando la medición es más baja que 1 ohmio,
el método de dos hilos puede inducir fácilmente a un error en el valor de la
resistencia medida, el cual puede ser de varios puntos porcentuales.
Las especificaciones de algunos medidores manuales muestran un rango de
200 miliohmios con una sensibilidad de 1 miliohmio. La resistencia del cable
puede alcanzar el valor cero, pero deja la incertidumbre sobre las resistencias
de contacto, que pueden variar con cada medición. Los valores de la
resistencia de contacto pueden estar en el rango de los 35 miliohmios en cada
sonda y pueden variar con la temperatura del material bajo investigación.
El método de prueba de dos hilos es recomendable para lecturas sobre los
10 ohmios hasta de 1 a 10 megaohmios.
Mediciones de tres hilos
Las pruebas de tres hilos de CC están reservadas para resistencias muy
altas y generalmente se utilizan para mediciones sobre los 10 megaohmios.
Normalmente asociamos estos tipos de prueba con la resistencia de aislamiento
diagnóstica. El método de prueba utiliza un tercer cable de prueba como protector
y permite la eliminación de las resistencias de la prueba de forma paralela al
circuito de prueba. Esta resistencia paralela es comúnmente mucho más baja
que la resistencia del aislamiento que se mide. De hecho, en casos graves, puede
provocar el cortocircuito de la resistencia del aislamiento de tal forma que no se
pueda realizar una medición significativa sin el uso de un circuito de custodia.
Este método de prueba está descrito e ilustrado en los folletos de Megger "A
Stitch in Time" (Una costura a tiempo) y "A Guide To Diagnostic Insulation Testing
Above 1 kV" (Una guía para las pruebas de aislamiento diagnóstico sobre 1 kV).
Mediciones de cuatro hilos
Las pruebas de cuatro hilos son el método más preciso para medir circuitos
por debajo de los 10 ohmios, ya que elimina los errores debido a las
resistencias del cable y del contacto. Este es el método de prueba asociado
con los ohmímetros de baja resistencia. Las mediciones de CC de cuatro
hilos utilizan dos cables de corriente y dos cables de potencial (ver Fig. 18).
La medición de cuatro hilos de CC anula los errores gracias al hilo del cable
de la sonda y los valores de resistencia de contacto en la lectura final, lo que
garantiza mediciones más precisas.
Fig. 18: Ejemplo simplificado de la medición de cuatro hilos
CC contra CA Aquí, la cuestión es la selección del tipo de corriente de prueba correcta. Se
debe utilizar un instrumento de CC cuando se intenta medir la resistencia
pura de un circuito o un dispositivo. Estos se utilizan para aplicaciones como
las pruebas de mallas de tierra o las pruebas de impedancia.
Se utiliza un medidor de impedancia especial para realizar pruebas en
baterías industriales. La palabra impedancia se usa para mostrar que una
medida está compuesta de una resistencia y una reactancia, que puede
ser un componente inductivo o capacitivo. Estas mediciones se llevan a
cabo como parte de un programa de mantenimiento de las baterías;
generalmente se utiliza un ohmímetro de baja resistencia para realizar
pruebas de verificación de conexiones con correas.
Los sistemas de medición de tres o cuatro hilos de CA se utilizan para
hacer pruebas en las "mallas de tierra" con frecuencias especiales
que excluyen errores de medición de corrientes de tierra de 50 Hz
o 60 Hz. El uso de una CA evita que la corriente de prueba
polarice iones en la tierra, de ese modo, cambia las condiciones
y asimismo los valores medidos. Esta es un área de interés
para los campos de la distribución de energía eléctrica
y de las telecomunicaciones. Se requiere la ruta de baja
resistencia de tierra para mantener el potencial del cable
a tierra al potencial de "tierra". El rendimiento eléctrico
del sistema de electricidad minimiza los peligros de
descarga eléctrica, ya que se habilita una ruta a tierra
para la energía de los rayos y otras tensiones estáticas
que pueden interferir en el sistema de control de
energía. Las mismas condiciones corresponden
a los sistemas telefónicos, pues las tierras de
alta resistencia pueden causar ruido excesivo
en los enlaces de voz y de datos (consulte el
folleto de Megger "Getting Down to Earth"
[Conexiones a tierra] para obtener más
www.megger.com 13
información sobre las pruebas de resistencia de tierra). Ambas industrias
requieren no solo una baja resistencia de mallas de tierra, sino que también
requieren interconexiones de baja resistencia de CA o CC entre la malla de
tierra y los circuitos activos.
Diferencia entre continuidad y baja resistenciaEn términos básicos, la continuidad nos indica que estamos conectados a los
dos extremos del mismo cable. Esto comúnmente se lleva a cabo como una
prueba de dos hilos con una medición de resistencia de 10 mΩ o superior. En
muchos casos, esto es aceptable para que un valor se registre en la certificación.
Sin embargo, vale la pena tener en cuenta que la continuidad también se puede
probar con una indicación como un zumbador o una lámpara de prueba.
Las mediciones de baja resistencia pueden comenzar en 0,1 µΩ, lo que
frecuentemente revela problemas de conexión de los empalmes y los contactos,
los cuales pueden ser potenciales puntos de falla. Esta prueba utiliza el método
de prueba de cuatro hilos, que no es susceptible a la resistencia de conexión de
los cables, las sondas o las pinzas de prueba del dispositivo bajo prueba como
puede serlo en el método de continuidad de dos hilos.
Modos de pruebaLos ohmímetros digitales de baja resistencia diseñados en la década de 1970 y
1980 solían proporcionar dos modos de funcionamiento, cada uno diseñado
para aplicaciones específicas. La tecnología reciente de microprocesadores
ha permitido que los instrumentos más nuevos incluyan modos adicionales
y se amplíen las capacidades de estos modelos. A continuación hay una
breve reseña sobre los tipos de modos de prueba disponibles en diferentes
instrumentos antiguos:
Modelos diseñados en la década de 1970 y de 1980
Modo continuo: Permite que la corriente de prueba fluya y que se realice
una medición cuando las sondas de corriente y de potencial contactan a
la muestra de prueba. Este modo de funcionamiento generalmente se
implementa cuando se utilizan los conjuntos de cables de punta con resorte
helicoidal y es el método común para realizar pruebas de campo. La vida útil
de la batería se extiende, pues la corriente de prueba solo fluye cuando las
pruebas están en curso.
Modo momentáneo: Requiere que ambos conjuntos de cables de
prueba estén conectados a la muestra. La medición se lleva a cabo
cuando el conmutador se coloca en la posición momentánea. Este modo
de funcionamiento se utiliza cuando los cables de corriente y de potencial
separados están conectados a la muestra.
Modelos de 10 amperios
Modo normal: El usuario conecta los cuatro cables de prueba y presiona el botón
de prueba del instrumento para iniciar una prueba. El instrumento comprueba
la continuidad de las conexiones de prueba y aplica corriente de avance y de
retroceso. La lectura se muestra durante un período corto (10 segundos).
Modo automático: Permite realizar mediciones de la corriente de avance
y de retroceso (se muestra el valor promedio) a través del contacto con las
cuatro sondas. Cada vez que se quitan las sondas y se vuelven a conectan a
la carga, se realiza otra prueba. Este modo, que es similar a modo continuo
de otros instrumentos antiguos, es un excelente método para ahorrar
tiempo y para utilizarse cuando se prueban las correas de la batería con picos
manuales. Tiene la ventaja adicional, cuando se utilizan picos manuales, de
que el sensor de la detección de contacto garantiza un buen contacto antes
de aplicar corrientes altas. Esto evita la generación de arcos cuando se hace
el contacto, lo cual erosiona las puntas de las sondas y potencialmente daña
la superficie del elemento bajo prueba.
Modo continuo: Permite realizar mediciones repetidas en la misma muestra
de prueba. Una vez que los cables de prueba están conectados y el botón
de prueba está presionado, se realiza una medición cada cierto número de
segundos hasta interrumpir el circuito.
Modo unidireccional: Aplica una corriente en una sola dirección. Si bien este
tipo de medición no anula las FEM constantes, aumenta la velocidad del proceso
de medición. En muchas condiciones de prueba, como las pruebas de correas
de baterías, no es necesario realizar una prueba de corriente de retroceso en la
muestra. Este modo también se utiliza cuando se prueban objetos que tienen
propiedades inductivas, como los motores y los transformadores.
Modelos de 100 amperios y superiores
Modo normal: El usuario conecta los cuatro cables de prueba y presiona
el botón de prueba del instrumento para iniciar una prueba. El instrumento
comprueba la continuidad de las conexiones de prueba y aplica la prueba
de corriente.
Modo continuo: Se utiliza para supervisar las condiciones de prueba
durante un período determinado. Después de que los cables de prueba estén
conectados y de que el botón de prueba esté presionado, se registran las
pruebas cada cierto número de segundos hasta que se presione el botón
nuevamente o que se interrumpa el contacto con una de las sondas de prueba.
Modo automático: Debido a las corrientes altas de prueba que se utilizan, el
usuario conecta los cables de corriente, selecciona la corriente de prueba deseada
y presiona el botón de prueba. Tan pronto como los cables de potencial están
conectados, se inicia una prueba. Para realizar otra prueba, el usuario interrumpe
el contacto con las sondas de tensión y luego restablece el contacto. Este es un
excelente modo para medir empalmes individuales en una barra colectora.
14 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
¿Cómo funciona un ohmímetro de baja resistencia?Un ohmímetro de baja resistencia utiliza dos circuitos de medición internos.
El suministro inyecta una corriente a la muestra de prueba a través de dos
cables, que generalmente se identifican como C1 y C2, y se mide la magnitud
de la corriente. Simultáneamente, dos sondas (comúnmente identificadas
como P1 y P2) miden el potencial en la muestra. Luego, el instrumento realiza
un cálculo interno para determinar la resistencia de la muestra de prueba.
¿Por qué este enfoque da como resultado una medición que es independiente
de la resistencia del cable y del contacto?
Representamos el circuito de medición completo en Fig. 19. La corriente se
inyecta a un elemento bajo prueba a través de los cables C1 y C2. La corriente
que fluye depende de la resistencia total de este bucle y de la potencia
disponible para impulsar la corriente a través de esa resistencia. Ya que se mide
esta corriente, y el valor medido se usa en cálculos posteriores, la resistencia
del bucle, incluida la resistencia de contacto de los contactos C1 y C2, y la
resistencia de los cables C1 y C2, no tiene ningún efecto en el resultado final.
Fig. 19: Diagrama de funcionamiento básico
Según la ley de Ohm, si pasamos corriente a través de una resistencia,
generaremos una tensión en la resistencia. Las sondas P1 y P2 detectan
esta tensión. El voltímetro al que estas sondas están conectadas de manera
interna tiene una alta impedancia, lo que evita que la corriente fluya en este
potencial bucle. Debido a que no fluye corriente, la resistencia de contacto
de los contactos P1 y P2 no produce tensión y, por ello, no tiene ningún
efecto en la diferencia de potencial (tensión) que las sondas detectan.
Además, ya que no fluye corriente a través de los cables P, su resistencia no
tiene ningún efecto.
Una de las características de calificación de un verdadero ohmímetro de
baja resistencia es la salida de alta corriente. Los multímetros genéricos
no suministran suficiente corriente para proporcionar una indicación
confiable de las capacidades de transporte de corriente de los empalmes,
las soldaduras, las interconexiones y las condiciones similares al
funcionamiento real. Al mismo tiempo, se requiere poca tensión, pues las
mediciones se realizan comúnmente en el extremo inferior del espectro
de resistencia. Solo el descenso de tensión en la resistencia medida es
crítico y se mide en milivoltios.
Los instrumentos de buena calidad alertan al usuario sobre las condiciones
del circuito abierto en los cables de prueba, aunque algunos modelos
disponen de selección de rango automática.
SeguridadEl ingeniero o técnico de pruebas de campo es el responsable de la
seguridad, quien estará en contacto con la muestra bajo prueba. La mayoría
de las pruebas de campo se realizan en circuitos desenergizados. Cuando se
prueban componentes magnéticos, puede ocurrir un estado de saturación
del bobinado. El usuario debe conectar un cortocircuito en el bobinado
para neutralizar la energía almacenada en el bobinado y luego realizar una
prueba de tensión para verificar el estado neutral de la muestra. Algunos
instrumentos cuentan con lámparas indicadoras en las sondas de prueba
para alertar al usuario sobre condiciones de presencia de tensión.
Las pruebas de correas de baterías representan una condición especial,
ya que las baterías deben permanecer conectadas. El usuario debe utilizar
guantes aislantes, una máscara facial y un delantal para protegerse durante
estas pruebas. Esta es una de las pocas ocasiones en las que las pruebas de
resistencia eléctrica se llevan a cabo en el campo en sistemas energizados.
Las sondas especiales, clasificadas para el funcionamiento de 600 V, están
disponibles con los nuevos instrumentos para realizar estas pruebas.
El uso de instrumentos con la capacidad para almacenar valores medidos
mejora la seguridad, pues el usuario no tiene que anotar las lecturas
entre cada prueba.
Pruebas en muestras desenergizadasComo medida de seguridad general, las pruebas siempre deben realizarse
en muestras desenergizadas. Se debe contar con capacitación y equipos
especiales para realizar las pruebas en circuitos energizados. Circuitos de
entrada fusionados internamente se incluyen en algunos instrumentos
para protegerlos si se conectan accidentalmente a una muestra de
prueba energizada. La baja impedancia de entrada del suministro de
corriente interno de los instrumentos generales se transforma en una
caída de corriente deliberada cuando se conecta en un circuito activo.
www.megger.com 15
Uso y mal uso de ohmímetros de baja resistenciaEl funcionamiento eficaz de un ohmímetro de baja resistencia depende de que
el usuario utilice los cables de prueba correctos. Los instrumentos que funcionan
con baterías están diseñados para una resistencia de cable específica, según la
vida útil de la secuencia de prueba. Los cables especificados permiten una fuga
razonable de corriente de la alimentación para el ciclo de prueba. Si se utilizan
cables con una resistencia mayor, la corriente que se utiliza para la prueba puede
ser menor que la que requiere el medidor, lo que podría causar un problema de
señal a ruido que puede disminuir la precisión o la repetibilidad de la medición.
Si se utilizan cables con valores de resistencia más bajos que los especificados,
el ciclo de prueba del instrumento es más corto de lo previsto. Esta situación
podría ser adecuada si el medidor se debe usar en un programa de prueba
con ruido eléctrico elevado de fondo. El uso de cables especiales con blindaje
también puede ser una solución para estas situaciones de ruido elevado.
Un error común en el campo es utilizar un ohmímetro de baja resistencia para
medir la resistencia de una malla de tierra. La aplicación es incorrecta, pues el
método de prueba de mallas de tierra requiere un instrumento que cambie la
señal de prueba a una frecuencia y a un nivel de corriente conocidos. El uso de un
ohmímetro de baja resistencia en esta aplicación proporciona una lectura errónea,
ya que la corriente de tierra tiene una influencia indebida en la medición.
