guia para prueba de baja resistencia megger dlro ag sp v02

GUIA PARA PRUEBADE BAJA RESISTENCIA

Entender y medir baja resistencia para asegurarel rendimiento de un sistema elctrico

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GUIA PARA PRUEBA DE BAJA RESISTENCIA 1

CONTENIDO

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

Porqu medir baja resistencia? . . . . . . . . . . . .3

Qu es la medicin de baja resistencia? . . . . . . . . .3

Qu le indica al operador la medicin de bajaresistencia? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

Qu problemas crea la necesidad de ejecutarla prueba? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

Industrias con problemas significantesde resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

Ejemplos especficos de aparatos que necesitan laprueba de baja resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

Armadura de Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

Ensamble Automotriz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

Generacin y Distribucin de Potencia (juntas,conexiones y barras de alta corriente) . . . . . . . . . .5

Prueba de Transformadores . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

Fuente de Poder Ininterrumpible Puentes de Bateras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

Plantas de Cemento y otras Aplicaciones deProcesamiento de Materias Primas . . . . . . . . . . . .6

Interruptores de Circuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

Ensamble de Aviones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

Ligadura de Puente y Alambre en Segmentosde Riel (Industria del Ferrocarril) . . . . . . . . . . . . . .7

Electrodos de Grafito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

Puntos o Costuras de Soldadura . . . . . . . . . . . . . .7

Carretes de Cable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

Como se hace la Medicin de Resistencia . . . .8

Mediciones de CD de 2 Hilos, 3 Hilos y 4 Hilos . . . .8Mediciones de Dos Hilos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

Mediciones de Tres Hilos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

Mediciones de Cuatro Hilos . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

Prueba de CD vs.CA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

Como Opera un Ohmimetro de Baja Resistencia? .10

Seleccin de Corriente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

Seleccin de Puntas de Prueba y Cables . . . . . . . . .11

Prueba de Rango Bajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

Prueba de Muestras de Prueba Muertas . . . . . . .12

Tipos de Probadores/Como Escoger . . . . . . . .12

Milli-Ohmimetro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

Micro-Ohmimetro de 10 A . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

Micro-Ohmimetro de 100 A+ . . . . . . . . . . . . . . . .12

Ohmimetro para Transformador . . . . . . . . . . . . . .13

Micro-Ohmimetro para Laboratorio . . . . . . . . . . .13

Evaluacin/Interpretacin de Resultados . . . .14

Repetitivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

Lecturas Puntuales/Expectativas Base para Lecturas . .14

Tendencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14Interruptores de Circuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Sistemas de Reserva con Batera de Respaldo . . .15

Apndice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Fuentes Potenciales de Error/Resultados deAseguramiento de Calidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Cables de Prueba/Puntas de Prueba . . . . . . . . . . .16

Declaracin de Precisin . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

Interferencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

Suministro de Corriente de Prueba DeclaradaBajo Carga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

Tomando Mediciones en un Plano Estable . . . . .17

Resistividad de Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

Efecto de la Temperatura en Valores Medidosde Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

Efectos de la Humedad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

Condiciones de Ruido de Fondo, Corrientey Tensin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

Uso y Mal Uso de Ohmimetros deBaja Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

Breve Historia de Ohmimetros deBaja Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Calibracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Proteccin de Ingreso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Varios Modos de Prueba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22Modelos Diseados en los Aos 70 y 80 . . . . . . .22

Modelos de 10 A Diseados Recientemente . . . .22

Niveles de Corriente de Prueba Nominal versusAbsoluto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Auto-rango . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

Prueba de Transformadores . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

Prueba Barra a Barra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

Prueba de Puentes de Bateras . . . . . . . . . . . . . . . .26

Puentes Wheatstone y Kelvin . . . . . . . . . . . . . . . . .27Puente Wheatstone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

Puente Kelvin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

Seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

Descripcin General de Productos Megger . . .29

Resistividadii Coeficiente emf TrmicaPorcentaje Microohmios Ohms por Pie de Temperatura Contra Cobre

de Composicin por cm Cbico en mil Cir. por C v/ C

Cu 84%

Mn 12% 44 264 *0.00001 1.7Ni 4%

*La manganina muestra un efecto cero de 20 a 30 C.

2 GUIA PARA PRUEBA DE BAJA RESISTENCIA

INTRODUCCION

El estudio cuantitativo de circuitos elctricos se origin en1827, cuando Georg Simon Ohm public su famoso libroDie galvanische Kette, mathematisch bearbeitet en el cualexpuso su teora completa de electricidad. En este creativotrabajo, l introdujo la relacin o Ley que lleva su nombre:

Resistencia (R) = Tensin (E) / Corriente (I)

En esa poca, no se haban desarrollado estndares paratensin, corriente y resistencia. La Ley de Ohm expres elhecho de que la magnitud de la corriente circulando en uncircuito depende directamente de las fuerzas o presinelctricas e inversamente de una propiedad del circuitoconocida como resistencia. Obviamente, sin embargo, l notuvo unidades de la magnitud de los actuales voltios,amperios y ohmios para medir estos parmetros.

Actualmente, los laboratorios han desarrollado elementos deresistencia fabricados con hierro, cobre u otros materiales dealeacin disponibles. Los laboratorios necesitaron aleacionesestables que podran moverse de un lugar a otro paracertificar las mediciones bajo revisin. La norma para el ohmioes que tena que ser estable a la temperatura y con efectosmnimos debido al material conectado al estndar de ohmio.

En 1861, se estableci un comit para desarrollar un estndarde resistencia. Este comit inclua un nmero de hombresfamosos con quienes ahora estamos familiarizados,incluyendo a James Clerk Maxwell, James Prescott Joule, LordWilliam Thomson Kelvin y Sir Charles Wheatstone. En 1864,se us como estndar una bobina de alambre de aleacinplatino-plata sellado en un envase lleno con parafina. Esto seus durante 20 aos mientras se hicieron estudios para unestndar ms confiable. Estos estudios continuaron y elantiguo National Bureau of Standards (NBS), conocido ahoracomo el National Institute of Standards and Technology(NIST), ha controlado el estndar para el OHMIO. En laactualidad, las industrias usan aleacin de Manganina debido

a que tiene un bajo coeficiente de temperatura en forma talque su resistencia cambia muy poco con la temperatura (verfigura 1). La siguiente tabla Basic Electrical Measurementsde Melvin B. Stout resalta las propiedades claves de laManganina.

La EMF trmica contra el cobre indica la actividad determocupla del material con que se genera una tensinsimplemente conectando dos metales diferentes entre s.El objetivo es minimizar la actividad de termocupla puesintroduce error en la medicin.

Con el sistema mtrico, las mediciones son en metros y laresistividad se determina por un metro cbico del material.Sin embargo, unidades ms prcticas se basan en uncentmetro cbico. Con el sistema USA, la resistividad sedefine en ohmios por mil pies. El dimetro del alambre semide en miles circulares (0.001)2 y la longitud en pies.

La Figura 1 muestra la curva temperatura-resistencia delalambre de Manganina a 20 C. Para desviadores (shunts) deManganina, la curva de 20 C se desplaza a 50 C, pues estematerial operar a una temperatura ms alta debido a que laaleacin de Manganina se dise para uso en bobinasaplicadas para hacer mediciones en condiciones estables deambiente de cuarto a 20 C. La aleacin es modificada portiras de material usadas en la medicin de desviadores, queoperan a una temperatura ambiente ms alta, hasta 50 C.

El propsito de este folleto es ayudar al ingeniero, tcnico uoperador a:

Entender la razn detrs de la prueba de baja resistencia.

Entender como hacer una medicin de baja resistencia.

Entender como seleccionar al instrumento apropiado parala aplicacin de la prueba.

Entender como interpretar y usar los resultados.

i Swoopes Lessons in Practical Electricity; Eighteenth Edition; Erich Hausmann, E.E., ScD.; pgina 111ii Swoopes Lessons in Practical Electricity; Eighteenth Edition; Erich Hausmann, E.E., ScD.; pgina 118


PORQUE MEDIR BAJA RESISTENCIA?

La medicin de baja resistencia ayuda a identificar elementosde resistencia que se han incrementado por arriba de valoresaceptables. La operacin de equipos elctricos depende delflujo controlado de corriente dentro de los parmetros dediseo de una pieza dada de equipo. La Ley de Ohmestablece que para una fuente especifica de energa,operando en VCA o VCD, la magnitud de consumo decorriente depender de la resistencia del circuito ocomponente.

En la era moderna de la electrnica, se ha presentado unademanda incrementada en todos los aspectos de circuiteraelctrica. Aos atrs, la capacidad para medir 10 mili-ohmiosera aceptable, pero, en el ambiente actual de la electrnicaindustrial, el ingeniero de prueba de campo requiere hacermediciones dentro del rango de unos pocos micro-ohmios omenos. Estos tipos de mediciones requieren la caractersticanica del mtodo de prueba de cuatro hilos del ohmimetrode baja resistencia, que se cubre en la pgina 9 en estefolleto.

Se requieren las mediciones de baja resistencia para evitardao a largo plazo a equipos existentes y para minimizar laenerga desperdiciada como calor. Estas mediciones indicancualquier restriccin en el flujo de corriente que pueda evitarque una mquina genere su potencia plena o provoque quecircule un flujo de corriente insuficiente para activar aparatosde proteccin en el caso de una falla.

Se hacen pruebas peridicas para evaluar una condicininicial o para identificar cambios inesperados en los valoresmedidos y la tendencia de estos datos ayuda a indicar ypuede pronosticar posibles condiciones de falla. Cambios

excesivos en los valores medidos apuntan a la necesidad deacciones correctivas para evitar una falla mayor. Cuando sehacen mediciones de campo, el operador debe tener valoresde referencia que apliquen al aparato bajo prueba (elfabricante debe incluir esta informacin en la literatura oplaca de caractersticas suministrada con el aparato). Si laspruebas son una repeticin de pruebas anteriores, entoncesestos registros se pueden usar tambin para observar elrango de las mediciones anticipadas.

Si al ejecutar las pruebas, el operador registra los resultados ylas condiciones bajo las cuales se ejecutaron las pruebas, lainformacin se convierte en el inicio de una base de datosque se puede usar para identificar cualquier cambio porfatiga, corrosin, vibracin, temperatura u otra condicin quepueda ocurrir en el sitio de prueba.

Qu es una Medicin de Baja Resistencia?

Una medicin de baja resistencia es tpicamente unamedicin por debajo de 1.0 ohmio. A este nivel esimportante usar equipos de prueba que minimizarn loserrores introducidos por la resistencia de los cables de pruebay/o resistencia de contacto entre el probador y el material quese est probando. Adems, a este nivel, las tensionespermanentes a travs del aparato bajo medicin (p.ej. EMFstrmicas en las juntas entre metales diferentes) puedencausar errores que necesitan ser identificados.

Para permitir que una medicin compense los errores, seemplea el mtodo de medicin de cuatro terminales con unacorriente de prueba reversible y un medidor adecuado dePuente Kelvin. Los ohmimetros de baja resistencia estndiseados especficamente para estas aplicaciones.Adicionalmente, el tramo superior en algunos de estosmedidores tendr un rango dentro de kilo-ohmios, que cubrelos rangos bajos de un Puente Wheatstone (ver por favor elapndice para una discusin de los mtodos de PuenteWheatstone y Kelvin). El rango ms bajo en variosohmimetros de baja resistencia resolver 0.1 micro-ohmios.Este nivel de medicin se requiere para ejecutar un nmerode pruebas de resistencia de rango bajo.

Qu le Indica al Operador una Medicin de BajaResistencia?

La resistencia (R) es la propiedad de un elemento o circuitoque determina, para una corriente dada, la tasa a la cual laenerga elctrica se convierte en calor de acuerdo con lafrmula W= I2R. La unidad prctica es el ohmio. La medicinde baja resistencia indicar al operador observador cuantadegradacin existe, o se est creando dentro de un aparatoelctrico.

Figura 1: Curva cualitativa de resistencia-temperatura de la manganinaiii

iii Basic Electrical Measurements; Melvin B. Stout; 1950; pgina 61


Los suministros de potencia con bateras de respaldoproporcionan un buen ejemplo prctico de cmo puedeocurrir la degradacin bajo condiciones normales deoperacin. Los cambios en el flujo de corriente provocan laexpansin y contraccin de las conexiones terminales,provocando que las mismas se aflojen o corroan,Adicionalmente, las conexiones estn expuestas a vaporescidos, causando una degradacin posterior. Estascondiciones resultan en una disminucin del rea de contactosuperficie-superficie con un incremento asociado de laresistencia de contacto de la mencionada superficie-superficie,causando al final calentamiento excesivo en la junta.

Industrias con Problemas Significantes de Resistencia

La industria que consume vastas cantidades de potenciaelctrica, debe incluir mediciones de ohmimetros de bajaresistencia en sus operaciones de mantenimiento. Laanormal alta resistencia no solamente provoca uncalentamiento indeseado, posiblemente conduciendo a unpeligro, sino que adems provoca prdidas de energa queincrementan los costos de operacin; en efecto usted estpagando por energa que no puede usar.

Adicionalmente, existen industrias que tienen especificacionescrticas en conexiones de ligadura para asegurar conexionesslidas a mallas de puesta a tierra. Las conexiones malasreducen la efectividad de la malla de tierra y pueden causarproblemas significantes relacionados con calidad de servicioy/o fallas catastrficas en el evento de un frente de ondaelctrico mayor. Un nmero de operaciones de sub-ensamblesuministra componentes a los fabricantes de aviones queespecifican conexiones de baja resistencia para la estructura.Las conexiones de puentes entre celdas en un sistema depotencia de bateras de respaldo requieren tambin de muybaja resistencia. Una lista general de industrias incluyen:

Generacin de potencia y empresas de distribucin

Plantas qumicas

Refineras

Minas

Ferrocarriles

Empresas de telecomunicaciones

Fabricantes automotrices

Fabricantes de aviones

Cualquiera con sistemas UPS de respaldo con bateras

Ejemplos Especficos de Aparatos que Necesitan Pruebade Baja Resistencia

Como se ha mostrado, los ohmimetros de baja resistenciatienen aplicacin en un amplio rango de industrias y puedenayudar a identificar un nmero de problemas que podranconducir a falla de aparatos. En general las industrias defabricacin, arrollamientos de motores, interruptores decircuito, conexiones de barras, bobinas, ligaduras de puesta a

Los cambios en el valor de un elemento de baja resistenciason una de las mejores y ms rpidas indicaciones de queest ocurriendo una degradacin entre dos puntos decontacto. Alternativamente, las lecturas se pueden compararcon muestras de prueba parecidas. Estos elementosincluyen ligaduras de rieles, ligaduras de puesta a tierra,contactos de interruptor de circuito, seccionadores,arrollamientos de transformadores, conexiones de puentes debateras, arrollamientos de motores, barras de jaula de ardilla,barras con juntas de cable y conexiones de ligaduras a mallasde puesta a tierra.

La medicin alertar al operador que se estn produciendocambios en las mediciones iniciales y/o subsecuentes. Estoscambios pueden ocurrir debido a un nmero de influenciasincluyendo temperatura, corrosin qumica, vibracin, prdidade torque entre superficies en contacto, fatiga y manejoimpropio.

Se requiere hacer estas mediciones en un ciclo regular detiempo a fin de graficar cualquier cambio que estocurriendo. Los cambios estacionales pueden ser evidentescuando se revisen datos de verano e invierno.

Qu Problemas Crea la Necesidad de Ejecutar la Prueba?

Asumiendo que un aparato ha sido instalado correctamente,la temperatura, operacin, fatiga, vibracin y corrosin, todosoperan para provocar la degradacin gradual del valor deresistencia de un aparato elctrico. Estas influencias seincrementan sobre un periodo de tiempo hasta que sealcanza un nivel en el cual el aparato no opera ms en formacorrecta. El factor de degradacin crtica ser determinadopor la aplicacin.

El medio ambiente y los ataques qumicos son implacables.An el aire oxidar materiales orgnicos mientras el ingresode humedad, aceite y sal degradan las conexiones an msrpidamente. La corrosin qumica puede atacar el rea deseccin transversal de un elemento, reduciendo el reamientras se incrementa la resistencia del componente.Esfuerzos elctricos, particularmente sobre tensiones oimpulsos sostenidos, pueden provocar que se aflojensoldaduras. Los esfuerzos mecnicos de vibracin durante laoperacin pueden tambin degradar las conexiones,provocando que aumente la resistencia. Estas condicionesresultan en calentamiento excesivo en el punto donde elcomponente est transportando la corriente nominal, en basede la frmula W=I2R. Por ejemplo:

6000 A a travs de una barra de 1 = 36 Vatios.

6000 A a travs de una barra de 100 = 3600 Vatios, Lo que resulta en un calentamiento excesivo.

Si se los deja sin atencin, este tipo de problemas puedeconducir a fallas en el sistema elctrico que contiene loscomponentes afectados. El calentamiento excesivo resultarfinalmente en falla debido a quemaduras que pueden abrirun circuito energizado.


tierra, seccionadores, juntas de soldadura, conductores paradescargas atmosfricas, pequeos transformadores ycomponentes resistivos, todos requieren prueba de bajaresistencia. Las siguientes son algunas de las aplicaciones tpicas.