Un auténtico medidor de tierra funciona esencialmente de la misma manera
que un ohmímetro de baja resistencia, es decir, mediante la inyección
de corriente a la muestra de prueba y la medición de la disminución de
la tensión en ella. Sin embargo, la tierra comúnmente transporta varias
corrientes que se originan en otras fuentes, como los servicios de suministro
eléctrico. Estos interfieren en la medición de CC que realiza un ohmímetro
de baja resistencia. Sin embargo, el auténtico medidor de tierra funciona
con una onda cuadrada alterna definitiva de una frecuencia diferente de los
armónicos de los servicios de suministro eléctrico. De este modo, se puede
realizar una medición independiente sin influencia del ruido.
Selección de corrienteSegún el instrumento que se elija, la selección de corriente puede ser manual
o automática. El usuario debe seleccionar la corriente más alta adecuada
para que la prueba proporcione la mejor relación de señal y ruido para
la medición. En los instrumentos que proporcionan niveles de corriente
superiores a 10 A, se requiere precaución para minimizar el calentamiento
de la muestra, que provocaría el cambio de la resistencia de la muestra.
Los instrumentos diseñados para probar interruptores tienen características de
corrientes mucho más altas. Para rutas de alta corriente, como los empalmes
de línea aérea, las barras colectoras y los interruptores, es importante realizar
mediciones con la corriente más alta posible para poder detectar rutas de
corriente degradadas. Los fenómenos llamados "puntos calientes" calientan
la ruta de corriente a corrientes altas, y el calor aumenta la resistencia aún
más, lo que empeora la situación. Este problema se debe detectar antes de
que suceda dentro de corrientes nominales y origine un problema.
Para cumplir con los estándares sobre interruptores, se requiere un mínimo de
50 A (IEC) y de 100 A (ANSI) cuando se realizan mediciones de baja resistencia.
En los interruptores, se ha observado que la contaminación tiene una
influencia en los resultados y genera un valor más elevado del que se puede
esperar. Con el uso de una alta corriente, esta atraviesa la contaminación,
con lo que el usuario obtiene el valor correcto.
Los instrumentos diseñados específicamente para medir transformadores
cuentan con un nivel de potencia especial de alta tensión en el inicio de una
prueba para saturar el bobinado. Luego, estos instrumentos cambian a un modo
de corriente de constante inferior para medir el bobinado en el transformador.
También es importante que el instrumento descargue el transformador
cuando se completa la medición. De no ser así, puede haber tensiones letales
en la desconexión. Hay disponibles instrumentos de prueba especializados
con estas funciones integradas.
Advertencia: Nunca utilice un LRO no especializado para medir la resistencia
del bobinado en un transformador eléctrico, ya que puede haber tensiones
letales si un bobinado no se descarga correctamente antes de que los cables
se desconecten.
Selección de sonda y de cable Los cables potenciales y de corriente pueden estar conectados por separado
o conectados a una sonda. Cuando se utilizan las sondas, la conexión
potencial se identifica con una P. Las conexiones se ponen en contacto
con la muestra para que los contactos o cables identificados con una P se
ubiquen uno frente al otro. Luego, los contactos de corriente se ubican
fuera o lejos de las conexiones potenciales. Esto causa que la corriente fluya
con una densidad de corriente más uniforme en la muestra que se mide.
Para pruebas más rigurosas, se utilizan cables de prueba separados y las
conexiones de corriente se ubican lejos de las conexiones potenciales
a una distancia que es 1,5 veces la circunferencia de la muestra que se
mide. El estándar B193-65 de la ASTM proporciona directrices para realizar
mediciones que establecen la densidad de corriente uniforme. Este estándar
propone separar las sondas de corriente de las sondas de potencial por
1,5 veces el perímetro transversal efectivo de la muestra de prueba. La Fig.
20 en la siguiente página muestra una prueba según el estándar en un
elemento de prueba cilíndrico.
La utilización de sondas, pinzas Kelvin o pinzas tipo C cumple con la mayoría
de los requerimientos del área, pues el usuario debe realizar mediciones
repetitivas bajo las mismas condiciones. Las puntas afiladas de las sondas
deben dejar una huella en la muestra para pruebas futuras. En algunas
situaciones, un rotulador puede mostrar el área de la prueba, y las posiciones
de la sonda se identifican con las ranuras de esta.
Los cables están disponibles en varias longitudes para satisfacer los distintos
requisitos de las aplicaciones de campo. La selección de la sonda se lleva a
cabo a través de cables de corriente y de potencial separados con pinzas
para conectarla a la muestra de prueba. Las sondas de punta con resorte
16 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
helicoidal cuentan con sondas potenciales y de corriente en la misma
manilla. La identificación "P" en la sonda señala la posición en la muestra
en la que se realiza la medición. Esta disposición de la sonda proporciona
un método práctico cuando se realizan mediciones repetitivas (ideal para
pruebas de conexiones de correa en sistemas de baterías UPS).
Las pinzas Kelvin y las pinzas tipo C tienen las conexiones de corriente
y las conexiones potenciales a 180º de distancia entre sí, lo que genera
conexiones de corriente y de potencial independientes. El tamaño de la
conexión de la terminal determina cuál se debe seleccionar. Ver Fig. 21 para
observar las diferentes configuraciones de sonda y de cable.
Nota: El orden de la conexión de las pinzas de potencial y de corriente no es
importante. Sin embargo, nunca conecte la pinza de potencial a la pinza de
corriente, pues esto produce un error en la medición debido a la caída de
tensión en la interface de conexión de corriente en la muestra.
Fig. 20: Estándar B193-65 de la ASTM
Fig. 21: Configuraciones de sonda y de cable
Pruebas de rango inferior Cuando se realizan mediciones en el extremo de la precisión y la sensibilidad,
los factores que serían demasiado pequeños como para tener consecuencias
en las pruebas convencionales se vuelven significativos.
En las pruebas de baja resistencia, las FEM (fuerzas electromotrices) térmicas,
también conocidas como tensión Seebeck, pueden producir gradientes de
tensión en la muestra de prueba. Aunque solo suceden al nivel de milivoltios
y tienen un efecto muy bajo o nulo en las pruebas de multímetros comunes,
pueden causar fluctuaciones de varios dígitos. Tal inestabilidad frustra el
propósito de una medición de alta precisión. Además, los campos eléctricos
o magnéticos cercanos pueden inducir una interferencia de CA o pueden
estar presentes a partir de la carga flotante en sistemas de baterías de
reserva o a través de conmutadores con fugas, de desequilibrio eléctrico,
entre otros.
Este problema es fácil de superar mediante las lecturas en polaridad de
avance y de retroceso, y el cálculo posterior de su promedio. Algunos
modelos lo logran con un conmutador de inversión operado manualmente,
mientras que otros realizan ambas mediciones automáticamente y luego
muestran la lectura promedio. Si se requiere una medición unidireccional
(para ahorrar tiempo [como en las pruebas de correas de baterías]), el
medidor puede tener una función de anulación. Otra técnica sofisticada
mide automáticamente la magnitud y la rampa de las FEM térmicas, y las
resta de la lectura que se muestra.
Sin embargo, la técnica más sencilla es probar con una corriente alta si
se trata de una ruta de alta corriente. Dado que la tensión medida se
vuelve significativamente más alta que la tensión de la FEM térmica, se
mantendrá la precisión. Este método sencillo también ahorra tiempo,
pues no hay necesidad de polaridad invertida.
Tipos de medidores: ¿Cuál elegir?
MiliohmímetroComo lo indica el nombre, un miliohmímetro es menos sensible que
un microohmímetro, con una capacidad de medición en el rango de
los miliohmios en lugar de los microohmios (resolución mínima de
0,01 miliohmios). Este tipo de instrumento se utiliza generalmente
para verificaciones generales de circuitos y componentes. Los
miliohmímetros también tienden a ser menos costosos que los
microohmímetros, lo que los convierte en una buena opción si las
mediciones de sensibilidad y resolución no son fundamentales. La
corriente de tensión máxima normalmente es menor que 2 A y
puede ser tan baja como 0,2 A.
Microohmímetro de 10 AEl microohmímetro portátil de campo con un máximo de
corriente de prueba de 10 A es el "caballo de batalla"
de la mayoría de los usuarios porque abarca la mayor
parte de las aplicaciones del área. La salida de 10 A no
solo proporciona una corriente de prueba cómoda y
adecuada en la muestra de prueba para realizar la
medición, sino que también es más liviana y cuenta
con un funcionamiento mejorado de la batería.
www.megger.com 17
Los mejores microohmímetros de 10 A proporcionan mediciones que van
de los 0,1 microohmios hasta los 2000 ohmios con una mejor resolución
de 0,1 microohmios en el extremo inferior del rango y una precisión de
±0,2 %, ±0,2 microohmios. En algunos instrumentos, se pueden seleccionar
diferentes modos de medición que abordan diferentes tipos de condiciones
de prueba. Los modos de medición pueden incluir una prueba manual,
automática o continua, o una prueba de alta potencia en los devanados.
La siguiente es una lista seleccionada de aplicaciones clave de medición de
resistencia de CC para microohmímetros de 10 A.
Resistencia de conmutadores y interruptores
Barras colectoras y empalmes de cables
Circuitos de control estáticos e interconexiones de estructura de aviones
Integridad de los empalmes soldados
Conexiones con correas entre celdas de sistemas de baterías
Componentes resistivos (control de calidad)
Resistencia de transformadores pequeños y bobinado de motores
Interconexiones de rieles y tubos
Resistencia de soldaduras de aleación metálica y fusibles
Electrodos de grafito y otros compuestos
Resistencia de hilos y cables
Interconexión aérea del transmisor y del pararrayos
Microohmímetro de 100 A y superioresSegún la norma IEC 62271-100, una prueba de la resistencia de contacto de los
interruptores de alta tensión de CA requiere una corriente de prueba con cualquier
valor conveniente entre 50 A y la corriente nominal normal. La norma ANSI C37.09
especifica que la corriente de prueba debe ser de un mínimo de 100 A. La mayoría
de los servicios de suministro eléctrico prefieren realizar pruebas a altas corrientes,
pues creen que es más representativo de las condiciones de trabajo.
Los microohmímetros portátiles de campo disponibles pueden realizar mediciones
de 100 A a 600 A (sometidos a la resistencia de carga de la tensión de
alimentación). Los mejores instrumentos tienen una resolución de medición de
0,1 microohmios y proporcionan una corriente de prueba variable para abordar
una gama de aplicaciones más amplia. Si se lleva a cabo una prueba a 10 A y luego
a una corriente más alta, el usuario puede obtener un mejor entendimiento de los
requisitos de mantenimiento del interruptor.
Como se señaló anteriormente, en los interruptores, se ha observado que
la contaminación tiene una influencia en los resultados y genera un valor más
elevado del que se puede esperar. Con el uso de una alta corriente, esta atraviesa
la contaminación, con lo que el usuario obtiene el valor correcto.
Además de los interruptores, los servicios de suministro eléctrico y las
empresas de pruebas utilizan microohmímetros de corriente más alta en
otros aparatos de alta tensión, incluidos:
Cables
Empalmes de cables
Empalmes de línea aérea
Conexiones a tierra
Pararrayos
Soldaduras
Barras colectoras
Conmutadores en general
Cuando se utiliza un microohmímetro de 100 A (o superior), los usuarios
deben tener en cuenta ciertos problemas técnicos relacionados con las
pruebas a altas corrientes. Algunos usuarios han señalado que realizan una
prueba de 10 A, con lo que han obtenido lecturas de resistencia mejoradas
con corrientes de prueba de 100 A (o superiores). Esta diferencia en las
mediciones plantea la pregunta sobre si existe la necesidad de mantenimiento
adicional. Una lectura estricta de la ley de Ohm no indica la necesidad de que
la corriente más alta realice la medición. En la ecuación R = V/I, no se define
la magnitud de la corriente. ¿Esta es una situación donde la alta corriente
elimina los contaminantes de los contactos y, al mismo tiempo, provoca
la soldadura de estos? El usuario debe ser consciente de que podría estar
cubriendo un posible problema en un sistema de distribución de energía y
evitando mantenciones necesarias.
También debe tener en cuenta que los medidores de alta corriente están
diseñados para utilizarse en altas corrientes. Su precisión puede disminuir
considerablemente en corrientes bajas, particularmente cuando se miden
resistencias pequeñas.
Niveles de corriente de prueba nominal contra absolutaLos ohmímetros digitales de baja resistencia que funcionan con baterías
tienen distintas corrientes de prueba, que son una función del rango
seleccionado. El rango más bajo tiene el nivel más alto de corriente y, a
medida que el rango aumenta, la corriente disminuye. A medida que el rango
aumenta en un factor de 10, la corriente de prueba disminuye en un factor
de 10. Esta acción permite un equilibrio entre peso y función; si la corriente
aumentara cuando el rango aumenta, este instrumento de campo perdería
muchas de sus características de portabilidad, y su utilidad para pruebas de
campo disminuiría sustancialmente. En las plantas de generación de energía,
subestaciones y sitios de distribución, el equipo de prueba está expuesto a
la interferencia de las altas corrientes generadas en el lugar. El usuario debe
determinar el nivel de corriente de prueba para proporcionar las mediciones
más precisas y repetitivas.
18 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
Las corrientes de prueba estándar de la industria se desarrollaron originalmente
de acuerdo con la tecnología de medición disponible. Con la tecnología
antigua, se requería que enormes corrientes desarrollaran una tensión
medible en una muestra de prueba con resistencia insignificante. Según la ley
de Ohm, un medidor normal de una escala completa de milivoltios requeriría
100 A para medir tan solo un microohmio. Como el microohmio era la unidad
de medida preferida para las pruebas de baja resistencia, los medidores de
100 A eran el diseño estándar para los instrumentos antiguos.
Lamentablemente, este diseño hizo que los medidores fueran grandes, difíciles de
transportar y de funcionalidad limitada en el campo. El desarrollo de movimientos
de bobinas cruzadas, con el equilibrio de la tensión y la corriente en dos bobinas
separadas que movían la aguja móvil, produjo un aumento drástico de la
sensibilidad e hizo que las corrientes de prueba útiles disminuyeran al nivel de
10 A conocido. Claro, los microprocesadores han extendido la sensibilidad de los
instrumentos modernos. Sin embargo, la necesidad de la eliminación de ruido
adecuada limita este proceso. Los ohmímetros de baja resistencia miden a niveles
de varias potencias de diez más bajos que los multímetros comunes. El ruido
aumenta en comparación y hace que la eliminación del ruido sea fundamental
para el correcto funcionamiento del instrumento. Es por eso que el medidor debe
mantener una relación aceptable de señal y ruido.
Los medidores con grandes salidas de corriente aún se utilizan ampliamente,
no obstante, para pruebas en tipos de equipo específicos. El factor limitante en
el extremo alto es principalmente la generación de calor. Las pruebas en una
corriente demasiado alta pueden producir un efecto de calor en las mediciones,
pueden ser perjudiciales para el elemento de prueba e incluso pueden provocar
la soldadura de los contactos. Ciertos tipos de equipo, como los interruptores de
alta tensión de CA (consulte la norma IEC 62271-100), cuentan con conductores
y áreas de contacto lo suficientemente grandes para transportar corrientes de
varios cientos de amperios sin sufrir estos efectos dañinos.