Armadura de Motor

Los arrollamientos de armadura se pueden probar paraidentificar cortos entre bobinas o conductores adyacentes. Lasbarras de jaula de ardilla en el rotor se pueden separar de lasplacas de los extremos, resultando en una prdida derendimiento. Si un motor aparenta que pierde potencia, se debeejecutar una prueba de baja resistencia. Alternativamente, laspruebas se pueden hacer cuando se reemplacen rodamientos enel periodo de parada anual.

La prueba barra-barra en rotores de motores de CD se ejecutapara identificar bobinas en corto o abiertas (ver Figura 2). Estaspruebas se ejecutan con puntas de prueba cargados porresorte. Este es un mtodo dinmico para determinar lacondicin del arrollamiento y de las conexiones soldadas alconductor vertical en los segmentos del conmutador. Cuandose revisan peridicamente los datos de prueba, se puedenidentificar los efectos de sobrecalentamiento debido a unexcesivo aumento de temperatura.

Ensamble Automotriz

Los cables de salida en un robot soldador de puntospueden operar reciamente a travs de un continuo flexionar.Eventualmente puede ocurrir fatiga causando que se rompanhilos. Esta condicin resulta en una alta resistencia del cablecon prdida de potencia a la soldadora, produciendo unpunto malo de soldadura (pepitas) o an una falla completade la mquina.

Generacin y Distribucin de Potencia (juntas, conexiones y barras de alta corriente)

Las barras en un sistema de potencia consistente de juntastraslapadas y otras conexiones, se usan para suministrarcorriente a los elementos en el sistema. Estas conexionesempernadas se pueden degradar por vibracin y corrosin.(ver Figura 3). Los pernos son sometidos a esfuerzos a unajuste especfico (torque), y la manera ms rpida yeconmica de determinar la calidad de la conexin es medirla resistencia a travs de la junta. El operador debe tenerdatos histricos para determinar la conveniencia de laconexin. Si no se corrige, la prdida de potencia y/o excesivocalentamiento, podran conducir a una fundicin de la conexin.

Prueba de Transformadores

La prueba de la medicion de la resistencia CD de losarrollamientos de transformadores se ejecuta en la fbrica yluego peridicamente en el campo. La prueba en la fbrica seejecuta a temperatura ambiente. Se hace una segundaprueba a potencia nominal en la fbrica para verificar que, aesta potencia, la resistencia de los arrollamientos permanecedentro de sus caractersticas diseadas de aumento detemperatura.

Los grandes transformadores tienen derivaciones, taps,tanto en el arrollamiento primario como en el secundario. Lacondicin de las derivaciones requiere verificacin, puestoque las derivaciones del secundario se operan diariamente yestn expuestas a desgaste y vibracin excesivos segn elsistema de potencia balancea la carga transportada en losdiferentes circuitos. Las derivaciones en el lado primario soncrticas para ajustes mayores en la distribucin de potencia yse deben probar para asegurar que est disponible unaconexin de baja resistencia para la nueva condicin depotencia. Las derivaciones se pueden corroer cuando noestn en uso y se pueden recalentar debido a la alta corriente(que puede resultar en un incendio).

Fuente de Poder Ininterrumpible Puentes de Bateras

En las bateras industriales conectadas en serie, los puentes(barras de cobre recubiertas de plomo) estn asegurados a losterminales en bateras adyacentes, (+) a (-), con pernos deacero inoxidable. Estas superficies se limpian, engrasan yajustan a un valor preajustado de torque. Como se indicpreviamente, estn sujetas a vibracin, corrosin qumica ycalor, debido a la carga y descarga de alta corriente asociadascon la aplicacin. La manera ms rpida y mejor paradeterminar la calidad de las conexiones es medir la resistenciaentre los terminales de dos bateras adyacentes (ver Figuras 4y 5). Esta es la nica aplicacin de campo en la cual eloperador hace mediciones en un sistema energizado. Vea porfavor el apndice para ms detalles en la prueba de puentesde bateras.

Figura 2: Prueba de Barra-Barra con Motor Rotor CD

Figura 3: Conexiones de Barra de Distribucin


Note por favor que existen varios niveles de corrienteflotante en un sistema de bateras y el procedimiento deprueba debe considerar este flujo de corriente. Se ejecutauna prueba con la corriente de prueba adicionada a lacorriente flotante y se hace una segunda prueba con lacorriente de prueba opuesta a la corriente flotante. Estas dosmediciones se promedian para determinar el valor hmicode la conexin.

Los procedimientos estndar requieren mediciones en unaprogramacin regular, pues la experiencia pasada hadeterminado que los puentes de bateras son uno de loselementos ms dbiles en la operacin de un sistema debateras. Cuando no se los atiende con un programa regularde pruebas, se pueden desarrollar conexiones de altaresistencia. Esta situacin puede resultar en que la batera seaincapaz de suministrar suficiente corriente cuando se lorequiera o, cuando se combine con frentes de onda decorriente y gas hidrgeno desarrollado en las celdas de labatera, pueden causar un incendio en el sistema de bateras,destruyendo el UPS.

Tiras de soporte soportan las placas en una celda. Lasplacas cuelgan de las tiras de soporte dentro del lquido en lacelda. Si la resistencia del terminal a la tira de soporte esdemasiado alta, se limita la capacidad de la batera paratransportar corriente. Adicionalmente a la medicin de laresistencia de los puentes, se puede usar tambin unohmimetro de baja resistencia para medir la calidad de estassoldaduras (ver Figura 6).

Plantas de Cemento y otras Aplicaciones de Procesamiento deMateria Prima

El sistema elctrico en una planta de cemento u otrasinstalaciones de procesamiento de materia prima, incluyemotores, rels, seccionadores desconectadores, etc. Laprueba de estos elementos transportadores de potenciacomo parte de un programa regular o cuando se hacenmodernizaciones mayores es crtica para la operacincontinua de la planta. La calidad de las conexiones decorriente puede identificar elementos o conexiones dbiles enel sistema. Note que el polvo de cemento es qumicamenteactivo (corrosivo) y atacar conexiones metlicas.

Interruptores de Circuito

Debido al arco en las placas de los interruptores de circuito,se formarn capas carbonizadas y se reducir o picar el reade contactos vivos, provocando el incremento de resistenciay calentamiento. Esta situacin reduce la eficiencia delinterruptor y puede conducir a fallas en un sistema activo detransmisin, resultando en la prdida de una subestacin.Cuando se planifique una prueba, el operador debe estarconciente de las normas IEC62271-100 y ANSI C37.09 paralos requerimientos de corrientes de prueba. Cuando seprueben grandes interruptores de circuito en aceite, el mejor

Figura 4: Puente de Batera nico con dos Superficies de Contacto

Figura 5: Puentes de Batera Paralelos en un Complejo de Batera Grande

Figura 6: Medicin de Resistencia de Tira de Soporte


instrumento es uno que incremente en rampa la corriente,retenindola por un periodo de tiempo y luego disminuirla enrampa. Este mtodo de prueba reduce la magnetizacin, quede otra manera se podra presentar por la conmutacin sbitade conexin y desconexin de la corriente de prueba. Estopuede resultar en mediciones inexactas de los TC cuando elsistema retorna a operacin normal de CA.

Se debe tener cuidado cuando se hace una medicin a travsde un TC pues altas corrientes de CD pueden saturarlo,desensibilizndolo para fallas potenciales. Adems, el rizo enla corriente de prueba puede provocar que dispare elinterruptor de circuito. La ubicacin cuidadosa de las puntasde prueba de corriente evitara que ocurra esto, y el rizopresente en la forma de onda de corriente se puedeminimizar separando los cables de prueba.

Ensamble de Aviones

Se requiere la prueba de ligadura en todas las conexioneselctricas y mecnicas de la estructura principal, para asegurarun plano de tierra estable dentro de un avin. Estasconexiones de ligaduras fsicas proporcionan una rutauniforme para que sea descargada la electricidad esttica alos descargadores de electricidad esttica (wicks) en el bordeposterior del ensamble de alas y cola. Esta ruta reduce laoportunidad de que las descargas atmosfricas daen el avinen el evento de un impacto de rayo. Al pasar el tiempo sedebe inspeccionar la ligadura de los descargadores deesttica, antenas, varillaje de control y terminales de batera.Se debe verificar y documentar tambin la integridad delsistema de escape soldado. En operaciones normales, laexcesiva electricidad esttica no afectar la operacin de lamayora de los sistemas de navegacin y comunicaciones.La mejor (ms baja) resistencia de conexiones mejorar elcomportamiento de tales sistemas.

Ligaduras de Puentes y Alambres entre Segmentos de Rieles(Industria del Ferrocarril)

En el ambiente de ferrocarril, las ligaduras estn expuestas avibracin al pasar las ruedas sobre los rieles (cada click-clackprovoca vibracin a travs de la interfaz que liga el puente alriel). Estas ligaduras son parte del sistema de control queindica al operador la ubicacin de los diferentes trenes.Dentro del sistema de rieles, un sistema telefnico usa losconductores de riel para comunicarse. La resistencia de estasligaduras es crtica para el comportamiento del sistema decontrol. En sistemas que usan tres rieles, el tercer riel es lafuente activa de potencia para la mquina y la prdida depotencia a travs de una ligadura de alta resistencia (tal comouna mala junta Cadweld), reduce la eficiencia del sistema detrnsito. El operador puede seleccionar una seccin de cincopies de riel sin una ligadura, hacer una medicin y luegomedir una seccin de cinco pies con una ligadura paradeterminar la calidad de la conexin. Como regla prctica,estas mediciones deben estar dentro de unos pocos micro-ohmios (o 5%).

Electrodos de Grafito

Los electrodos de grafito tienen una caracterstica detemperatura negativa. (Al incrementarse la temperaturadel elemento, disminuir la medicin de resistencia). Setroquelan (extrude) trozos de grafito como cilindros de grandimetro que pueden tener hasta seis pies de longitud. Unade las aplicaciones de estos grandes trozos es en las refinerasde aluminio donde se usan altas corrientes (150,000 A) parareducir el mineral bauxita a aluminio de alto grado.

Se hace la prueba de baja resistencia como un paso decontrol de calidad para verificar la densidad del troquelado degrafito. Debido al tamao de los electrodos, esta pruebarequiere un equipo especial de prueba para introducir lacorriente de prueba a travs de la superficie de los extremos,asegurando una densidad uniforme de corriente a travs delvolumen de la muestra. Las puntas de prueba de potencial seconectan entonces a travs de una longitud conocida de lamuestra para determinar los ohmios por unidad delongitud (ver Figura 7 en la siguiente pgina).

Punto o Costura de Soldadura

Se puede determinar la calidad de un punto de soldaduramidiendo la resistencia a travs de los materiales unidos. Sepuede determinar la calidad de las costuras de soldadura conuna serie de pruebas a lo largo de la costura. Las lecturasdeben permanecer dentro de una banda angosta de valores.Un incremento y luego una disminucin en las lecturas es unaindicacin de que la uniformidad de la soldadura esta fuerade especificacin. Para hacer las mediciones apropiadamente,el operador debe fabricar un equipo para mantener laspuntas de prueba en una relacin fija. Se toman entonces laslecturas en algunos puntos a travs de la costura desoldadura y se grafican (ver Figura 8). Estas mediciones estnnormalmente en la regin de micro-ohmios y se requieretener cuidado en el diseo del equipo de prueba.

Carretes de Cables

Un carrete de cable aislado de cobre puede tener unaetiqueta que indique el calibre del cable junto con los ohmiospor unidad de longitud. Cuando sobra cable en el carretedespus de uso parcial, la longitud sobrante se puede calcularmidiendo la resistencia del cable y haciendo clculos usandola especificacin de ohmios por longitud (ver Figura 9).

Alternativamente, si est destruida la etiqueta, el operadorpuede cortar una longitud de cable conocida, medir lamuestra y determinar los ohmios por unidad de longitud.Este valor se puede usar entonces con las lecturas tomadascuando se midi el saldo de cable en el carrete para calcularla longitud sobrante. La temperatura del carrete de cable seraproximadamente la misma de la temperatura de la muestra.Aunque la temperatura interna del carrete puede serligeramente diferente, se puede calcular un estimadorazonable de la longitud de cable sobrante. Si el operador


revisa los grficos de temperatura de las pginas 18 y 19 eneste libro, se puede determinar un estimado de inexactitud.Este mtodo aplica adems a cables de aluminio y acero contal de que el cable tenga una chaqueta aislante para evitar loscortos entre vueltas adyacentes del cable.

COMO SE HACE LA MEDICION DE RESISTENCIA

Mediciones de CD de 2 hilos, 3 hilos y 4 hilos

Porqu tenemos instrumentos de medicin de resistencia,algunos nicamente con dos cables de prueba, algunos contres y an algunos con cuatro cables de prueba? La respuestadepende del grado de informacin requerido de la medicin yla magnitud de la resistencia que se mide. Las lecturas deresistencia cubren un amplio rango de valores desde micro-ohmios a la regin de miles de megaohmios. LaFigura 10 muestra el rango de medicin en el cualcada tipo de instrumento rinde ms.

Mediciones de Dos Hilos

La prueba de dos hilos es el mtodo ms simple y seusa para hacer una valoracin general de un elementode circuito, conductor, o la ruta de un conductor en uncircuito. La configuracin de dos cables de prueba es lams familiar para muchos operadores pues es laconfiguracin usada en la mayora de los multmetros.Se usa generalmente cuando la resistencia de contactode la punta de prueba, resistencia de cables de pruebaen serie o resistencia de fuga en paralelo no degrada lacalidad de la medicin, ms all de un punto aceptable aloperador.

El valor medido incluir la resistencia del cable de prueba ylos valores de resistencia de contacto de la punta de prueba,que afectarn las mediciones adicionando algunas dcimasde mili-ohmios a la resistencia real. En la mayora de loscasos, esto provocar una diferencia prctica pequea con elvalor medido, pero cuando la medicin es por debajo de 1.0ohmio, el mtodo de dos hilos puede introducir fcilmente unerror, que podra ser de algn porcentaje dentro del valor deresistencia medido.

Las especificaciones de algunos medidores manuales indicanun rango de 200 mili-ohmios con sensibilidad de un mili-ohmio. La resistencia del cable de prueba se puede encerar,pero deja la incertidumbre de las resistencias de contacto,que pueden cambiar con cada medicin. Los valores deresistencia de contacto pueden estar en el rango de 35 mili-ohmios en cada punta de prueba y pueden variar con latemperatura del material bajo investigacin.

El mtodo de prueba de dos hilos es el mejor para usarlo enlecturas sobre 10.00 ohmios hasta 10.0 mega-ohmios.

Figura 8: Serie de Medicin a lo Largo de una Costura de Soldadura

Figura 9: Determinacin de la Extensin del Cable Sobrante en un Carrete

Figura 7: Prueba de Densidad Uniforme con Trozos de Grafito (ohms/pulgada)


Mediciones de Tres Hilos

La prueba de tres hilos de CD est reservada para resistenciasmuy altas y se usa tpicamente para mediciones por arriba de10.0 mega-ohmios. Nosotros asociamos normalmente estetipo de prueba con diagnstico de resistencia de aislamiento.El mtodo de prueba usa un tercer cable de prueba comoguarda, y permite que se eliminen de la medicin lasresistencias en paralelo con el circuito de prueba. Estaresistencia en paralelo se considera usualmente ms baja quela resistencia de aislamiento que se est midiendo. De hecho,puede, en casos severos, cortocircuitar efectivamente laresistencia de aislamiento en forma tal que no se puede haceruna medicin significativa sin el uso de un circuito de guarda.

Este mtodo de prueba se describe e ilustra en los folletos deMegger A Stitch in Time y A Guide To DiagnosticInsulation Testing Above 1 kV.

Medicin de Cuatro Hilos

La prueba de cuatro hilos es el mtodo ms preciso cuandose miden circuitos por debajo de 10.00 ohmios pues estemtodo elimina los errores debido a las resistencias de cablede prueba y contacto. Este es el mtodo de prueba asociadocon los ohmimetros de baja resistencia. Las mediciones decuatro hilos de CD usan dos cables de prueba de corriente ydos de potencial. (ver Figura 11).La medicin de cuatro hilos deCD anula los errores debido a loscables de prueba y cualquier valorde resistencia de contacto en lalectura final, asegurandomediciones ms precisas.

Prueba de CD vs. CA

El asunto aqu es la seleccin deltipo correcto de corriente deprueba. Se debe usar uninstrumento de CD cuando setrate de medir la resistencia purade un circuito o aparato. Se usaun instrumento de CA paraaplicaciones tales como pruebade malla de tierra o prueba deimpedancia.