La demanda de corriente de prueba es fundamental cuando se prueban bobinas,
transformadores y otros componentes magnéticos debido a las características
inductivas de estos tipos de componentes. Los estándares de la industria pueden
requerir altas corrientes específicas. Dicha selección es normalmente un equilibrio
entre diversos factores como se señaló anteriormente, con un enfoque en la
funcionalidad en lugar de demandas científicamente justificadas. Los medidores
sofisticados equilibran automáticamente la corriente en oposición a la carga
para obtener la máxima precisión y un mínimo efecto de calentamiento, de
modo que no es necesario imponer valores específicos y preseleccionados en
el procedimiento de prueba. Algunos proveedores especifican 200 amperios o
más para que los interruptores SF6 afronten la oxidación en las superficies del
contacto.
Nota: El medidor de puente de Kelvin, que se ha utilizado para realizar
mediciones en el rango de los submicroohmios, utiliza una corriente de prueba
de aproximadamente 5 A.
Rango automáticoLa capacidad de rango automático de un instrumento le permite al
usuario utilizar por completo las sondas de prueba. Un instrumento de
este tipo selecciona automáticamente el rango para darle el mejor uso a la
pantalla, proporcionar la lectura más sensible para la medición y optimizar
la resolución de la lectura.
Cuando realiza una serie de lecturas, el usuario puede maximizar la
utilización de su tiempo.
Protección de entradaEn algún lugar de la letra pequeña (especificaciones) de la mayoría de los
boletines de producto de los instrumentos de prueba hay una clasificación IP;
un número que le proporciona información importante al usuario. De hecho,
la clasificación IP le permite al usuario saber si una pieza del equipo de prueba
es adecuada para una aplicación o para un entorno de prueba.
"IP" significa "protección de entrada" (del inglés Ingress Protection). Ese
es el grado al cual el instrumento puede soportar la invasión de material
extraño. La IEC (del inglés International Electrotechnical Commission, comisión
electrotécnica internacional) estableció el sistema de clasificación IP en su
norma 529 y se utiliza como una guía para ayudar al usuario a proteger la vida
útil del instrumento. También puede ayudar al usuario a tomar una decisión de
compra más informada y asegurarse de que el equipo de prueba está diseñado
para funcionar en entornos a los que se enfrenta el usuario.
La clasificación IP consta de dos números y cada uno representa una
característica individual. La designación demuestra qué tan bien sellado está un
elemento contra la invasión de material extraño, tanto de la humedad como el
polvo (mientras más alto sea el número, mejor es el grado de protección). ¿Qué
le indicaría una clasificación IP54 común a un comprador sobre las capacidades
de aplicación de un modelo? Si quiere sonar completamente informado, esa
es la IP cinco-cuatro, no cincuenta y cuatro. Cada número corresponde a una
clasificación independiente; no están relacionados entre sí.
El primer número corresponde a entradas de partículas, lo que refleja el grado al
cual los objetos sólidos pueden penetrar en la carcasa. Un nivel de cinco significa
"protegido contra el polvo", además de protegido contra la invasión con un hilo
de hasta 1 mm. Solo hay una categoría superior: "a prueba de polvo".
El segundo número corresponde a la humedad. Una clasificación "cuatro"
significa una resistencia a "agua que salpica en cualquier dirección". Las
clasificaciones superiores de "cinco" a "ocho" indican "chorreo de agua" e
inmersión "temporal" o "continua".
A modo de ejemplo, supongamos que un instrumento en cuestión tiene
una clasificación IP43. ¿Qué le indicaría eso al usuario sobre su utilidad? ¿Se
podría utilizar completamente en una cantera o en una planta de cemento?
Difícilmente. La clasificación de particulados cuatro quiere decir "objetos
iguales o más grandes de 1 mm". Eso es una roca en comparación con las
partículas que normalmente generan los procesos industriales. El polvo en
suspensión podría dejar al instrumento fuera de servicio.
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Supongamos que el instrumento tiene una clasificación IP42. La clasificación
de humedad "dos" quiere decir "goteo de agua". Por lo tanto, no sería
resistente al rocío en suspensión. Un instrumento que se utiliza en un entorno
que supera su clasificación IP indica que probablemente el usuario necesitará
un instrumento nuevo muy pronto. ¿Qué sucede con la clasificación IP40?
Una clasificación de humedad "cero" quiere decir que el instrumento no está
protegido contra ninguna entrada de líquido.
Las siguientes tablas proporcionan una guía para varias clasificaciones IP y lo
que significan para el usuario:
Tabla 2: Protección contra entradas y accesos
Primer N.º Descripción
0 No protegidos
1 Objetos iguales o superiores a 50 mmProtegidos contra el acceso con el dorso de la mano
2 Objetos iguales o superiores a 12.5 mmProtegidos contra el acceso con los dedos doblados
3 Objetos iguales o superiores a 2.5 mmProtegidos contra el acceso con una herramienta
4 Objetos iguales o superiores a 1 mmProtegidos contra el acceso con un cable
5 Protección contra el polvo
6 A prueba de polvo
Tabla 3: Protección contra la entrada de líquidos
Segundo N.º
Descripción
0 No protegidos
1 Caída vertical de gotas de agua
2 Goteo de agua; carcasa inclinada hasta 15º
3 Rocío de agua; ángulo de hasta 60º de la posición vertical
4 Salpicadura de agua en cualquier dirección
5 Chorreo de agua en cualquier dirección
6 Chorreo de agua potente en cualquier dirección
7 Inmersión temporal en agua
8 Inmersión continua en agua
Evaluación e interpretación de los resultados
RepetibilidadUn ohmímetro de baja resistencia de buena calidad proporciona lecturas
repetitivas dentro de las especificaciones de precisión del instrumento. Una
especificación de precisión común es ±0,2 % de la lectura, ±2 LSD (del inglés
Least Significan Digit, dígito menos significativo). Para una lectura de 1500,
esta especificación de precisión permite una variación de ±3,2 (0,2 % x
1500 = 3; 2 LSD = 0,2).
Además, el coeficiente de temperatura se debe incluir en la lectura si la
temperatura ambiente se desvía de la temperatura de calibración estándar.
Lecturas puntuales y expectativas básicas para las lecturasLas lecturas puntuales pueden ser de gran importancia para la compresión
del estado de un sistema eléctrico. El usuario debe tener una idea del nivel
de la medición esperada según la hoja de datos del sistema o la placa del
proveedor. Con esta información como base, se pueden identificar y analizar
las variaciones. También se puede realizar una comparación con los datos
obtenidos en equipos similares.
Como se señaló, la hoja de datos o la placa de un dispositivo deben incluir
los datos eléctricos pertinentes para su operación. Los requisitos de tensión,
corriente y potencia se pueden utilizar para calcular la resistencia de un
circuito, mientras que las especificaciones de funcionamiento se pueden
utilizar para determinar el cambio permitido en un dispositivo (por ejemplo,
con correas de baterías, las resistencias de la conexión cambiarán con el
paso del tiempo). Hay diversos estándares nacionales que proporcionan
orientación sobre los ciclos de pruebas periódicas.
La temperatura del dispositivo tendrá una gran influencia en la lectura
esperada. Como ejemplo, los datos recopilados de un motor caliente
serán diferentes a los de una lectura en frío realizada en el momento de la
instalación. A medida que el motor se calienta, las lecturas de resistencia
aumentan. La resistencia de los devanados de cobre responde a los cambios
de temperatura según la naturaleza del cobre como material. En el apéndice
hay una reseña más detallada sobre los efectos de la temperatura. Con los
datos de una placa de un motor, el porcentaje de cambio esperado de la
resistencia debido a la temperatura se puede calcular con Tabla 4 en los
devanados de cobre o con la ecuación en la que se basa.
Los diferentes materiales tienen coeficientes de temperatura diferentes.
Como resultado, la ecuación de corrección de temperatura varía según el
material que se prueba.
20 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
Tabla 4: Cobre: relación entre temperatura y resistencia
Temp. en ºC (ºF) Resistencia en µΩ Porcentaje de cambio
-40 (-40) 764,2 -23,6
32 (0) 921,5 -7,8
68 (20) 1000 0
104 (40) 1078,6 7,9
140 (60) 1157,2 15,7
176 (80) 1235,8 23,6
212 (100) 1314,3 31,4
221 (105) 1334 33,4
R(fin de la prueba)/R(inicio de la prueba) = (234,5 + T(fin de la prueba))/(234,5 + T(inicio de la prueba))
Tendencias Además de la comparación de mediciones realizadas con un ohmímetro de
baja resistencia contra algún estándar preestablecido (pruebas puntuales),
los resultados se deben guardar y rastrear según las mediciones pasadas
y futuras. El registro de mediciones en formularios estándar con los
datos registrados en una base de datos central mejora la eficiencia del
funcionamiento de la prueba. El usuario puede revisar los datos de pruebas
anteriores y con ellos se puede determinar el estado en el lugar.
El desarrollo de una tendencia de lecturas ayuda al usuario a predecir
de mejor manera cuándo un empalme, una soldadura, una conexión
u otro componente se vuelven inseguros y a realizar las reparaciones
necesarias. Recuerde que la degradación puede ser un proceso lento. Los
equipos eléctricos enfrentan operaciones mecánicas o ciclos térmicos que
pueden generar agotamiento de los cables, los contactos y las conexiones
interconectadas. Además, estos componentes también pueden estar
expuestos a ataques químicos de la atmósfera o situaciones provocadas
por la acción humana. Las pruebas periódicas y el registro de resultados
proporcionan una base de datos de valores que se pueden utilizar para
desarrollar tendencias de resistencia.
Nota: Cuando se realizan mediciones periódicas, el usuario siempre debe
conectar las sondas en el mismo lugar de la prueba de muestra para
garantizar condiciones de prueba similares.
Los siguientes son varios ejemplos en los que las tendencias pueden ayudar
al usuario a tomar decisiones más informadas sobre el mantenimiento:
Interruptores
Como se señaló anteriormente, el desgaste mecánico y la rotura de los
contactos de los interruptores, que reducen el área de las superficies de
contacto con chispas o arcos, aumentan la resistencia en las conexiones en
funcionamiento. Esta condición produce calor y puede reducir la eficacia
del interruptor. Las mediciones periódicas reducen el índice de aumento del
valor de la resistencia de contacto. Cuando estos valores se comparan con
las especificaciones originales del fabricante, se puede tomar una decisión
para continuar o realizar una reparación. Mediante el seguimiento de la
tendencia de lecturas, el usuario tiene una idea de cuándo el interruptor
se debe quitar para someterlo a mantenimiento antes de provocar daños.
Sistemas de respaldo de baterías de reserva
La interfaz entre las terminales y las correas de los sistemas de baterías de
respaldo está sujeta a ataques químicos de la atmósfera ácida, a cambios
térmicos debido a las corrientes de carga y descarga, y al estrés mecánico de
las vibraciones. Cada uno de estos factores puede provocar la degradación
de la interconexión de resistencia, lo que genera el potencial para que se
produzca un incendio en una descarga de energía crítica (debido al gas de
hidrógeno en la atmósfera).
Los sistemas de baterías requieren atención minuciosa, pues el reemplazo
de las baterías es costoso y no se trata de artículos de fácil obtención. Una
situación de fallas puede conducir a que el sistema de baterías esté fuera de
servicio durante varias semanas. Las mediciones periódicas de la resistencia
de la correa identifican las interconexiones que se hayan degradado desde la
última prueba y se puede planificar una acción correctiva.
Nota: Cuando las conexiones tienen mediciones de resistencia más altas de
lo normal, el usuario no debe volver a apretar los tornillos, pues esto genera
un estrés adicional en la conexión del cable blando. El exceso de ajuste no
soluciona el problema. El procedimiento correcto es desmontar las correas,
limpiarlas, engrasarlas y volver a conectarlas con los tornillos ajustados al
nivel de par del proveedor. Todas las conexiones deben estar equilibradas
dentro de un nivel de tolerancia de ±10 % al 20 %.
En estos y muchos otros sistemas, el tiempo perdido en la reparación de
equipos defectuosos puede ser poco en comparación con el costo de
tener equipos fuera de servicio durante semanas. Las pruebas periódicas
pueden evitar muchos problemas. Analizar datos en comparación con
datos anteriores y estándares razonables permite al usuario seleccionar el
momento cuando se debe realizar trabajo correctivo.
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El valor de un sistema está en su capacidad para funcionar bajo demanda.
Las operaciones se basan en la disponibilidad de muchos sistemas de forma
instantánea. Cuando los elementos se rompen, se pierde la producción y se
desperdicia tiempo en hacer reparaciones de emergencia. La realización y
el análisis periódicos de mediciones de baja resistencia ahorran dinero a las
empresas a través de la identificación de problemas antes de que den como
resultado una falla catastrófica.
El ejemplo práctico que se muestra en Fig. 22 señala cómo las tendencias de
las mediciones de baja resistencia realizadas de forma periódica proporcionan
información fundamental para el usuario.
Cuando las mediciones de baja resistencia se llevan a cabo en cables aislados
en un robot de soldadura por puntos n.° 23, el usuario recopila datos para
estimar cuándo el agotamiento en el conductor de corriente degradará la
calidad de las pepitas de soldadura. Los datos de prueba comienzan con
las especificaciones del fabricante del cable. Este ejemplo muestra que el
aumento de hasta un 10 % de la resistencia es aceptable.
En este caso, las mediciones se realizan después de un número específico
de operaciones de soldadura. Cuando ingrese estos datos, observe la
frecuencia de cambios a medida que las lecturas se aproximan al fin de la
vida útil del cable aislado. El factor principal pudo haber sido una exposición
a largo plazo a un solvente químico. En otras operaciones el factor crítico es
el tiempo, con las pruebas realizadas en cada estación o cada ciertos días.
Fig. 22: Análisis de tendencias de las lecturas de baja resistencia
Fig. 23: La pinza C1 conectada en el extremo del circuito que se prueba
Fig. 24: Picos manuales dobles que se utilizan para realizar la misma
prueba como se muestra en la Fig. 23
22 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
Componentes de medición de un sistemaCuando se utiliza la corriente y el potencial como cables de prueba divididos,
existe la capacidad para localizar componentes y conexiones defectuosas
mediante el sondeo en cada conexión o empalme y la observación del
aumento de la resistencia.
Un ejemplo de esto es la medición de la resistencia de un cable a una
terminal de empalme o una terminal a una conexión atornillada mientras
permanecen conectados a un sistema.
En la Fig. 23 y la Fig. 24, se muestra una pinza Kelvin conectada a una barra
colectora para las conexiones C2 y P2, aunque estas conexiones se podrían
realizar fácilmente con pinzas independientes.
La Fig. 23 muestra una pinza C1 grande que se conecta en el extremo del
circuito que se prueba, el cual, en este caso, es el extremo de un cable.
Se utiliza una punta de sonda única para la conexión P1 a fin de sondear
fácilmente hasta el punto donde se requiere una medición.