Se usa un medidor especial deimpedancia para ejecutar pruebasen bateras industriales. Se usa lapalabra impedancia para indicaruna medicin compuesta de unaresistencia y reactancia, quepuede ser ya sea un componenteinductivo o capacitivo. Estas mediciones se realizan comoparte de un programa de mantenimiento de bateras;tpicamente se usa un ohmimetro de baja resistencia paraejecutar las pruebas de verificacin de conexiones de puentes.

Los sistemas de medicin de tres o cuatro hilos de CA seusan para ejecutar pruebas en mallas de puesta a tierracon frecuencias especiales que excluyen errores de medicinde corrientes a tierra de 50/60 Hz. El uso de CA evita que lacorriente de prueba polarice los iones en el suelo, cambiandoas las condiciones y por ende los valores medidos. Esta esun rea de inters para los campos de distribucin depotencia elctrica y telecomunicaciones. Se requiere la rutade baja resistencia a tierra para mantener el potencial delalambre de puesta a tierra al potencial de tierra. Elcomportamiento elctrico del sistema de potencia minimizalos peligros de choque pues est disponible una ruta a tierrapara la energa de descargas atmosfricas y otras tensionesestticas que puedan afectar el sistema de control depotencia. Las mismas condiciones corresponden a sistemastelefnicos pues las puestas a tierra de alta resistenciapueden provocar ruido excesivo en las rutas de voz y datos.Vea por favor el folleto de Megger Getting Down to Earthpara ms informacin de la prueba de resistencia de tierra.Ambas industrias mencionadas requieren no solamentemallas de tierra de baja resistencia, sino tambin ligadurasde CA/CD de baja resistencia entre la malla de puesta atierra y los circuitos activos.

Figura 10: Seleccin de Tcnica Optima de Medidas

Seleccin de Corriente

Dependiendo del instrumento escogido, la seleccin decorriente puede ser manual o automtica. El operador debeseleccionar la corriente ms alta adecuada para la prueba,para proporcionar la mejor relacin seal a ruido para lamedicin. En instrumentos que ofrecen niveles de corrienteen exceso de 10 A, se requiere tener cuidado para minimizarcualquier calentamiento de la muestra que podra causar pors mismo que cambie la resistencia de la muestra.


Cmo Opera un Ohmimetro de Baja Resistencia?

Un ohmimetro de baja resistencia usa dos circuitos internosde medicin. La fuente inyecta una corriente en la muestrade prueba a travs de dos cables, usualmente identificadoscomo C1 y C2, y se mide la magnitud de la corriente.Concurrentemente, dos puntas de prueba (denominadasnormalmente P1 y P2), miden el potencial a travs de lamuestra. El instrumento entonces hace clculos internos paradeterminar la resistencia de la muestra de prueba.

Porqu este enfoque resulta en una medicin que esindependiente de la resistencia de los cables de prueba y decontacto?

Hemos representado el circuito completo de medicin en laFigura 12. La corriente se inyecta dentro del aparato bajoprueba a travs de los cables de prueba C1 y C2. La corrienteque circula ser dependiente de la resistencia total de estelazo y la potencia disponible para hacer circular la corriente atravs de esa resistencia. Puesto que se mide esta corriente, yeste valor medido se usa en clculos subsecuentes, laresistencia del lazo, incluyendo la resistencia de contacto delos contactos C1 y C2 y la resistencia de los cables de pruebaC1 y C2, no tienen efecto en el resultado final.

De la Ley de Ohm, si hacemos circular una corriente a travsde una resistencia, generaremos una tensin a travs de lamisma. La tensin se detecta con las puntas de prueba P1 yP2. El voltmetro al que estn conectadas internamente estaspuntas de prueba tiene alta impedancia, lo cual evita quecircule corriente en esta red de potencial. Puesto que nocircula corriente, la resistencia de contacto de los contactosP1 y P2 no produce tensin y por lo tanto no afecta ladiferencia de potencial (tensin) detectada por las puntas deprueba. Adems, puesto que no circula corriente a travs delos cables de prueba P, su resistencia no hace efecto.

Una entrada de alta corriente es una de las caractersticas quecalifican un verdadero ohmimetro de baja resistencia. Losmultmetros genricos no suministran suficiente corrientepara dar una indicacin confiable de las capacidades deconduccin de corriente de juntas, soldaduras, ligaduras ysimilares bajo condiciones reales de operacin. Al mismotiempo, se requiere una pequea tensin puesto que lasmediciones se hacen tpicamente en el extremo inferior delespectro de resistencia. Unicamente la cada de tensin atravs de la resistencia medida es crtica, y se mide a nivel demili-voltios.

Los instrumentos buenos alertan al operador de condicionesde circuito abierto en los cables de prueba, mientras queunos pocos modelos tienen seleccin automtica de rango.

Figura 12: Diagrama de Operacin Bsica

Figura 11: Ejemplo Simplificado de Medicin de 4 Cables


Los instrumentos diseados para prueba de interruptores decircuito, tienen caractersticas de corriente mucho ms altasy el operador debe tener cuidado cuando ajuste el nivel decorriente de prueba. Los instrumentos diseadosespecficamente para prueba de transformador tienen unnivel especial de potencia de alta tensin al inicio de laprueba para saturar el arrollamiento. Estas unidades luegoconmutan a un modo de corriente constante ms baja paramedir el arrollamiento en el transformador.

Seleccin de Puntas de Prueba y Cables de Prueba

Los cables de prueba de potencial y corriente se conectan porseparado o a una punta de prueba. Cuando se usan puntasde prueba, la conexin de potencial se identifica con P.Las conexiones se ponen en contacto con la muestra enforma tal que los contactos o cables identificados con P seubican enfrentndose. Los contactos de corriente se ubicanentonces fuera o lejos de las conexiones de potencial. Estoprovoca que circule la corriente con una densidad decorriente ms uniforme a travs de la muestra que se estmidiendo.

Para la prueba ms rigurosa, se usan cables de pruebaseparados y las conexiones de corriente se ubican lejos de lasconexiones de potencial con una distancia que es 112 vecesla circunferencia de la muestra que se est midiendo. Lanorma ASTM B193-65 proporciona pautas para hacer unamedicin que establecer la densidad de corriente uniforme.Esta norma sugiere separar las puntas de prueba de corrientede las de potencial 112 veces el permetro de la seccintransversal de la muestra de prueba. La Figura 13 muestrauna prueba que se est ejecutando segn la norma a unamuestra de prueba cilndrica.

El uso de puntas de prueba, pinzas Kelvin o grapas Ccumplir con la mayora de los requerimientos de campopuesto que el operador estar haciendo medicionesrepetitivas bajo las mismas condiciones. Las partes agudas dela punta de prueba deben dejar una marca en la muestrapara pruebas futuras. En algunas situaciones, una plumamarcadora puede indicar el rea de prueba y las posicionesde las puntas de prueba se identificarn con las muescas delas mismas.

Estn disponibles cables con varias longitudes para cumplircon los requerimientos de diferentes aplicaciones de campo.Se seleccionan cables de prueba separados de corriente y depotencial con pinzas para conectar a la muestra de prueba.Las puntas de prueba de resorte helicoidal tienen ambosprobadores, de potencial y de corriente en la misma punta deprueba. La identificacin P en la punta de prueba identificala posicin sobre la muestra en la cual se est tomando lamedicin. Este arreglo de punta de prueba proporciona unmtodo prctico cuando se hacen mediciones repetitivas(ideal cuando se prueben conexiones de puentes en sistemasde suministros de bateras de UPS).

Las pinzas Kelvin y las grapas-C tienen las conexiones decorriente y de potencial separadas 180 entre s,proporcionando conexiones separadas de corriente y depotencial. El tamao de la conexin terminal determina cualseleccionar. Ver la Figura 14 para las diferentesconfiguraciones de puntas/cables de prueba.

Nota: El orden de conexin de las pinzas de potencial ycorriente no es importante. Sin embargo, nunca conecte lapinza de potencial a la pinza de corriente pues esto provocarun error en la medicin debido a la cada de potencial en lainterfaz de conexin de corriente a la muestra.

Prueba de Rango Bajo

Cuando se est midiendo en el borde extremo de precisin ysensibilidad, factores que podran ser muy pequeos paratener consecuencias en pruebas convencionales, se vuelvensignificantes. En pruebas de baja resistencia, emfs (fuerzaselectromotrices) trmicas pueden producir gradientes detensiones a travs de la muestra de prueba. Aunquenicamente son a nivel de mili-voltios, y de pequea oninguna influencia en pruebas comunes de multmetro, estaspueden provocar fluctuaciones de varios dgitos. Talinestabilidad entorpece el proceso de una medicin de altaprecisin. Adicionalmente, la interferencia de corriente alternase puede inducir por campos elctricos o magnticoscercanos, o por la presencia de carga flotante en sistemas debateras de reserva, o a travs de seccionadores con fugas,desbalance elctrico y as sucesivamente.

Figura 13: Norma ASTM B193-65


Este problema se supera fcilmente, sin embargo, tomandolecturas con polaridad hacia adelante e inversa y luegopromedindolas. Algunos modelos consiguen esto con unconmutador de inversin operado manualmente, mientrasotros ejecutan las dos mediciones automticamente,desplegando entonces la lectura promedio. Si se deseanmediciones unidireccionales para ahorrar tiempo (como alprobar puentes de bateras), el probador debe tener unafuncin de anulacin. Otra tcnica sofisticada mideautomticamente la magnitud y pendiente de emfs trmicasy las resta de la lectura desplegada.

Prueba en Muestras de Desenergizadas

Como medida general de seguridad, la prueba normal debeejecutarse siempre en muestras des-energizadas. Se requierede entrenamiento y equipos especiales para ejecutar pruebasen circuitos energizados. Estn diseados circuitos de entradacon fusible interno dentro de unos pocos instrumentos queprotegern a los mismos si se los conecta inadvertidamente auna muestra de prueba energizada. La baja impedancia deentrada de la fuente de corriente interna en los instrumentosen general se convierte en un fregadero deseoso de corrientecuando se conecta a travs de un circuito vivo.

TIPOS DE PROBADORES/COMO ESCOGER

Mili-Ohmimetros

Como su nombre lo indica, un mili-ohmimetro es menossensitivo que un micro-ohmimetro, con capacidad demedicin en mili-ohmios en lugar de un rango de micro-ohmios (resolucin mnima de 0.01 mili-ohmios). Este tipo deinstrumento se usa normalmente para verificacin de circuitosen general y componentes. Los mili-ohmimetros ademstienden a ser menos costosos que los micro-ohmimetros,hacindolos una buena opcin si la sensibilidad y resolucinde medicin no son crticas. La mxima corriente de prueba estpicamente menor que dos amperios y tan baja como 0.2 A.

Micro-Ohmimetro 10 A

El micro-ohmimetro porttil para campo con una corrientemxima de prueba de 10 A, es el instrumento caballo debatalla para la mayora de los operadores debido a que cubrela mayora de las aplicaciones de campo. La salida de 10 A nosolamente proporciona una corriente de prueba confortable y adecuada a travs de la muestra de prueba para hacermediciones, sino que permite adems un peso reducido ymejorada operacin de la batera.

El mejor micro-ohmimetro de 10A ofrece mediciones desde0.1 micro-ohmios a 2000 ohmios con la mejor resolucin de0.1 micro-ohmios en el extremo bajo del rango y precisin de0.2%, 0.2 micro-ohmios. En algunos instrumentos, sepueden seleccionar diferentes modos de medicin lo cual sirvea diferentes tipos de condiciones de prueba. Los modos demedicin podran inclur prueba manual, automtica ocontinua, o una prueba de alta potencia para arrollamientosgrandes.

La siguiente es una lista seleccionada de aplicaciones demedicin de resistencia de CD para ohmimetros de 10 A.

Resistencia de contactos de seccionadores e interruptores

Juntas de barras y cables

Ligaduras de estructura de aviones y circuitos de control de esttica

Integridad de juntas de soldadura

Conexiones de puentes entre celdas en sistemas de bateras

Componentes resistivos (control de calidad)

Resistencia de transformadores pequeos y arrollamiento demotores

Ligaduras de rieles y tuberas

Resistencia de soldaduras de aleacin de metales y fusibles

Electrodos de grafito y otros compuestos

Resistencia de alambres y cables

Ligadura de antenas transmisoras y conductor contra descargas atmosfricas

Micro-ohmimetro de 100+ A

De acuerdo a la norma IEC62271-100, la prueba deresistencia de contacto de interruptores de circuito dealta tensin de CA, demanda una corriente de pruebacon cualquier valor conveniente entre 50 A y lacorriente normal nominal. La norma ANSI C37.09especifica que la corriente de prueba deber ser mnimode 100 A. La mayora de las empresas de serviciopblico prefieren probar a corrientes ms altas, puescreen que son ms representativas de las condicionesde trabajo.

Figura 14: Configuraciones de Puntas/Cables de Prueba


Estn disponibles micro-ohmimetros porttiles para elcampo que pueden suministrar cualquier valor entre 100 Ahasta 600 A (sujeto a la resistencia de la carga y tensin dealimentacin). Los mejores instrumentos tienen resolucin demedicin de 0.1 micro-ohmios y ofrecen corriente variable deprueba para satisfacer un amplio rango de aplicaciones.Probando a 10 A y luego a una corriente ms alta, eloperador puede entender mejor los requerimientos demantenimiento del interruptor de circuito.

Adicionalmente a los interruptores de circuito, las empresasde servicio pblico de electricidad y empresas de pruebas,usan micro-ohmimetros de corrientes ms altas en otrosaparatos de alta tensin, incluyendo:

Cables

Juntas de cables

Soldaduras

Barras

Tableros en general

Los operadores que usan un ohmimetro de 100+ A debenestar al tanto de ciertos asuntos tcnicos relacionados con laprueba a corrientes altas. Algunos operadores han indicadoque ejecutan una prueba a 10 A y luego observan lecturasmejoradas de resistencia con corrientes de prueba de 100+A.Esta diferencia en el aumento de mediciones motiva lapregunta de si existe la necesidad de mantenimientoadicional. Una lectura estricta de la Ley de Ohm no indica lanecesidad de corrientes ms altas para ejecutar la medicin.En la ecuacin R = V/I, no se define la magnitud de lacorriente. Es esta una situacin donde la corriente alta estsacando contaminantes fuera de los contactos, y al mismotiempo soldando los contactos entre s? El operador debeestar al tanto de que puede estar enmascarando un problemapotencial en un sistema de distribucin de potencia yevitando mantenimiento necesario.

Los operadores deben conocer que los medidores decorrientes altas son para usarlos a corrientes altas. Suprecisin se puede reducir considerablemente a corrientesbajas, particularmente cuando miden resistencias pequeas.

Ohmimetro para Transformador

El ohmimetro para transformador est diseadoespecficamente para problemas que se encuentran en medirlos arrollamientos y cambiadores de derivaciones detransformadores (discutidos con mayor detalle en elapndice). Algunos instrumentos incluyen medidores doblescon controles independientes de rango en forma tal que sepuedan medir al mismo tiempo los arrollamientos delprimario (alta resistencia) y secundario (baja resistencia) de untransfomador.

El ohmimetro para transformador es un aparato multi-corriente, tiene resolucin de medicin de 1 micro-ohmio y seusa en pruebas de fbrica y para verificacin de operacin enel campo.

La operacin del ohmimetro para transformador se mejoraalgunas veces conectando la corriente de prueba a travs deambos arrollamientos con polaridad opuesta, proporcionandoas el tiempo de prueba ms rpido (se minimiza laimpedancia mutua entre arrollamientos). Esta operacin deconexin de corriente se usa en transformadores estrella-estrella, estrella-delta y delta-delta. La capacidad de medirarrollamientos primarios y secundarios al mismo tiempo,acelera adems el tiempo de prueba.

La fuente de poder se disea a menudo para suministrar laenerga para saturar el arrollamiento y proporcionar entoncesun nivel estable de corriente de prueba. El equipo de pruebadebe ser capaz tambin de probar los arrollamientos yresistencia de contacto en cambiadores de derivaciones concontactos make-before-break (contacto antes de abrir) yreguladores de tensin. Los cambiadores de derivaciones sonla parte ms vulnerable del transformador y enfrentan msfallas y apagones que cualquier otro componente. Se requierela prueba frecuente para asegurar una operacin apropiada yconfiable.

El ohmimetro para transformador se usa para:

Verificar lecturas de prueba en fbrica.

Ayudar a localizar la presencia de defectos en transfor-madores, tales como conexiones sueltas.

Chequear la operacin make-before-break en cambiadoresde derivacin bajo carga.

Ejecutar pruebas a valor nominal para determinar loscambios internos de temperatura a travs de la resistenciade arrollamiento, que ocurren bajo condiciones decorriente nominal. (Ver la tabla para Cobre Relacin Temperatura/Resistenciaen la siguiente pgina.)

Mtodos adicionales de prueba de campo se muestran enel apndice.

Micro-Ohmimetro Lab

Los micro-ohmimetros estilo lab estn diseados para medirresistencia de componentes y usa pulsos bajos de corriente(0.01 A 1 A), con rangos de 199.9 micro-ohmios a 1999ohmios. Los pulsos (+) y (-) permiten al medidor eliminarerrores debido a emf trmicas a travs de la muestra deprueba. Este tipo de instrumentos no son para medir circuitosinductivos. Debido a la baja corriente de prueba, laoperacin en el campo es limitada pues la condicin seal aruido reducir la sensibilidad de la medicin.