En la Fig. 24, se utiliza un pico manual doble para realizar las mismas
pruebas. Se miden aproximadamente los mismos valores de resistencia,
aunque en la práctica tienen pequeñas diferencias debido a la diferencia de
la densidad de la corriente que genera el punto de conexión C1 diferente.
Los resultados de la prueba de la Fig. 24 muestran un salto en la resistencia de
casi 1,8 mW en la conexión entre el cable y la terminal ondulada. Esto no se
detectaría con una prueba de continuidad de 200 mA o con un multímetro.
Esta resistencia adicional se sobredesarrollará en un valor más grande, lo que
provocará finalmente una falla o incluso un incendio. En esas condiciones, la
resistencia adicional producirá, al menos, pérdidas de potencia.
Altas corrientes en la medición de baja resistenciaLas mediciones de baja resistencia son adecuadas para identificar elementos
resistivos que cambian con el tiempo debido a las condiciones ambientales.
Las condiciones que pueden dañar los dispositivos o los materiales incluyen la
temperatura, el índice de ruido o las corrientes inducidas, la FEM térmica o la
tensión Seebeck, el agotamiento, la corrosión, la vibración, la oxidación o los
puntos calientes (ver "Potenciales fuentes de error y garantía de resultados de
calidad"más abajo).
Las mediciones de baja resistencia son comúnmente bajo 1 A, de modo que
es importante minimizar los errores del equipo de prueba. Para minimizar estos
errores en la medida de lo posible, utilice el método de cuatro hilos (Kelvin), que
proporciona resultados precisos cuando se mide la baja resistencia.
Los estándares internacionales sobre las pruebas de interruptores de alta tensión y Megger (que se preocupa de los problemas de calentamiento) recomiendan las altas corrientes.
Las corrientes de prueba más altas proporcionan una mejor oportunidad para obtener resultados adecuados y confiables.
Los resultados desfavorables de corrientes bajas no siempre indican que el contacto está en mal estado (contaminación) o que un buen resultado es señal del buen estado del contacto (puntos calientes).
Los estándares internacionales sobre las pruebas de interruptores de alta
tensión se pueden encontrar en las normas IEC 622 7 1 e IEEE C32.09.
Corriente de prueba (CC)
Mínimo de 50 A (IEC): 100 A (ANSI)
Potenciales fuentes de error y garantía de resultados de calidadEl usuario puede poner en riesgo las mediciones de baja resistencia si se
utilizan equipos de prueba incorrectos o la temperatura del sitio de prueba
no está determinada o anotada en la hoja de datos de prueba. Antes de una
prueba, la preparación de la superficie puede ser fundamental. Se deben
eliminar las incrustaciones pesadas o las capas de óxido para exponer una
superficie limpia y garantizar buenas conexiones de corriente.
Cables de prueba y sondas
La especificación de un instrumento debe contar con una lista de
recomendación de cables de prueba adecuados. El usuario debe verificar
siempre que se están utilizando los cables correctos, ya que pueden tener un
aspecto similar, pero resistencias diferentes, lo que puede limitar la corriente
máxima que el instrumento puede producir.
No utilice cables de extensión termopar en lugar cables de cobre, pues la
incompatibilidad de los materiales produce datos irregulares que cambian
con la variación estacional de la temperatura del lugar.
La selección de la sonda también es fundamental. Las pruebas de alta
corriente requieren conexiones seguras en la superficie de trabajo, porque la
alta resistencia en el punto de contacto puede limitar el nivel esperado de la
corriente de prueba, lo que produce una relación de señal y ruido deficiente
con resultados irregulares. El uso de sondas inadecuadas para la aplicación
en particular puede conllevar resultados poco confiables.
En todos los casos, las pruebas se realizan con una inyección de corriente,
y las mediciones de potencial se llevan a cabo en ubicaciones separadas
en el componente. Las pinzas de pruebas de potencial nunca deben estar
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conectadas a la conexión de corriente, ya que el descenso de tensión en la
interfaz de la corriente se agrega a la medición del potencial y produce un
error en la lectura. La conexión de corriente ideal inyecta corriente sobre la
posición de medición de potencial. Cuando estos puntos están cerca uno del
otro en la pinza Kelvin o cuando se utilizan conectores de pinza tipo C, se
inyecta corriente a 180º desde la conexión de potencial (ver Fig. 25).
Los cables de prueba son compatibles con medidores que funcionan con
baterías para garantizar que el nivel nominal de corriente de prueba se
proporcione a la muestra de prueba.
Por último, las sondas están diseñadas para generar la conexión eléctrica
con la muestra de prueba. No están diseñadas para limpiar superficies, abrir
latas, etc.
Fig. 25: Ubicaciones correctas e incorrectas de las sondas
Las sondas están disponibles en cinco estilos básicos. Cada una está diseñada
para abordar situaciones específicas de campo o de las aplicaciones. Fig. 26
muestra algunos de los diferentes estilos.
Punto fijo: Las sondas más económicas y livianas.
Pinzas Kelvin: Posee terminales en forma de pala en el extremo exterior y
pinzas de cocodrilo con mordazas aisladas con un baño dorado o plateado.
Punta con resorte lineal: Estas sondas están diseñadas con puntas de resorte,
que descansan en el mango para permitir la irregularidad de la superficie.
Están diseñadas para superficies limpias, ya que no poseen una acción de
"corte" para permitirles morder la contaminación de la superficie.
Punta con resorte helicoidal: Las puntas giran y se comprimen en el cuerpo
de la sonda, lo que permite que estas pasen a través de cualquier película
grasosa o superficial y garantiza una medición precisa. Además, estas sondas
dejan una marca en la superficie de prueba para identificar los puntos en los
cuales se realizó. Se debe tener cuidado cuando se utilizan estas sondas si la
superficie que se contacta es sensible a los puntos de presión.
Pinzas tipo C: Una corriente pasa a través de la pinza tipo C y la rosca,
mientras que el potencial pasa a través de un yunque de cuatro puntas
aislado del metal de la pinza.
Fig. 26: Estilos básicos de sondas
Declaraciones de precisión
Los ohmímetros de baja resistencia de calidad muestran la declaración de precisión
como "±X,X % de la lectura, ±X LSD". Preste atención a las precisiones de
instrumentos declaradas como un porcentaje de rango en lugar de un porcentaje
de lectura. Aunque estas declaraciones de precisión pueden parecer similares, las
mediciones realizadas en un instrumento con precisión (según un porcentaje de
rango) proporcionarían lecturas que son menos precisas.
La resolución de una lectura de un instrumento generalmente es la mitad del dígito
menos significativo (LSD) anotado en la declaración de precisión. La magnitud
del LSD tiene una influencia en la repetitividad de la medición. Un número de
LSD grande se debe a la baja sensibilidad del instrumento, lo que agrega un error
adicional a la medición.
Verifique el coeficiente de temperatura del instrumento seleccionado. El coeficiente
de temperatura (porcentaje de la lectura por grado) se multiplica por la diferencia
entre la temperatura del lugar y la temperatura calibrada del instrumento, y tiene
un efecto en la precisión de las mediciones de campo. Un instrumento que incluye
una notación de precisión de un +0,2 %/ºC no se debe utilizar en el campo, pues
su mejor uso sería en un laboratorio con ambiente constante.
El usuario debe estar consciente de todas estas características cuando seleccione el
instrumento de prueba.
Interferencia
Un campo eléctrico fuerte, los enlaces de flujo de un circuito de alta corriente o alta
tensión inducidos por un conductor de alta tensión pueden provocar interferencias
en el lugar de la prueba. Además, las corrientes a tierra pueden inducir ruidos en
un conductor. Las interferencias pueden reducir la sensibilidad y producir lecturas
inestables. Un instrumento con bajo rechazo de ruido o atenuación de zumbidos
puede ser estable cuando se realizan pruebas en el banco, pero irregulares en
condiciones selectivas de campo.
24 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
La electrónica moderna puede detectar el nivel de ruido, y algunos
instrumentos usan esto para indicar cuándo hay ruido excesivo para realizar
una medición válida.
Una técnica sencilla para minimizar los problemas de ruido es medir en
corrientes altas, pues la señal medida es mayor que el ruido en sí.
Entrega de la corriente de prueba declarada bajo carga
Los ohmímetros digitales de baja resistencia que funcionan con baterías
tienen distintas corrientes de prueba según el rango seleccionado. El rango
de resistencia más bajo tiene el nivel de corriente más alto y, a medida que
el rango aumenta, la corriente disminuye (cuando el rango aumenta por un
factor de diez, la corriente de prueba disminuye por un factor de diez). Esta
característica permite un equilibrio efectivo entre el peso y la funcionalidad.
La corriente de salida que proporciona el instrumento no es fundamental,
pues el instrumento mide la corriente de prueba real en el momento de la
prueba. Sin embargo, el instrumento debe ser capaz de suministrar suficiente
corriente para producir una señal clara en la presencia de ruido común. Un
instrumento normal puede tener entre un 10 % y un 20 % de tolerancia en
la corriente nominal máxima. No obstante, para realizar una buena medición
de potencial, la corriente debe ser estable. El factor fundamental para la
medición es la medición de la tensión a través de los cables de potencial (ley
de Ohm).
La única zona de prueba donde la corriente de prueba es fundamental es
en un transformador, debido a las características magnéticas del bobinado.
Se requiere una corriente suficiente para saturar el bobinado y se utiliza una
corriente constante menor para realizar la medición.
Realizar una medición en una meseta estable
Una muestra de prueba desenergizada proporciona una plataforma
estable para realizar la medición. Los circuitos activos pueden producir una
plataforma de prueba inestable. Un ejemplo de esto último es la prueba de
correas de batería en un sistema UPS. Las corrientes de carga o de descarga
pueden inducir a ruido en las correas de baterías que se miden y, al mismo
tiempo, pueden provocar el aumento de los valores de resistencia (debido al
calentamiento de la correa y de sus conexiones).
Cuando se recopilan datos, el usuario debe definir las condiciones de prueba.
Como se señaló anteriormente, la temperatura puede tener una gran
influencia en las mediciones realizadas. El usuario debe tener en cuenta la
temperatura y registrar el equipo eléctrico que está en funcionamiento en el
área de prueba.
Resistividad del material
Los conductores de las mismas dimensiones tienen diferentes resistencias si están
hechos de materiales diferentes; esto se debe al número variable de electrones
libres en distintas sustancias. Tenemos en cuenta estas diferencias con el término
resistividad, que es la resistencia de una muestra del material con dimensiones
según los valores de la unidad especificada.
Mientras que los científicos tienden a considerar cubos de material como el estándar
de medición (un centímetro cúbico o una pulgada cúbica), los conductores tienden
a ser circulares, lo que hace importante un estándar circular para el uso práctico.
La resistividad de un material se define en ohmios por milipulgada circular por
pie; es decir, la resistencia (en ohmios) de un trozo de material de un pie de
longitud y una sección transversal de una milipulgada circular. Se define en
una temperatura de 20 ºC (68 ºF).
Tabla 5 muestra las resistividades de varios materiales conductoresv:
En la mayoría de las aplicaciones de campo, el usuario determina la idoneidad de una
medición de campo en oposición a una especificación preseleccionada. En la mayoría
de los casos, estas especificaciones se han generado a partir de la siguiente fórmula
(a 20 ºC [68 ºF]):
R = ρL/A
ρ = resistividad del material en ohmios por milipulgada circular por pie.
L = distancia entre dos puntos del material, en pies.
A = área de la sección transversal medida en milésimas circulares.
Tabla 5: Resistividades de los conductores
Sustancia
Microhmios Ohmio por milipul-gada circular por pie
Cm cúbicos Pulgadas cúbicas
Aluminio 2,83 1,11 17
Carbono (grafito) 700 275 4210
Constantán (Cu 60 %, Ni 40 %)
49 19,3 295
Cobre (templado) 1,72 0,68 10,4
Hierro (99,98 % de pureza) 10 3,94 60,2
Plomo 22 8,66 132
Manganina (Cu 84 %, Ni 4 %, Mn 12 %)
44 17,3 264
Mercurio 95,78 37,7 576
Platino 9,9 3,9 59,5
Plata 1,65 0,65 9,9
Tungsteno 5,5 2,17 33,1
Zinc 6,1 2,4 36,7
v Electrical Metermen’s Handbook; Third Edition; 1965; página 479
www.megger.com 25
Efectos de la temperatura
Las mediciones de resistencia dependen de la temperatura. Si los datos
originales se leyeron a una temperatura, pero después se llevan a cabo
pruebas a otras temperaturas, estos datos de temperatura son necesarios
para determinar la idoneidad de las mediciones. No todos los materiales
reaccionan a la temperatura al mismo grado. El aluminio, el acero, el cobre y
el grafito tienen coeficientes de temperatura específicos que afectan el grado
de cambios que pueden ocurrir con la temperatura en el lugar de la medición.
Las mediciones de baja resistencia dependen de que el usuario realice las
pruebas dentro del rango de temperatura de funcionamiento del instrumento
(el usuario debe ser consciente de las condiciones de campo). Cuando el
usuario observa mediciones fuera de la tolerancia, uno de los primeros pasos
que debe seguir es verificar la lectura del instrumento con un derivador de
calibración adecuado.
Como se mencionó anteriormente, las mediciones de resistencia dependen
de la temperatura. La resistencia de todos los metales puros aumenta con el
aumento de la temperatura. El cambio proporcional en la resistencia de un
material específico con un cambio en la unidad en temperatura se denomina
coeficiente de temperatura de resistencia para ese material. Los coeficientes
de temperatura se expresan como el aumento relativo de la resistencia
para un aumento de un grado de temperatura. Aunque la mayoría de
los materiales tienen coeficientes de temperatura positivos (la resistencia
aumenta con el aumento de la temperatura), los materiales de grafito
de carbono tienen coeficientes de temperatura negativos (la resistencia
disminuye con el aumento de la temperatura).
Tabla 6 muestra los coeficientes de temperatura de resistencia de los
materiales seleccionadosvi:
Tabla 6: Coeficientes de temperatura de resistencia
Material Por ºC Por ºF
Aluminio 0,0038 0,0021
Carbono (0-1850 ºC) -0,00025 -0,00014
Constantán (0-100 ºC) Insignificante Insignificante
Cobre (a 20 ºC) 0,00393 0,00218
Hierro 0,0050 0,0028
Plomo 0,0043 0,0024
Manganina (0-100 ºC) Insignificante Insignificante
Mercurio 0,00090 0,00050
Platino 0,0038 0,0021
Plata 0,0040 0,0021
Tungsteno 0,0045 0,0025
Zinc 0,0037 0,0021
Fig. 27 muestra las curvas de resistencia de temperatura de algunos de estos
materiales (según una lectura de referencia de 1000 microhmios a 20 ºC [68 ºF]).
vi Electrical Metermen’s Handbook; Third Edition; 1965; página 480
Cuando se realiza una medición en un material específico, el usuario puede
calcular el cambio en la resistencia debido a un cambio de temperatura
mediante la multiplicación de la resistencia en la temperatura de referencia por
el coeficiente de temperatura de la resistencia y por el cambio en la temperatura:
R2-R1 = (R1)(a)(T2 – T1)
R1 = resistencia del conductor en la temperatura de referencia
R2 = resistencia del conductor cuando se realiza la medición
T1 = temperatura de referencia
T2 = temperatura a la cual se realiza la medición
a = coeficiente de temperatura de resistencia para el material que se prueba
El usuario también debe tener en cuenta las especificaciones de temperatura
de funcionamiento y almacenamiento de los instrumentos que utiliza para
garantizar que es adecuado para el entorno en el que se va a utilizar.
Fig. 27: Curvas de resistencia de temperatura del hierro, el cobre y el
carbono
Efectos de la humedad
La humedad relativa (HR, del inglés Relative Humidity) de la muestra de prueba no
debe afectar la lectura de resistencia, a menos que el material sea higroscópico,
en cuyo caso se absorberá más humedad en la muestra a niveles de humedad
más elevados. Esto cambiará las condiciones de medición y afectará el resultado
alcanzado. Sin embargo, la mayoría de los conductores no son higroscópicos. Por
lo tanto, ya que los instrumentos están comúnmente diseñados con un rango
de funcionamiento de un 0 % a un 95 % de HR, siempre que no se condense la
humedad en el instrumento, se obtiene una lectura correcta.
Ruido de fondo, corriente y tensión
Las tensiones estáticas y las corrientes onduladas (ruido eléctrico) presentes
en la muestra de prueba pueden degradar las mediciones de resistencia. El
usuario debe tener en cuenta el nivel de rechazo de ruido en el instrumento
utilizado. Cambiar a un modelo diferente puede ayudar al usuario a realizar
una medición en un sitio de prueba difícil.
26 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
La magnitud de la corriente de prueba que utiliza el instrumento afecta la
capacidad de rechazo de ruido de ese instrumento. Una corriente de prueba
de 10 A proporciona un rechazo de ruido mucho mejor que una corriente de
prueba de 0,1 A. Tenga precaución de las corrientes de prueba excesivas que
pueden modificar o dañar la muestra de prueba debido al calor (W = I2R).
Si se utiliza una corriente de prueba de 100 A en lugar de una de 10 A, la
muestra recibirá 100 veces el calor de la corriente de prueba inferior. Tenga
en cuenta lo anterior y utilice una corriente de prueba adecuada según la
clasificación de corriente nominal.
La tensión de circuito abierto en la mayoría de los ohmímetros de baja
resistencia es baja. Cuando se realizan mediciones en los devanados de
un transformador, se requiere energía adicional para saturar el bobinado
y permitir al medidor estabilizarse más rápidamente. Los instrumentos
diseñados para este tipo de aplicación tienen una tensión de circuito abierto
mayor (en el rango de 50 V de CC) para proporcionar la energía necesaria
para saturar los devanados. Luego, se utiliza un modo operación de corriente
constante para realizar la medición de la resistencia.
Compensación de la FEM térmica o tensión Seebeck
La FEM térmica o tensión Seebeck se genera cuando los diferentes materiales
conductores son parte del mismo circuito o tienen temperaturas distintas. Los
efectos de esto se pueden superar mediante el aumento de la corriente utilizada
para la prueba. El aumento de la corriente reduce el error, pero debe asegurarse
de que no sea demasiado alto (calentamiento), consulte las siguientes tablas:
Tabla 7: Porcentaje de error de la corriente
Corriente
Tensión
Error
Cu-Ni Cu-Al Cu-Ag
1 A 50 µV 400 % 200 % 20 %
10 A 500 µV 40 % 20 % 2 %
100 A 5 mV 4 % 2 % 0,2 %
600 A 30 mV 0,7 % 0,3 % 0,03 %
Tabla 8: Temperatura de los materiales conductores
Empalme µV/ºC
Cobre - Cobre <0,3
Cobre - Oro 0,5
Cobre - Plata 0,5
Cobre - Latón 3
Cobre - Níquel 10
Cobre - Plomo - Soldadura de estaño 1-3
Cobre - Aluminio 5
Cobre - Kovar 40
Cobre - Óxido de cobre >500
Contaminación de la resistencia del contacto
La resistencia del contacto es la resistencia al flujo de corriente a través de
un par cerrado de contactos. A veces se necesita una alta corriente para
atravesar, fundir o ablandar el punto de contacto y sus alrededores, lo que
aumenta el área de contacto y, como tal, reduce la resistencia.
Ejemplo: Se prueba un interruptor y su contacto principal muestra una
resistencia de 300 microhmios con una corriente de prueba de 100 A. Se
repite la prueba con una corriente de prueba de 600 A y se muestra una
resistencia de 80 microohmios; la prueba se vuelve a repetir con una corriente
de prueba de 100 A y el resultado vuelve a ser 80 microohmios.
Fig. 28: Corrosión del interruptor
Nivel de ruido y corrientes inducidas
Es común que haya ruido en un entorno energético, así que, para
establecer un resultado preciso, la señal de medición debe ser mayor
que el ruido generado:
Medición de baja resistencia de 50 Ω
1 A => señal de medición de 50 µV
10 A => señal de medición de 500 µV
100 A => señal de medición de 5 mV
600 A => señal de medición de 30 mV
Fig. 29: Ruido
www.megger.com 27
Puntos calientes
Los puntos calientes del contacto en degradación inhiben la capacidad de
los contactos para transportar corrientes nominales y de sobrecarga, y,
según la gravedad del estado del contacto, esto puede generar aumentos
de temperatura.
Fig. 30: Puntos calientes
En el lugar donde se detecta un punto caliente puede observar un aumento
de temperatura mucho mayor que la temperatura global medida; esto
aumentaría la resistencia y produciría una mayor probabilidad de incendio:
Los puntos calientes son la fuente de las ondas de alta frecuencia (armónicos). Cuando estas ondas se acumulan en un lugar, causan daños en los equipos debido al fenómeno de resonancia.
Los puntos calientes son indicadores de fallas inminentes del equipo.
Hay fuentes de pérdidas de energía eléctrica (conexiones sueltas).
Los puntos calientes son la causa principal de las grandes explosiones de los equipos eléctricos.
Esa es una de las principales razones de fallas en los transformadores de corriente (especialmente en los circuitos de alta tensión).
Calibración en el campoLa calibración de los ohmímetros de baja resistencia se puede comprobar
en el campo mediante el uso de un derivador. La calibración se lleva a cabo
mediante cables individuales de cobre, de corriente y de potencial, de calibre
12 para garantizar la correcta distribución de corriente mediante el derivador
y una medición precisa de potencial. Tenga en cuenta que las "sondas
de prueba" no proporcionan una colocación precisa de los cables para
comprobar la calibración de instrumentos. No obstante, se pueden utilizar
para determinar la calibración relativa del instrumento.
Tabla 8: Derivadores disponibles comercialmente
Valor de resistencia de ±0,25 % Corriente nominal
10 Ω 1 mA
1 Ω 10 mA
0,10 Ω 100 mA
0,01 Ω 1 A
0,0010 Ω 10 A
0,0001 Ω 100 A
Cuando se utilizan estos derivadores de calibración que cuentan con
un certificado de calibración, que se puede identificar en los estándares
nacionales, se ayuda al ingeniero de servicio en el campo a demostrarle a un
cliente la precisión de las pruebas que se realizan.
28 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
Apéndices
Pruebas en los transformadoresLas pruebas comunes en los transformadores pueden ayudar a identificar
problemas que reducen el rendimiento del sistema y pueden conducir
a interrupciones inesperadas. La resistencia de CC en un bobinado de
transformador puede indicar la temperatura interna del bobinado cuando se
compara la resistencia a temperatura ambiente con la resistencia en caliente.
El método de prueba ideal es realizar lecturas de resistencia en intervalos de
un minuto mientras se enfría el bobinado caliente. Cuando se ingresan los
datos, se puede calcular la resistencia en el momento cero. Esta prueba es
una de las pruebas obligatorias que se llevan a cabo durante la fabricación
del transformador y también podría utilizarse en el campo si se accede al
transformador cuando aún permanece caliente.
La prueba típica muestra el sobrecalentamiento excesivo de las bobinas debido
al agotamiento o a la corrosión de la bobina interna o de las conexiones
internas. Las pruebas de baja resistencia en los transformadores abarcan
devanados de transformador pequeños, medianos, individuales grandes,
polifásicos grandes y automáticos. Las pruebas se realizan en lo siguiente:
Devanados dobles con la corriente de prueba conectada a través de los devanados en polaridades opuestas.
Devanados con conexión de estrella a estrella con y sin conexión neutral; el montante del otro bobinado está conectado al cable de potencial para medir la tensión en la conexión interna.
Devanados con conexión de estrella a triángulo; se utiliza un cable de acoplamiento para conectar la corriente del bobinado con conexión de estrella al bobinado de triángulo (este modo reduce el tiempo de prueba).
Devanados con conexión de triángulo a triángulo; el tiempo de prueba se puede mejorar mediante la conexión del cable de acoplamiento de corriente al primario y al secundario de la misma fase en polaridades opuestas.
Se utilizan tomas para mejorar la regulación de la tensión y se ajustan a
diario. El desgaste y el aflojamiento excesivos debido a la vibración se pueden
identificar con mediciones de baja resistencia. Se pueden realizar pruebas
consecutivas en los cambiadores de toma secundarios (estilo de cortocircuito
de las tomas). Los transformadores grandes tienen muchas posiciones de
tomas y se reduce el tiempo de prueba, ya que la corriente de prueba no se
tiene que desconectar entre las pruebas. Las pruebas en las tomas primarias
(tomas abiertas) se deben realizar como pruebas individuales con la corriente
de prueba desconectada entre las pruebas.
El ohmímetro de baja resistencia debe tener la capacidad de corriente
suficiente para saturar los devanados. El tiempo necesario para la prueba
depende de la corriente de prueba disponible. Los transformadores grandes
requieren atención especial antes de realizar las pruebas. El aislamiento
entre los devanados almacena energía, de forma similar a la dieléctrica en los
cables y se debe descargar antes de realizar una prueba.
Cuando se prueban los transformadores trifásicos, hay interacción entre el
bobinado primario y el secundario. Esta situación es más evidente cuando se
prueban los transformadores con devanados con conexión de estrella y de
triángulo, y se puede minimizar mediante la conexión de la corriente de prueba
para que fluya a través del bobinado primario y del secundario. El efecto neto
es la reducción del acoplamiento mutuo entre los devanados y la minimización
del flujo de la corriente en circulación en el bobinado de triángulo.
La corriente de prueba recomendada es entre el 1 % y el 10 % de la corriente
nominal, pero no sobre el 15 %. Sobre el 15 % provoca calentamiento,
ya que afecta significativamente el valor de su resistencia. Las corrientes de
prueba inferiores reducen el estrés en el núcleo magnético del bobinado,
pero aumentan el tiempo de prueba.
Las corrientes de prueba grandes producen fuerzas grandes en el núcleo y
pueden causar daños y generar calor, lo que afecta el valor de resistencia.
También es importante que el instrumento descargue el transformador
cuando se completa la medición. De no ser así, puede haber tensiones letales
en la desconexión. Hay disponibles instrumentos de prueba especializados
con estas funciones integradas.
Advertencia: Nunca utilice un LRO no especializado para medir la resistencia
del bobinado en un transformador eléctrico. Se pueden presentar tensiones
letales si un bobinado no se descarga correctamente antes de desconectar
los cables de prueba.
Pruebas de barra a barra en un motorLas sondas de punta con resorte helicoidal se utilizan para medir el valor
de las resistencias barra a barra de un rotor en un motor de CC (ver
Fig. 31). Esta prueba se realiza generalmente en un nivel de corriente de
10 A con las mediciones de resistencia de bobina comunes en el rango de
6000 microohmios. Estas pruebas identifican soldaduras o conexiones de
soldadura rotas o sueltas entre las bobinas y las barras de los conmutadores.
Las mediciones de resistencia deben mantenerse consistentes. Las lecturas
pueden ser superiores en un motor caliente debido a la temperatura de las
bobinas. Cuando las bobinas se enfrían, los valores de resistencia pueden
caer a algún valor de referencia anterior registrado a temperatura ambiente.
Fig. 31: Prueba de barra a barra en el rotor de un motor de CC
www.megger.com 29
Fig. 32: Datos de prueba de bobinado traslapado
La Fig. 32 muestra un bobinado traslapado; un estilo en el que los devanados
se conectan a barras puestas unas junto a otras. Para realizar una prueba, la
sonda de corriente se debe colocar en el extremo de la barra del conmutador,
y la sonda de potencial se debe colocar en la conexión del bobinado (el
elevador en la barra del conmutador). El usuario mide la resistencia de los
devanados entre cada conjunto de barras bajo prueba (1-2, 2-3, 3-4, etc.).
En este ejemplo, hay una posible soldadura débil entre las barras 4 y 5, y una
rotura en la bobina entre las barras 12 y 13 (el instrumento muestra esto
como una apertura).
Fig. 33: Conmutador con 24 bobinas en serie
En Fig. 33 (bobinado traslapado, 24 bobinas), todas las bobinas están
conectadas en serie.
La resistencia de cada bobina se mide con la resistencia de todas las demás
bobinas conectadas en paralelo. La pregunta principal para el usuario es qué
constituye una lectura aceptable de una bobina específica (Rm), pues las
23 bobinas restantes en paralelo disminuyen la resistencia de la bobina que
se prueba. Para este ejemplo, supondremos que la resistencia de la bobina
antes de insertarla en el motor (Rc) era 1 A.
La resistencia esperada se puede calcular mediante la ecuación:
Rm esperada = (Rc)(n.° de bobinas que se prueban)(n.° de bobinas en
paralelo)/(n.° de bobinas que se prueban + n.° de bobinas en paralelo).
En este ejemplo:
Rm esperada = (1 A)(1)(23)/(1 + 23)
Rm esperada = 0,958 A
La Fig. 34 muestra un bobinado de onda; otra técnica de fabricación para
colocar bobinas de alta resistencia en un motor. En este ejemplo, la bobina
va de la barra del conmutador 1 a la 6 y de la 11 a la 16, y luego vuelve
rodeando el armazón hasta la barra del conmutador 2 (conectada en serie).
Cuando el usuario realiza mediciones entre las barras 1 y 2, comprueba la
resistencia de la bobina ondulada enrollada (el circuito completo). En este
ejemplo, hay una rotura en la bobina entre las barras 12 y 17. Este problema
aparece durante la medición de las barras 2 y 3, ya que son las barras de inicio
y de fin del circuito.
Fig. 34: Datos de prueba de bobinado ondulado
La Fig. 35 de la página siguiente muestra las conexiones del conmutador
de bobinado ondulado a las bobinas internas, y las conexiones de sondas
de prueba a las barras de conmutadores individuales. Este es un diseño
simplificado, pues el anillo completo muestra las conexiones en serie de
todas las bobinas en el armazón. Un motor de CC tiene un número distinto
de bobinas según la potencia y la clasificación de tensión. En este ejemplo
(pruebas de la barra n.° 1 a la barra n.° 2), hay 2 bobinas en serie y 19 en
paralelo. Si hay una bobina abierta en el anillo, la medición de la barra n.° 1
a la barra n.° 2 será el valor de la serie de las dos bobinas. Si las sondas de
prueba están en la bobina abierta, se mostrará la resistencia total de las otras
19 bobinas.