Cobre Relacin Temperatura/Resistencia

Temp. Temp. Resistencia CambioF C Porcentual

-40 -40 764.2 -23.6%

32 0 921.5 -7.8%

68 20 1000.0 0.0%

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 1334.0 +33.4%

R(fin de prueba)/R(comienzo de prueba)= (234.5 + T(fin de prueba))/(234.5 + T(comienzo de prueba)

Tendencia

Adicionalmente a comparar mediciones efectuadas con unohmimetro de baja resistencia, contra algunas normas pre-establecidas (prueba puntual), los resultados se deben grabary hacerles seguimiento contra mediciones pasadas y futuras.El registro de mediciones en formularios estndar con losdatos registrados en una base de datos central, mejorar laeficiencia de una operacin de prueba. El operador puederevisar datos de pruebas anteriores y entonces se puedendeterminar las condiciones en sitio.

El desarrollo de una tendencia de lecturas ayuda al operadora predecir mejor cuando una junta, soldadura, conexin uotro componente se volver inseguro y hacer la correccin ocorrecciones necesarias. Recuerde que la degradacin puedeser un proceso lento. Los equipos elctricos enfrentanoperaciones mecnicas o ciclos trmicos que pueden fatigarlos cables, contactos y conexiones de ligaduras.Adicionalmente, estos componentes pueden tambinexponerse a ataques qumicos ya sea de la atmsfera osituaciones creadas por el hombre. La prueba peridica ygrabacin de los resultados, proporciona una base de datosde valores que se pueden usar para desarrollar tendencias deresistencia.

Nota: Cuando se tomen lecturas peridicas, el operadordebe conectar siempre los cables de prueba en el mismolugar sobre la muestra de prueba para asegurarcondiciones similares de prueba.


EVALUACION/INTERPRETACION DE RESULTADOS

Repetitividad

Un ohmimetro de baja resistencia de buena calidad,proporcionar lecturas repetibles dentro de lasespecificaciones de precisin del instrumento. Unaespecificacin tpica de precisin es 0.2% de la lectura, 2lsd (dgito menos significante). Para una lectura de 1500.0,esta especificacin de precisin permite una variacin de 3.2(0.2% x 1500 = 3; 2 lsd = 0.2).

Adicionalmente, el coeficiente de temperatura debe incluirsedentro de la lectura si la temperatura ambiente se desva dela temperatura estndar de calibracin.

Expectativas para Lecturas Puntuales/Base

Las lecturas puntuales pueden ser muy importantes paraentender la condicin de un sistema elctrico. El operadordebe tener alguna idea del nivel esperado de la medicin enbase de la hoja de datos del sistema o de la placa decaractersticas del suministrador. Usando esta informacincomo lnea base se pueden identificar y analizar lasvariaciones. Se puede hacer adems una comparacin condatos colectados en equipos similares.

Como se observa, la hoja de datos o placa de caractersticasde un aparato, debe incluir los datos elctricos relevantespara su operacin. Los requerimientos de tensin, corriente ypotencia se pueden usar para estimar la resistencia de uncircuito y las especificaciones de operacin se pueden usarpara determinar el cambio permitido en un aparato (porejemplo, con los puentes de bateras, las resistencias deconexin pueden cambiar con el tiempo). Varias normasnacionales de materiales proporcionan una gua para ciclosperidicos de pruebas.

La temperatura del aparato tendr una fuerte influencia en lalectura esperada. Como ejemplo, los datos colectados de unmotor caliente sern diferentes de las lecturas en frotomadas al momento de la instalacin. Segn se calienta elmotor, aumentarn las lecturas de resistencia. La resistenciade arrollamientos de cobre responde a cambios en latemperatura basados en la naturaleza bsica del cobre comomaterial. En el apndice se cubre una revisin ms detalladade los efectos de temperatura. Usando los datos de placa decaractersticas para un motor, se puede estimar el porcentajede cambio esperado en resistencia debido a la temperaturausando la tabla mostrada a la derecha para arrollamientos decobre, o la ecuacin en la cual se basa.

Diferentes materiales tendrn coeficientes diferentes detemperatura. Como resultado, la ecuacin de correccin detemperatura variar dependiendo del material que se estprobando.


A continuacin se dan varios ejemplos de cmo puede ayudarla tendencia al operador a tomar decisiones de mantenimientocon mejor informacin:

Interruptores de Circuito

Como se indic previamente, el desgaste natural mecnico delos contactos de un interruptor de circuito que reduce el reade contacto de los mismos, combinado con chispas y/o arco,incrementar la resistencia a travs de las conexiones detrabajo. Esta condicin producir calor que puede reducir laefectividad del interruptor de circuito. Las medicionesperidicas mostrarn la tasa de incremento del valor deresistencia de contacto. Cuando estos valores se comparancon la especificacin original del fabricante, se puede tomaruna decisin para continuar o reparar. Haciendo elseguimiento de la tendencia de las lecturas, el operadorobtendr una idea de cuando se debe sacar de servicio elinterruptor de circuito antes de que sufra daos.

Sistemas de Respaldo con Bateras de Reserva

La interfaz entre los terminales y los puentes en sistemas derespaldo con bateras est sujeta a ataques qumicos de laatmsfera cida, cambios trmicos debido a los corrientes decarga y descarga y esfuerzos mecnicos debido a vibracin.Cada uno de estos factores pueden provocar que se degradela resistencia de las ligaduras, resultando en un incendiopotencial a una descarga crtica de potencia (debido a laatmsfera de gas hidrgeno). Los sistemas de baterasrequieren de una atencin diligente puesto que las baterasde reemplazo son costosas y no estn en stock. Unasituacin de falla puede resultar en que un sistema debateras quede fuera de servicio durante varias semanas. Lasmediciones peridicas de la resistencia de puentesidentificarn aquellas conexiones de ligaduras que se handegradado desde la ltima prueba y se pueden planificaracciones correctivas.

Nota: Cuando las conexiones tienenmediciones de resistencia ms altas quelas normales, el operador no debereajustar los pernos, puesto que estosobre esforzar la conexin de cablessuaves. El sobre ajuste no cura elproblema. El procedimiento adecuadoes desarmar los puentes, limpiar yengrasar y luego reconectar con lospernos ajustados segn el nivel detorque del suministrador. Todas lasconexiones se deben balancear dentrode una tolerancia pequea de 10 a20%.

En estos y muchos otros sistemas, laprdida de tiempo para reparar equiposdefectuosos puede ser pequea

comparada con el costo de tener equipo fuera de serviciodurante semanas. Las pruebas peridicas pueden evitarmuchos problemas. El analizar los datos contra resultadosanteriores y normas razonables, permite al operadorseleccionar el momento en que se debe hacer trabajocorrectivo.

El valor de un sistema est en su capacidad para ejecutarcuando se lo demanda. Est establecido que las operacionesen muchos sistemas estn disponibles en el momento en quese avise. Cuando un elemento queda fuera de servicio, sepierde produccin y se desperdicia tiempo haciendoreparaciones de emergencia. Tomando y analizandomediciones peridicas de baja resistencia se ahorra dinero alas compaas ayudando a identificar problemas antes de questos resulten en fallas catastrficas.

El ejemplo prctico mostrado en la Figura 15 indica comohaciendo tendencia de mediciones de baja resistencia hechasperidicamente, se proporciona informacin crtica aloperador. Cuando se hacen mediciones de baja resistencia encables trenzados de robot de soldadura de punto #23, eloperador est obteniendo datos para estimar cuando lafatiga del conductor de corriente degradar la calidad delpunto de soldadura. Los datos de prueba se inician con lasespecificaciones de alambre del fabricante. Se hadeterminado que es aceptable un incremento de resistenciade hasta el 10%. En este caso, las mediciones se efectandespus de un nmero especificado de operaciones desoldadura. Cuando se grafiquen estos datos, observe la tasade cambio segn las lecturas se acerquen al fin de vida delcable trenzado (ver la Figura 15). El factor crtico podra ser laexposicin a largo plazo a solventes qumicos. En otrasoperaciones el factor crtico es tiempo cuando se ejecutenpruebas estacionales o en un nmero especificado de das.