30 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
Fig. 35: Disposición de una bobina de bobinado ondulado
Pruebas de correas de bateríasCuando se prueban las correas de baterías, el usuario debe contar con
valores u objetivos de referencia para compararlos con los resultados reales.
Los siguientes son ejemplos de cómo se determinan estos niveles objetivos:
Ejemplo 1: En la Fig. 36, el usuario mide la resistencia (R0) en una sola
correa de baterías (ambos lados de la terminal). Las correas en cada lado
de la terminal tienen una resistencia de 20 microohmios y cada una de las
conexiones a las terminales tiene una resistencia de 5 microohmios. Bajo
estas condiciones, la resistencia objetiva que el usuario desea observar es de
15 microohmios. Una variación significativa de esta resistencia en la lectura
real mostraría una conexión floja.
Ejemplo 2: La Fig. 37 muestra terminales conectadas en paralelo mediante
las correas transportadoras con una resistencia de 100 microohmios.
En este caso, la resistencia objetiva que el usuario desea observar es de
14 microohmios.
Si hubiera una correa abierta entre la terminal "a" y la terminal "b", la
lectura de resistencia sería significativamente superior al objetivo, como se
muestra a continuación:
Ra-b = Ra-c + Rc-d + Rb-d
Ra-b = 100 + 15 + 100
Ra-b = 215 µΩ
Se pueden realizar pruebas adicionales entre las mismas terminales de
polaridad de una celda. Este tipo de prueba ayuda a determinar la calidad
de las soldaduras de la terminal a la barra y también problemas graves con la
barra interna a la que están soldadas las placas, pues todas están conectadas
en serie. En este ejemplo, la resistencia medida entre las terminales similares
en la misma celda debe estar en el rango de los 100 microohmios.
Fig. 36: Objetivo de resistencia de correa individual
Fig. 37: Objetivo de resistencia de correa paralela
Prueba de rampasUna prueba de rampa proporciona una "rampa" controlada de la corriente de
salida desde "cero" a la salida requerida. Esta capacidad es particularmente
beneficiosa cuando hay relés de protección implementados, generalmente
en la forma de relés diferenciales.
Cuando se prueba la resistencia de contacto de un interruptor, un relé
diferencial supervisa la línea para detectar aumentos repentinos en la corriente
que se pueden observar como una señal de CA. Si el aumento de corriente es
demasiado rápido, los relés diferenciales lo detectan como una falla y se dispara
el interruptor, tal como lo haría en condiciones normales de funcionamiento.
Con la aplicación de la corriente a una velocidad más lenta, lo cual es variable
y configurable, se permite que el equipo de prueba de baja resistencia se
utilice con muchos relés de protección, cada uno con diferentes sensibilidades.
Esto significa que los relés de protección pueden permanecer en su lugar y eliminar
la necesidad indeseada de desconectar el relé de protección en una prueba.
www.megger.com 31
Los relés de protección también son sensibles a las ondulaciones de CA, que
pueden existir dentro de la corriente de salida del equipo de prueba. Estas
ondulaciones pequeñas se pueden ver como una posible falla; por ejemplo,
la señal de CA y el disparo del interruptor bajo prueba.
¿Esta es una razón para mantener estos relés en funcionamiento?
La corriente de salida uniforme permite que la protección se mantenga
operativa durante las pruebas, lo que maximiza la seguridad para el usuario.
Puentes de Wheatstone y KelvinSe puede utilizar un puente de Wheatstone para medir la resistencia a través de
la comparación de una resistencia desconocida con las resistencias de precisión
de valor conocido. Un puente de Kelvin doble es una variante del puente de
Wheatstone y se puede utilizar para medir las resistencias muy bajas.
Puente de Wheatstone
Sir Charles Wheatstone hizo público el método pionero para la medición de
la resistencia que creó S. H. Christie en 1833. La disposición más sencilla es
un patrón cuadrado de cuatro resistencias con un galvanómetro conectado
en una diagonal y una batería en la otra (ver Fig. 38). Dos de las resistencias
tienen valores adecuados conocidos e incluyen el brazo de relación (A +
B). Una tercera resistencia tiene un valor conocido que se puede variar en
pequeños incrementos en un rango amplio, y así se designa el brazo reóstato
(R). La cuarta es la resistencia que se mide, el brazo desconocido (X).
Fig. 38: Circuito del puente de Wheatstonevii
El puente se considera equilibrado cuando el brazo reóstato se ajusta
(modifica), de modo que esa corriente se divide de tal manera que no hay
descensos de tensión en el galvanómetro y deja de desviarse (se anula). La
resistencia que se mide se puede calcular a partir del conocimiento de los
vii Electrical Meterman’s Handbook; Third Edition; 1965; página 479
valores de las resistencias de relación y del valor ajustado del brazo reóstato.
La fórmula básica es:
X = B/A x R
Donde:
B y A son resistencias de relación
R es el reóstato
El puente de Wheatstone se puede construir según una variedad de rangos y
generalmente se utiliza para todas las mediciones, excepto las más altas y las
más bajas. Es adecuado para las mediciones de alrededor de 1 a 100 000 A.
Puente de Kelvin
El puente de Kelvin (también conocido como puente de Thomson) se utiliza
para realizar medidas de presión por debajo del rango normal del puente de
Wheatstone. Sir William Thomson (Lord Kelvin) ideó el concepto alrededor de
1854. La disposición clásica tenía seis resistencias en un rectángulo, dividido
por un galvanómetro (ver Fig. 39). Una corriente comparativamente grande
pasa a través de la resistencia desconocida y una resistencia conocida de un
valor bajo. El galvanómetro compara los descensos de tensión de estas dos
resistencias con el circuito de doble relación de las demás cuatro resistencias.
Fig. 39: Circuito del puente de Kelvinviii
Para mediciones muy bajas, el puente de Kelvin tiene la ventaja de anular las
resistencias extrañas de los cables y contactos mediante el uso del sistema
de brazos de relación dobles. Las resistencias de los cables de conexión están
en serie con los brazos de relación de alta resistencia y no con la referencia o
las resistencias que se prueban. Los dos pares de resistencias de relación (A/B
y a/b) son paralelos entre sí y se conectan en el galvanómetro. Un par (a/b)
está en serie con la resistencia desconocida (X) y el estándar de referencia
(R). La última es una resistencia baja ajustable, generalmente una barra de
manganina con un contacto deslizante. Cuando el potencial está equilibrado
viii Electrical Meterman’s Handbook; Third Edition; 1965; página 480
32 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
en los dos circuitos paralelos, la resistencia desconocida es equivalente a la
relación paralela multiplicada por el valor de referencia ajustado.
X = A/B x R
Un enlace de conexión (Y), a veces llamado yugo, deriva el par de relación
(a/b) que está en serie con la resistencia desconocida y el estándar, pero tiene
un efecto mínimo en la precisión de la medición siempre que los dos pares de
resistencias de relaciones paralelas se mantengan exactamente iguales ("A"
a "a", "B" a "b"). Las resistencias del cable y del contacto se incluyen en el
valor de los pares de relación, y los efectos se pueden anular manteniendo
extremadamente baja la resistencia del yugo. Mantener baja la resistencia del
yugo también alberga corrientes de prueba grandes utilizadas frecuentemente
en puentes de Kelvin sin causar efectos de calentamiento indeseados.
Lista de aplicaciones de microohmios y miliohmios del DLRO
Aviación
Ensamblaje de componentes
Interconexión de equipos
Reparación y mantenimiento
Ferrocarril, incluidos tranvías y metro
Material rodante e infraestructura
Empalmes de alta corriente de las vías
Sistemas de señalización
Naval
Sistemas de cableado de alimentación
Sistemas de protección
Interconexión de naves a tierra
Cable
Puntos de conexión
Pruebas del sistema de protección catódica
Oleoductos y gasoductos
Unión entre empalmes soldados
Sistemas de conexión a tierra
Automoción y vehículos eléctricos
Conexiones de baterías
Calidad de soldaduras
Calidad de las conexiones onduladas
Cables de soldadura de robot ensamblador
Fabricantes de cables
Control de calidad
Longitud de cables
Fabricantes de componentes
Control de calidad
Resistencias, inductores, cebadores
Todos los tipos de empalmes ensamblados mecánicamente que requieren valores de baja resistencia
Atornillados
Soldados
Comprimidos
Ondulados
Soldados
Adhesivo conductor
Empalmes sujetos a lo siguiente
Estrés
Vibración
Calor
Frío
Corrosión
Agotamiento
Fabricantes de cables
Motores y generadores
Cortocircuitos de bobina y entre espiras
Pruebas de barra a barra
Equilibrio de bobina: comparación de la corriente fría a completa
www.megger.com 33
Exploración espacial e ingeniería
Metal a metal estructural
Red a tierra de metal a metal
Fibra de carbono a metal
Fibra de carbono a fibra de carbono
Centros de datos
Durante la instalación
Suministros del panel principal
Suministros de UPS
Suministros del generador
Verificación de la resistencia del contacto del dispositivo de protección
Alimentadores paralelos de la barra colectora
Empalmes traslapados de la barra colectora
Resistencia óptima en el par
Terminal del cable para las conexiones de la barra colectora
Cable de cobre para la terminal, para la búsqueda de fallas de la barra colectora
Durante el mantenimiento
Uso de datos de tendencias de todos los aspectos mencionados anteriormente
Verificación después de reparación
Medicina
Sistemas de conexión a tierra para la protección contra lo siguiente
Microshock
Macroshock
En sistemas nuevos, en funcionamiento o conectados parcial o completamente
Cada centro médico se prueba cada 12 meses
Robótica
Sistemas de cableado y conexiones sometidas a estrés, movimiento o vibración
Conexión de partes de componentes para minimizar la estática
Conexión a tierra de máquinas
Cables de soldadura de un robot soldador por puntos
Infraestructura eléctrica
Devanados de transformador
Cableado y conexión a tierra de una subestación
Cambiadores de toma
Pruebas de resistencia de correas de baterías
Resistencia de cables de un extremo
Longitud de cables
Identificación de suministros paralelos durante la conexión
Cable para la terminal, para la búsqueda de fallas de la conexión
Comprobación de conexiones de ensamblaje
34 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
Descripción general de los productos MeggerMegger ofrece soluciones para garantizar el rendimiento del sistema eléctrico
con su completa línea de ohmímetros y microohmímetros de baja resistencia.
A continuación hay una descripción de los diferentes productos disponibles.
Para obtener más información sobre estos y otros muchos productos de
Megger, comuníquese con nosotros al 866-254-0962. O visite nuestro
sitio web us.megger.com para enterarse de las últimas novedades y
obtener información sobre los productos y servicios las 24 horas del día.
Serie DLRO100El DLRO100 proporciona un gama excepcional de medidores digitales de
baja resistencia de 100 A. Nunca había estado disponible la seguridad,
la protección operativa IP54 contra la entrada de polvo y agua, y la
tecnología de baterías de iones de litio livianas y de carga rápida de CAT
IV 600 V en un medidor de baja resistencia de 100 A.
Ya que proporciona mediciones de baja resistencia en muchas
aplicaciones, incluidas las áreas sin acceso a la red eléctrica, el DLRO100
es extremadamente flexible. Algunos ejemplos de aplicaciones incluyen
conmutadores, resistencia de contacto de los interruptores, barras
colectoras y empalmes de cables, resistencia de hilos y cables, conexiones
de pararrayos, empalmes soldados, conexiones a tierra y empalmes.
Megger ha adoptado un enfoque sin compromisos a la hora de diseñar la nueva
serie DLRO100. La gama ofrece una combinación única de características,
incluidas las pruebas DualGroundTM, pruebas de rampas de corriente ajustables,
inmunidad al ruido alto, pruebas de alta potencia continua de 100 A e incluso
control remoto; aun así logra ser pequeño y liviano.
Hay tres modelos de la serie, los cuales cuentan con CAT IV 600 V y
pueden probar corrientes de 10 A a 110 A. El modelo de media gama
cuenta con almacenamiento de datos y pruebas DualGroundTM. Además
de eso, los modelos de alta gama cuentan con la capacidad de etiquetado
de activos para ingresar identificaciones de activos únicos con la aplicación
DLRO100 Asset Tag Windows, la descarga a través de Bluetooth® y el
funcionamiento remoto mediante USB.
Fig. 40: Serie DLRO100
DLRO10 y DLRO10XEl DLRO10 y el DLRO10X están integrados en una caja resistente y liviana que
es igual de adecuada para las pruebas de campo y para el laboratorio. Son lo
suficientemente livianos para usarlos alrededor del cuello y lo suficientemente
pequeños como para transportarlos a zonas que eran demasiado pequeñas para
el acceso. El DLRO10 utiliza una pantalla LED grande y brillante de 4,5 dígitos,
mientras que el DLRO10X utiliza una pantalla LCD grande retroiluminada.
El DLRO10 muestra el promedio de mediciones obtenidas mediante la
corriente de avance y retroceso, por otra parte, el DLRO10X muestra tanto
la medición individual como el promedio. El DLRO10X utiliza un sistema
de menú que controla una paleta de dos ejes para permitirle al usuario
seleccionar manualmente la corriente de prueba. La unidad también incluye
la descarga de los resultados en tiempo real y el almacenamiento incorporado
para su descarga posterior a una computadora.
Fig. 41: DLRO10 y DLRO10X
www.megger.com 35
DLRO10HD y DLRO10HDXAl igual que la serie DLRO10, el DLRO10HD y el DLROHDX cuentan con una
potencia de salida limitada a 0,25 W para no calentar la pieza de prueba.
Sin embargo, el DLRO10HD y el DLROHDX tienen la ventaja adicional de
combinar esto con dos rangos de alta potencia y alto cumplimiento. Las
ventajas incluyen la capacidad de utilizar cables de prueba mucho más
largos, la capacidad de calentar y, por consiguiente, identificar la debilidad
del circuito, y la capacidad de mantener 10 A por lo menos durante un
minuto, lo que permite realizar mejores pruebas en cargas inductivas.
Además, el DLRO10HDX viene con una memoria incorporada para el registro
de hasta 200 pruebas y la capacidad para descargar los resultados de prueba
guardados en un software externo.
Fig. 42: DLRO10HD
Los dos instrumentos están diseñados para funcionar en las condiciones más
adversas, resisten golpes y caídas, y son aptos para funcionar en condiciones de
polvo y humedad. Se pueden utilizar bajo la lluvia y, con la tapa cerrada, cuentan
con la calificación de protección IP65. No hay necesidad de preocuparse por la
conexión accidental con suministros activos. La alta protección de entrada no
le presta atención a esto y ni siquiera quema un fusible.
El DLRO10HD y el DLROHDX se alimentan con una batería recargable o con la
red eléctrica, lo que los hace adecuados para realizar pruebas continuas en una
línea de producción o para entornos de uso repetitivo, incluso con la batería
interna cargándose. Nunca tiene que esperar a que la batería se cargue.
DLRO600Cuenta con todas las características del DLRO10 y del DLRO10X, además
de la corriente adicional de hasta 600 A para ajustarse a los estándares
preferidos para las pruebas de contactos de los interruptores. Sin embargo,
se mantiene la portabilidad; el instrumento solo pesa 15 kilos (33 libras).
El rango de medición de 0,1 miliohmios a 1 ohmio facilita todos los requisitos
estándar de altas corrientes. La memoria almacena hasta 300 resultados,
y una conexión RS232 permiten su descarga a una impresora o a una
computadora portátil. Las capacidades agregadas de manipulación de datos
permiten la limitación de la corriente en valores estándar de hasta 600 A,
de ese modo, se elimina la necesidad de contar con varios medidores para
ajustarse a varios estándares.
Fig. 43: DLRO600
DLRO200El DLRO200 está diseñado para comprobar y medir la resistencia de contacto
en interruptores de alta tensión, interruptores de desconexión (aisladores)
y empalmes de barras colectoras, y para la medición de baja resistencia.
Ambos modelos miden con precisión las resistencias en un rango de
0,1 microohmios a 1 ohmio a altas corrientes.
Este instrumento versátil puede proporcionar corriente de prueba de 10 A a
200 A, sometido a la resistencia de carga y a la tensión de alimentación. El
DLRO200 proporciona una corriente de CC sin filtrar y puede funcionar con
200 A a través de una resistencia de bucle de corriente total de 19 miliohmios
(alimentación >207 V, 11 miliohmios para una alimentación de 115 V).
Su diseño único logra mantener el peso y tamaño del DLRO200 al mínimo;
el instrumento pesa menos de 14,5 kg (32 libras). Este tamaño pequeño y su
calificación IP54 para la entrada de agua y polvo hacen que las pruebas se
ajusten tanto al hogar como al taller, en el área de producción o en el campo.
36 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
Además de agregar notas a los resultados almacenados, el teclado
alfanumérico le permite ajustar la corriente de prueba directamente a través
de la digitación del valor requerido. El DLRO200 comprueba la continuidad
del circuito de prueba y aumenta rápidamente la corriente de prueba al nivel
deseado. El teclado también se utiliza para establecer los límites superiores e
inferiores para el resultado y para prevenir el uso de corrientes excesivas con
un límite superior establecido para la corriente de prueba admisible.
Fig. 44: DLRO200
MOM2El microohmímetro MOM2 está diseñado para medir la resistencia de los
contactos de los interruptores, los empalmes de barras colectoras y otros
enlaces de alta corriente.
El MOM2 utiliza un ultracondensador para generar la alta corriente de salida.
El ultracondensador puede almacenar una enorme cantidad de energía en
comparación con los condensadores convencionales y puede proporcionar una
alta corriente durante la descarga gracias a su resistencia interna muy baja.
El MOM2 se puede utilizar en cualquier lugar para medir valores de baja
resistencia con gran precisión.
Con el MOM2 es posible realizar mediciones según el método DualGround™. Esto
significa que el objeto de prueba se conecta a tierra en ambos lados durante la
prueba, lo que proporciona un flujo de trabajo más seguro, más rápido y más fácil.
Fig. 45: MOM2
MJÖLNER200 y MJÖLNER600Los microohmímetros MJÖLNER200 Y MJÖLNER600, al igual que el MOM2,
están diseñados para medir la resistencia de los contactos de los interruptores,
los empalmes de barras colectoras y otros enlaces de alta corriente; además,
también mide elementos de contacto en las barras colectoras.
Fig. 46: MJÖLNER200
Con el MJÖLNER200 y su capacidad de alta corriente de hasta 200 A de CC,
el usuario evita problemas con resultados de prueba incorrectos debido a la
corriente de prueba baja cuando se prueban dispositivos de corriente alta
como los interruptores. También puede realizar pruebas de corriente de CC
verdadera sin ondulaciones de barras colectoras, interruptores, fusibles, etc.
Utilice el MJÖLNER600 con recursos energéticos excesivos para aplicaciones
exigentes, para una precisión de medición superior y cuando se requiere una
potencia continua de 300 A.
Fig. 47: MJÖLNER600
El MJÖLNER200 y el MJÖLNER600 también realizan mediciones según el
método DualGround™, el mismo que utiliza el MOM2, y se pueden utilizar
en cualquier lugar para medir un valor de baja resistencia con gran precisión.
www.megger.com 37
Con su diseño de maletín liviano y resistente, el MJÖLNER200 y el MJÖLNER600
son una excelente opción cuando se necesita una solución portátil. Cuando
se cierra la caja, el producto puede resistir el impacto del agua, el polvo o la
arena; incluso flota.
Cuenta con accesorios opcionales que son un control remoto y un software
para computadora.
MOM690AEl MOM690A complementa la familia microohmímetros Megger. Además
de la capacidad de alta corriente, el MOM690A proporciona mediciones,
almacenamiento y generación de informes basados en un microprocesador.
El software incorporado permite pruebas individuales o una serie completa de
pruebas y almacena los resultados.
Con el software opcional MOMWin™, los resultados de las pruebas también
se pueden exportar a una computadora para su posterior análisis y generación
de informes. Los rangos se establecen automáticamente, las resistencias
se miden de manera continua y los resultados de las pruebas se capturan
automáticamente a una corriente de prueba preestablecida.
Después de probar un interruptor con un transformador de corriente (CT)
montado en su circuito de corriente, por ejemplo, interruptores GIS (Gas
Insulated Switchgear, interruptores con aislamiento de gas) con cuba a tierra,
algunos estándares recomiendan que el CT esté desmagnetizado. Esta ardua
tarea se puede completar rápida y fácilmente gracias a la salida de CA del
MOM690. La salida de CA también se puede utilizar como fuente de corriente
multipropósito general en distintas aplicaciones.
Fig. 48: MOM690A
MOM200A y MOM600AEl MOM200A™ está diseñado para comprobar y medir las resistencias de
contacto en interruptores de alta tensión, interruptores de desconexión
(aisladores) y empalmes de barras colectoras. Es una excelente opción
cuando se necesita una potencia de 200 A o inferior para realizar las
mediciones.
El MOM200A es ideal para encontrar conexiones deficientes, ya que puede
apagar 100 A durante largos períodos. Su rango, que se extiende hasta
20 miliohmios, lo hace ideal para medir diferentes tipos de conexiones y,
con su peso de 14 kg (31 libras), es práctico para que lo pueda transportar.
El MOM600A, con corriente de salida de entre 100 y 600 A, está disponible
en dos versiones, una de 115 V y otra de 230 V.
Un MOM200A o un MOM600A completo incluye un conjunto de cables
(contiene cables de detección individuales) y una caja de transporte.
Fig. 49: MOM200A y MOM600A
BT51Donde la economía y la simplicidad de operación son primordiales, el
DUCTER BT51 de Megger requiere solo el ajuste del interruptor de rango de
dos posiciones. Los rangos de 2 A y de 20 mA son seleccionables con una
resolución de 1 miliohmio y de 0,01 miliohmios respectivamente.
El instrumento funciona con una corriente de prueba de 2 A, proporciona
indicadores de advertencia y se alimenta con cables de picos manuales dobles.
Fig. 50: BT51
38 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
Serie 247000Esta línea tradicional de Megger ha sido el distintivo de calidad y confiabilidad
desde la aparición del DLRO, y su popularidad se mantiene igual que siempre.
Décadas de uso demostrado en el campo los han convertido en el estándar
general en resistencia y portabilidad.
Tres modelos de 10 A de la serie ofrecen la mayor precisión combinada con la
facilidad de operación para el usuario:
Cat. N.° 247000 posee el diseño dual-pak probado y famoso, en el que el
cargador es un elemento separado que se puede dejar de lado, mientras el
módulo de medición permite la máxima portabilidad. Para casos en que la
autocontención es una ventaja.
Cat. N.° 247001 combina el módulo de medición y el cargador en un solo
instrumento single-pak sin perder la portabilidad práctica.
Cat. N.° 247002 también es un instrumento single-pak, con un rango
agregado para obtener una precisión adicional con una resolución de 0,1 mA.
Fig. 51: DLRO247000
Sistema de cable de prueba de doble conexiónEl sistema de cable de prueba de doble conexión de Megger se puede
utilizar con los instrumentos DLRO de 10 A y el BT51.
Fig. 52: Cables de prueba de doble conexión
Este sistema de cables de prueba proporciona la manera más rentable y
efectiva para ofrecerle al usuario muchas longitudes de cable de prueba,
incluidas las extensiones, y la capacidad para conectar las terminaciones
de cables de prueba necesarias para muchas de las aplicaciones
diferentes que se encuentran en las pruebas de baja resistencia.
Un conjunto de cables de prueba; todas las terminaciones.
En el centro de este sistema de cables de prueba único están los
conectores personalizados de cuatro terminales (dos en cada cable de
prueba), los que permiten que las terminaciones como las pinzas Kelvin
o las sondas de prueba dobles se puedan utilizar según sea necesario.
Hay dos versiones de conectores, una con indicadores LED y otra
sin indicadores LED, que funcionan en la gama de instrumentos
DLRO10.
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Datos técnicos BT51 DLRO10 DLRO10X DLRO10HD DLRO10HDX DLRO100 DLRO200 DLRO200-115 DLRO600 Comentarios
Corrientes de prueba 2 A 10 A 10 A 0,1 - 10 A 0,1 - 10 A 10 - 110 A 10 - 200 A 10 - 600 A
Pasos de corriente 2 A Valores preestablecidos: 100 μA, 1 mA, 10 mA, 100 mA, 1 A, 10 A
Valores preestablecidos: 100 μA, 1 mA, 10 mA, 100 mA, 1 A, 10 A
Valores preestablecidos: 0,1 mA, 1 mA, 10 mA, 100 mA, 1 A, 10 A
Valores preestablecidos: 0,1 mA, 1 mA, 10 mA, 100 mA, 1 A, 10 A
1 A(También valores preestablecidos de 10 A, 50 A y 100 A)
1 A 1 A
Tiempo de prueba máximo a corriente máxima
1 A continuo en modo inductivo 1 A continuo en modo inductivo 60 s 60 s 10 min >10 min >60 s
Corriente continua máxima
2 A 10 A 10 A 10 A 10 A 100 A (10 min) 200 A (15 min) 200 A (15 min) Los tiempos prolongados de prueba pueden ayudar a detectar los puntos débiles que genera el calentamiento.
Resistencia máxima para la corriente máxima
2 Ω 1,999 mΩ*** 1,999 mΩ*** 250 mΩ 250 mΩ 100 mΩ 19 mΩ 11 mΩ 11 mΩ Reste la resistencia de prueba esperada y puede calcular la longitud máxima del cable de prueba. *** Energía limitada a 0,25 W para aplicaciones delicadas.
Rango de medición 2000 mΩ y 20 mΩ
1,9999 mΩ - 1999,9 Ω 1,9999 mΩ - 1999,9 Ω 0 Ω - 250 mΩ 0 Ω - 250 mΩ 0,1 μΩ - 1,999 Ω 0,1 μΩ - 999,9 mΩ 0,1 μΩ - 999,9 mΩ
Mejor resolución 1 mΩ 0,01 mΩ
0,1 μΩ 0,1 μΩ 0,1 μΩ 0,1 μΩ 0,1 μΩ 0,1 μΩ 0,1 μΩ
Inexactitud ± 1 % ± 2 dígitos ± 0,2 % ± 0,2 μΩ ± 0,2 % ± 0,2 μΩ ± 0,2 % ± 0,2 % ± 0,2 % + 2 μΩ ± 0,7 % + 1 μΩ 0,6 % + 0,3 μΩ
CC sin ondulación Ideal para probar interruptores con un sistema de relé activo conectado sin disparos.
Uniformidad adicional en CC
Puede probar la mayoría de los interruptores con el sistema de relé activo conectado sin disparos.
DualGround Se utiliza para probar interruptores con ambos lados conectados a tierra sin inexactitudes adicionales.
Aumento o descenso (automático)
Ideal para probar interruptores con un sistema de relé activo conectado sin disparos.
Desmagnetización de CA
Control remoto
Según el modelo
Impresora incorporada
Límites de prueba superiores e inferiores que puede ajustar el usuario
Según el modelo Ideal para pruebas rápidas para límites de prueba
preestablecidos.
Almacenamiento de datos Según el modelo
Campo de notas para los resultados de prueba almacenados
Tome nota de los problemas o las acciones correctivas necesarias.
Computadora de comunicación
RS232 USB USBSegún el modelo
RS232 RS232 RS232
Funciona con baterías
Baterías desmontables Baterías desmontables
** ** ** * Funciona a partir de la línea de suministro incluso con una batería descargada.
Clasificación CAT * CAT III 600 V CAT III 600 V CAT III 300 V CAT III 300 V CAT IV 600 V * Pinzas a prueba de toques
CAT II 300 V CAT II 300 V CAT II 300 V ** Las pinzas a prueba de toques reducen la posibilidad de causar arcos eléctricos en entornos activos.
Protección de tensión externa
240 V de CACancelación de la pruebaSin fundir un fusible
600 V de CA o CCCancelación de la pruebaSin fundir un fusible
600 V de CA o CCCancelación de la pruebaSin fundir un fusible
600 V de CA o CCCancelación de la pruebaSin fundir un fusible
600 V de CA o CCCancelación de la pruebaSin fundir un fusible
600 V de CA o CCCancelación de la pruebaSin fundir un fusible
Particularmente importante cuando se prueban en las cercanías de tensión activa.
Especificaciones de inmunidad al ruido
100 mV 50/60 Hz(diferencial)
100 mV 50/60 Hz(diferencial)
100 mV 50/60 Hz(diferencial)
100 mV 50/60 Hz(diferencial)
100 mV 50/60 Hz(diferencial)
5 V rms 50/60 Hz(modo común)
5 V rms 50/60 Hz(modo común)
5 V rms 50/60 Hz(modo común)
Refleja la capacidad de los instrumentos para funcionar en entornos de ruido eléctrico como las subestaciones de alta tensión.
Clasificación IP IP65 cerrada IP54 abierta
IP65 cerrada IP54 abierta
IP65 cerrada IP54 abierta
IP53 IP53 IP53 Las clasificaciones IP altas son ideales para el funcionamiento en el exterior.
Caja de transporte resistente
Peso sin los cables 4,5 kg (9,9 libras) 2,6 kg (5,7 libras) 2,6 kg (5,7 libras) 6,7 kg (14,77 libras) 6,7 kg (14,77 libras) 7,9 kg (18 libras) 14,5 kg (33 libras) 14,5 kg (33 libras) 14,5 kg (33 libras) Peso sin los cables
Dimensiones 245 x 344 x 158 mm (9,6 x 13,5 x 6,2 pulgadas)
220 x 100 x 237 mm (8,66 x 3,9 x 9,3 pulgadas)
220 x 100 x 237 mm (8,66 x 3,9 x 9,3 pulgadas)
315 x 285 x 181 mm (12,4 x 11,2 x 7,1 pulgadas)
315 x 285 x 181 mm (12,4 x 11,2 x 7,1 pulgadas)
400 x 300 x 200 mm(16 x 12 x 7,9 pulgadas)
410 x 250 x 270 mm(16 x 10 x 11 pulgadas)
410 x 250 x 270 mm (16 x 10 x 11 pulgadas)
410 x 250 x 270 mm(16 x 10 x 11 pulgadas)
Dimensiones
Tabla de comparación de productos
40 Medidores de resistencia de aislamiento sobre 2,5 kV www.megger.com
Datos técnicos BT51 DLRO10 DLRO10X DLRO10HD DLRO10HDX DLRO100 DLRO200 DLRO200-115 DLRO600 Comentarios
Corrientes de prueba 2 A 10 A 10 A 0,1 - 10 A 0,1 - 10 A 10 - 110 A 10 - 200 A 10 - 600 A
Pasos de corriente 2 A Valores preestablecidos: 100 μA, 1 mA, 10 mA, 100 mA, 1 A, 10 A
Valores preestablecidos: 100 μA, 1 mA, 10 mA, 100 mA, 1 A, 10 A
Valores preestablecidos: 0,1 mA, 1 mA, 10 mA, 100 mA, 1 A, 10 A
Valores preestablecidos: 0,1 mA, 1 mA, 10 mA, 100 mA, 1 A, 10 A
1 A(También valores preestablecidos de 10 A, 50 A y 100 A)
1 A 1 A
Tiempo de prueba máximo a corriente máxima
1 A continuo en modo inductivo 1 A continuo en modo inductivo 60 s 60 s 10 min >10 min >60 s
Corriente continua máxima
2 A 10 A 10 A 10 A 10 A 100 A (10 min) 200 A (15 min) 200 A (15 min) Los tiempos prolongados de prueba pueden ayudar a detectar los puntos débiles que genera el calentamiento.
Resistencia máxima para la corriente máxima
2 Ω 1,999 mΩ*** 1,999 mΩ*** 250 mΩ 250 mΩ 100 mΩ 19 mΩ 11 mΩ 11 mΩ Reste la resistencia de prueba esperada y puede calcular la longitud máxima del cable de prueba. *** Energía limitada a 0,25 W para aplicaciones delicadas.
Rango de medición 2000 mΩ y 20 mΩ
1,9999 mΩ - 1999,9 Ω 1,9999 mΩ - 1999,9 Ω 0 Ω - 250 mΩ 0 Ω - 250 mΩ 0,1 μΩ - 1,999 Ω 0,1 μΩ - 999,9 mΩ 0,1 μΩ - 999,9 mΩ
Mejor resolución 1 mΩ 0,01 mΩ
0,1 μΩ 0,1 μΩ 0,1 μΩ 0,1 μΩ 0,1 μΩ 0,1 μΩ 0,1 μΩ
Inexactitud ± 1 % ± 2 dígitos ± 0,2 % ± 0,2 μΩ ± 0,2 % ± 0,2 μΩ ± 0,2 % ± 0,2 % ± 0,2 % + 2 μΩ ± 0,7 % + 1 μΩ 0,6 % + 0,3 μΩ
CC sin ondulación Ideal para probar interruptores con un sistema de relé activo conectado sin disparos.
Uniformidad adicional en CC
Puede probar la mayoría de los interruptores con el sistema de relé activo conectado sin disparos.
DualGround Se utiliza para probar interruptores con ambos lados conectados a tierra sin inexactitudes adicionales.
Aumento o descenso (automático)
Ideal para probar interruptores con un sistema de relé activo conectado sin disparos.
Desmagnetización de CA
Control remoto
Según el modelo
Impresora incorporada
Límites de prueba superiores e inferiores que puede ajustar el usuario
Según el modelo Ideal para pruebas rápidas para límites de prueba
preestablecidos.
Almacenamiento de datos Según el modelo
Campo de notas para los resultados de prueba almacenados
Tome nota de los problemas o las acciones correctivas necesarias.
Computadora de comunicación
RS232 USB USBSegún el modelo
RS232 RS232 RS232
Funciona con baterías
Baterías desmontables Baterías desmontables
** ** ** * Funciona a partir de la línea de suministro incluso con una batería descargada.
Clasificación CAT * CAT III 600 V CAT III 600 V CAT III 300 V CAT III 300 V CAT IV 600 V * Pinzas a prueba de toques
CAT II 300 V CAT II 300 V CAT II 300 V ** Las pinzas a prueba de toques reducen la posibilidad de causar arcos eléctricos en entornos activos.
Protección de tensión externa
240 V de CACancelación de la pruebaSin fundir un fusible
600 V de CA o CCCancelación de la pruebaSin fundir un fusible
600 V de CA o CCCancelación de la pruebaSin fundir un fusible
600 V de CA o CCCancelación de la pruebaSin fundir un fusible
600 V de CA o CCCancelación de la pruebaSin fundir un fusible
600 V de CA o CCCancelación de la pruebaSin fundir un fusible
Particularmente importante cuando se prueban en las cercanías de tensión activa.
Especificaciones de inmunidad al ruido
100 mV 50/60 Hz(diferencial)
100 mV 50/60 Hz(diferencial)
100 mV 50/60 Hz(diferencial)
100 mV 50/60 Hz(diferencial)
100 mV 50/60 Hz(diferencial)
5 V rms 50/60 Hz(modo común)
5 V rms 50/60 Hz(modo común)
5 V rms 50/60 Hz(modo común)
Refleja la capacidad de los instrumentos para funcionar en entornos de ruido eléctrico como las subestaciones de alta tensión.
Clasificación IP IP65 cerrada IP54 abierta
IP65 cerrada IP54 abierta
IP65 cerrada IP54 abierta
IP53 IP53 IP53 Las clasificaciones IP altas son ideales para el funcionamiento en el exterior.
Caja de transporte resistente
Peso sin los cables 4,5 kg (9,9 libras) 2,6 kg (5,7 libras) 2,6 kg (5,7 libras) 6,7 kg (14,77 libras) 6,7 kg (14,77 libras) 7,9 kg (18 libras) 14,5 kg (33 libras) 14,5 kg (33 libras) 14,5 kg (33 libras) Peso sin los cables
Dimensiones 245 x 344 x 158 mm (9,6 x 13,5 x 6,2 pulgadas)
220 x 100 x 237 mm (8,66 x 3,9 x 9,3 pulgadas)
220 x 100 x 237 mm (8,66 x 3,9 x 9,3 pulgadas)
315 x 285 x 181 mm (12,4 x 11,2 x 7,1 pulgadas)
315 x 285 x 181 mm (12,4 x 11,2 x 7,1 pulgadas)
400 x 300 x 200 mm(16 x 12 x 7,9 pulgadas)
410 x 250 x 270 mm(16 x 10 x 11 pulgadas)
410 x 250 x 270 mm (16 x 10 x 11 pulgadas)
410 x 250 x 270 mm(16 x 10 x 11 pulgadas)
Dimensiones
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Datos técnicos Mjolner200 Mjolner600 MOM2 MOM200 MOM600A MOM690 Comentarios
Corrientes de prueba 5 - 200 A 5 - 600 A 220 A 0 - 200 A 0 - 600 A 0 - 800 A
Pasos de corriente 1 A 1 A
Tiempo de prueba máximo a corriente máxima
2 min 15 s 3 s: descarga 20 s 15 s Apagado instantáneo
Corriente continua máxima
200 A 300 A N/A 100 A (15 min) 100 A 100 A (10 min) Los tiempos prolongados de prueba pueden ayudar a detectar los puntos débiles que genera el calentamiento.
Resistencia máxima para la corriente máxima
19 mΩ, con los cables 2 mΩ, con los cables 2 mΩ, con los cables 17 mΩ, con los cables 9 mΩ, con los cables Con los cables, 600 A 0,5 mΩ Reste la resistencia de prueba esperada y puede calcular la longitud máxima del cable de prueba. *** Energía limitada a 0,25 W para aplicaciones delicadas.
Rango de medición 0 μΩ - 999,9 mΩ 0 μΩ - 999,9 mΩ
0 μΩ - 1000 mΩ 0 μΩ - 19,99 mΩ 0 μΩ - 1999 mΩ 0 μΩ - 200 mΩ
Mejor resolución 0,1 μΩ 0,1 μΩ 1 μΩ 1 μΩ 1 μΩ 1 μΩ
Inexactitud ± 0,3 μΩ ± 0,3 μΩ ± 1 % + 1 μΩ ± 1% + 1 μΩ ± 1% + 1 μΩ ± 1% + 1 μΩ
CC sin ondulación Ideal para probar interruptores con un sistema de relé activo conectado sin disparos.
Uniformidad adicional en CC
Puede probar la mayoría de los interruptores con el sistema de relé activo conectado sin disparos.
DualGround Se utiliza para probar interruptores con ambos lados conectados a tierra sin inexactitudes adicionales.
Aumento o descenso (automático)
Ideal para probar interruptores con un sistema de relé activo conectado sin disparos.
Desmagnetización de CA
Control remoto
Impresora incorporada
Límites de prueba superiores e inferiores que puede ajustar el usuario
Ideal para pruebas rápidas para límites de prueba preestablecidos.
Almacenamiento de datos
Campo de notas para los resultados de prueba almacenados
Tome nota de los problemas o las acciones correctivas necesarias.
Computadora de comunicación
USB USB Bluetooth
Funciona con baterías * Funciona a partir de la línea de suministro incluso con una batería descargada.
Clasificación CAT * CAT I ** Las pinzas a prueba de toques reducen la posibilidad de causar arcos eléctricos en entornos activos.
Protección de tensión externa
Particularmente importante cuando se prueban en las cercanías de tensión activa.
Especificaciones de inmunidad al ruido
Refleja la capacidad de los instrumentos para funcionar en entornos de ruido eléctrico como las subestaciones de alta tensión.
Clasificación IP IP41 IP41 IP54 IP20 IP20 IP20 Las clasificaciones IP altas son ideales para el funcionamiento en el exterior.
Caja de transporte resistente
Peso sin los cables 8,8 kg (20 libras) 13,8 kg (31 libras) 1 kg (2 libras) 14,6 kg (32 libras) 24,7 kg (55 libras) 23,7 kg (52 libras) Peso sin los cables
Dimensiones 486 x 392 x 192 mm(19 x 15 x 7,6 pulgadas)
486 x 392 x 192 mm(19 x 15 x 7,6 pulgadas)
217 x 92 x 72 mm(8,5 x 3,6 x 2,8 pulgadas)
280 x 178 x 246 mm(11 x 7 x 9,7 pulgadas)
356 x 203 x 241 mm(14 x 8 x 9,5 pulgadas)
350 x 270 x 220 mm(14 x 11 x 8,7 pulgadas)
Dimensiones
42 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
Datos técnicos Mjolner200 Mjolner600 MOM2 MOM200 MOM600A MOM690 Comentarios
Corrientes de prueba 5 - 200 A 5 - 600 A 220 A 0 - 200 A 0 - 600 A 0 - 800 A
Pasos de corriente 1 A 1 A
Tiempo de prueba máximo a corriente máxima
2 min 15 s 3 s: descarga 20 s 15 s Apagado instantáneo
Corriente continua máxima
200 A 300 A N/A 100 A (15 min) 100 A 100 A (10 min) Los tiempos prolongados de prueba pueden ayudar a detectar los puntos débiles que genera el calentamiento.
Resistencia máxima para la corriente máxima
19 mΩ, con los cables 2 mΩ, con los cables 2 mΩ, con los cables 17 mΩ, con los cables 9 mΩ, con los cables Con los cables, 600 A 0,5 mΩ Reste la resistencia de prueba esperada y puede calcular la longitud máxima del cable de prueba. *** Energía limitada a 0,25 W para aplicaciones delicadas.
Rango de medición 0 μΩ - 999,9 mΩ 0 μΩ - 999,9 mΩ
0 μΩ - 1000 mΩ 0 μΩ - 19,99 mΩ 0 μΩ - 1999 mΩ 0 μΩ - 200 mΩ
Mejor resolución 0,1 μΩ 0,1 μΩ 1 μΩ 1 μΩ 1 μΩ 1 μΩ
Inexactitud ± 0,3 μΩ ± 0,3 μΩ ± 1 % + 1 μΩ ± 1% + 1 μΩ ± 1% + 1 μΩ ± 1% + 1 μΩ
CC sin ondulación Ideal para probar interruptores con un sistema de relé activo conectado sin disparos.
Uniformidad adicional en CC
Puede probar la mayoría de los interruptores con el sistema de relé activo conectado sin disparos.
DualGround Se utiliza para probar interruptores con ambos lados conectados a tierra sin inexactitudes adicionales.
Aumento o descenso (automático)
Ideal para probar interruptores con un sistema de relé activo conectado sin disparos.
Desmagnetización de CA
Control remoto
Impresora incorporada
Límites de prueba superiores e inferiores que puede ajustar el usuario
Ideal para pruebas rápidas para límites de prueba preestablecidos.
Almacenamiento de datos
Campo de notas para los resultados de prueba almacenados
Tome nota de los problemas o las acciones correctivas necesarias.
Computadora de comunicación
USB USB Bluetooth
Funciona con baterías * Funciona a partir de la línea de suministro incluso con una batería descargada.
Clasificación CAT * CAT I ** Las pinzas a prueba de toques reducen la posibilidad de causar arcos eléctricos en entornos activos.
Protección de tensión externa
Particularmente importante cuando se prueban en las cercanías de tensión activa.
Especificaciones de inmunidad al ruido
Refleja la capacidad de los instrumentos para funcionar en entornos de ruido eléctrico como las subestaciones de alta tensión.
Clasificación IP IP41 IP41 IP54 IP20 IP20 IP20 Las clasificaciones IP altas son ideales para el funcionamiento en el exterior.
Caja de transporte resistente
Peso sin los cables 8,8 kg (20 libras) 13,8 kg (31 libras) 1 kg (2 libras) 14,6 kg (32 libras) 24,7 kg (55 libras) 23,7 kg (52 libras) Peso sin los cables
Dimensiones 486 x 392 x 192 mm(19 x 15 x 7,6 pulgadas)
486 x 392 x 192 mm(19 x 15 x 7,6 pulgadas)
217 x 92 x 72 mm(8,5 x 3,6 x 2,8 pulgadas)
280 x 178 x 246 mm(11 x 7 x 9,7 pulgadas)
356 x 203 x 241 mm(14 x 8 x 9,5 pulgadas)
350 x 270 x 220 mm(14 x 11 x 8,7 pulgadas)
Dimensiones
* Para medir circuitos que se utilizan para medir cualquier otra señal eléctrica
(CAT II), el usuario debe considerar las tensiones de los transitorios para garantizar
que no superen las capacidades del equipo de medición. El nivel de transitorios
esperado para CAT IV es de 6000 V, para CAT III es de 4000 V, para CAT II es de
2500 V y para CAT I es de 1500 V. Para CAT I, los niveles de transitorios se deben
especificar de forma diferente y luego se diseñan y se prueban en consecuencia
para garantizar que resisten los transitorios esperados.
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NOTAS
44 Una guía para pruebas de baja resistencia www.megger.com
NOTAS
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Guía para mediciones de baja resistencia_esla_V01
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