Figura 15: Anlisis de Tendencia de las Lecturas de Baja Resistencia


APENDICES

Fuentes Potenciales de Error / Asegurando la Calidad delos Resultados

El operador puede comprometer las mediciones de bajaresistencia si se selecciona un equipo incorrecto de prueba ono se determina y anota en la hoja de datos de prueba latemperatura en el sitio de prueba. Antes de la prueba puedeser crtica la preparacin de la superficie. Se deben removercostras pesadas y recubrimientos de xido para exponer unasuperficie limpia y asegurar una buena conexin de corriente.

Cable/Puntas de Prueba

Una especificacin de instrumento debe tener una listarecomendada de cables de prueba adecuados. El operadorsiempre debe verificar que se estn usando los cables deprueba correctos pues los mismos pueden parecer igualespero tienen resistencias diferentes, que pueden limitar lacorriente mxima que puede producir el instrumento.

No use alambre de extensin de termocupla en lugar decables de prueba de cobre puesto que la diferencia demateriales producir datos errticos que cambiarn segncambie la temperatura del sitio con las estaciones.

La seleccin de las puntas de prueba tambin es crtica. Laspruebas de alta corriente requieren conexiones seguras a lasuperficie de trabajo debido a que una resistencia alta en elpunto de contacto puede limitar el nivel esperado decorriente de prueba, provocando una pobre relacin seal aruido, con resultados errticos. El uso de puntas de pruebainadecuadas para la aplicacin particular puede conducir aresultados no confiables.

En todos los casos las pruebas se ejecutan con inyeccin decorriente y mediciones de potencial hechas en ubicacionesdiferentes sobre el componente. Las pinzas de prueba depotencial nunca se deben conectar a la conexin de corrientepues la cada de tensin en la interfaz de corriente seagregar a la medicin de potencial y produce un error en lalectura. La conexin ideal de corriente inyecta corrientesobre la posicin de la medicin de potencial. Cuando estos

Figura 16: Colocacin Correcta e Incorrecta de las Puntas de Prueba

Figura 17: Estilos Bsicos de Puntas de Prueba

puntos estn cercanos entre s, se usan las Pinzas Kelvin ograpas-C, inyectando corriente a 180 desde la conexin depotencial (ver Figura16).

Las puntas de prueba estn disponibles en cinco estilosbsicos; cada uno diseado para atender situacionesespecficas de campo y/o aplicacin. La Figura 17 muestraalgunos de los diferentes estilos.

Punto Fijo: Son las puntas de prueba ms livianas y econmicas.

Pinzas Kelvin: Tienen terminales espada en el extremo exteriory pinzas cocodrilo con mandbulas aisladas enchapadas conplata u oro.

Puntas de Resorte Lineal: Diseadas con puntas de resorteque se empotran dentro del cuerpo para permitir desnivelesde la superficie. Estn diseadas para superficies limpias puesno tienen accin cortadora para permitirles agarrar a travsde la contaminacin de la superficie.

Puntas de Resorte Helicoidal: Las puntas rotan y se comprimendentro del cuerpo de las mismas, permitiendo atravesarcualquier grasa o pelcula de la superficie, asegurando unamedicin precisa. Adicionamente, estas puntas de pruebadejarn una marca en la superficie de prueba para identificarlos puntos donde se ejecut la prueba. Se debe tener cuidadocuando se usen estas puntas de prueba si la superficie acontactar es sensible a puntos de presin.

Grapas-C: La corriente pasa a travs de la grapa-C y el pernoroscado mientras el potencial pasa a travs de una quijada decuatro puntos aislada del metal de la grapa.

Los cables de prueba se acoplan a medidores operados porbatera para asegurar que se suministrar el nivel nominal decorriente de prueba a la muestra de prueba.

Finalmente, las puntas de prueba estn diseadas para hacerconexiones elctricas con la muestra de prueba. Su intencinno es limpiar superficies, romper estao, etc.


Declaracin de Precisin

Los ohmimetros de baja resitencia de calidad mostrarn sudeclaracin de precisin como X.X% de lectura, X lsd.Tenga cuidado con precisiones de instrumentos declaradascomo porcentaje de rango en lugar de porcentaje de lectura.Si bien estas declaraciones de precisin pueden lucir iguales,la medicin hecha con un instrumento con precisin de (% ofrange) proporcionara lecturas menos precisas.

La resolucin de la lectura de un instrumento es tpicamentela mitad del dgito menos significante (lsd) anotado en ladeclaracin de precisin. La magnitud del lsd influenciar larepetitividad de la medicin. Un valor grande de lsd se debe ala baja sensibilidad del instrumento, agregando un erroradicional a la medicin.

Verifique el coeficiente de temperatura del instrumentoseleccionado. El coeficiente de temperatura (% de lectura porgrado) se multiplica por la diferencia de la temperatura delsitio y la temperatura calibrada del instrumento e influenciarla precisin de mediciones en el campo. Un instrumento queincluye una nota de precisin de +0.2%/ C no se debe usaren el campo, pues su mejor utilizacin sera en un laboratoriocon un ambiente constante.

El operador debe estar al tanto de todas estas caractersticascuando seleccione el instrumento de prueba.

Interferencia

Un campo elctrico fuerte, enlace de flujo desde un circuitode corriente alta o tensin inducida desde un conductor dealta tensin, pueden provocar interferencia en el sitio deprueba. Adicionalmente, corrientes a tierra pueden inducirruido en un conductor. La Interferencia puede reducir lasensibilidad y producir lecturas inestables. Un instrumentocon bajo rechazo de ruido o atenuacin de zumbido, puedeser estable cuando pruebe en el banco pero errtico encondiciones selectivas de campo. La electrnica modernapuede detectar el nivel de ruido y algunos instrumentos lausan para indicar cuanto est presente un ruido excesivo parahacer una medicin vlida.

Suministro de la Corriente de Prueba Declarada Bajo Carga

Los ohmimetros digitales de baja resistencia, operados conbatera, tienen diferentes corrientes de prueba dependiendodel rango seleccionado. El rango ms bajo de resistencia tieneel nivel ms alto de corriente y segn se incrementa el rangola corriente disminuir. (Segn se incrementa el rango en unfactor de 10, la corriente de prueba disminuir con un factorde 10). Esta caracterstica permite un balance efectivo entrepeso y funcionalidad.

La corriente de salida suministrada por el instrumento no escrtica, puesto que el instrumento estar midiendo la corrientede prueba real en el momento de la prueba. Sin embargo, elinstrumento debe ser capaz de suministrar suficiente corrientepara producir una seal clara en la presencia de ruido tpico.Un instrumento tpico puede tener una tolerancia de 10% a20% sobre la mxima capacidad de corriente. Pero, para haceruna buena medicin de potencial, la corriente debe estarestable. El factor crtico para la medicin es la medicin detensin a traves de cables de potencial (Ley de Ohm; R = V/I).

La nica rea de prueba donde la corriente de prueba escrtica es en un transformador debido a las caractersticasmagnticas del arrollamiento. Se necesita suficiente corrientepara saturar el arrollamiento, y luego se usa una corrienteconstante ms baja para hacer la medicin.

Mediciones en un Plano Estable

Una muestra de prueba des-energizada proporciona unaplataforma estable en la cual hacer la medicin. Los circuitosvivos pueden producir una plataforma inestable de prueba.Un ejemplo de lo timo es la prueba de puentes de baterasen un sistema UPS. Las corrientes de carga y/o descargapueden inducir ruido a travs de los puentes de batera quese estn midiendo, y al mismo tiempo provocar que seincrementen los valores de resistencia (debido acalentamiento del puente y sus conexiones). Cuando secolecten datos, el operador debe definir las condiciones deprueba. Como se indic previamente, la temperatura puedetener una influencia significante en cualquier medicin que sehaga. El operador debe anotar la temperatura y documentarcualquier equipo elctrico que est en operacin en el reade prueba.

Resistividad de Material

Los conductores de iguales dimensiones tienen resistenciasdiferentes si estn fabricados de materiales diferentes, debidoal nmero variable de electrones libres en substanciasvariables. Nosotros consideramos estas diferencias con eltrmino resistividad, que es la resistencia de una muestra delmaterial que tiene dimensiones con valores unitariosespecificados. Mientras que los cientficos tienden aconsiderar cubos de material como el estndar de medicin(cubo de un centmetro o cubo de una pulgada), losconductores tienden a ser circulares, haciendo importante unestndar circular para usos prcticos. La resistividad de unmaterial se define en milsimos de ohmios-circular por pi;esto es, la resistencia (en ohmios) de una pieza de material deun pi de longitud y un milsimo circular de seccin. Esto sedefine a una temperatura de 20 C/68 F.

Coeficientes de Temperatura de Resistencia

Material Por C Por F

Aluminio 0.0038 0.0021

Carbono (0-1850 C) -0.00025 -0.00014

Constantn (0-100 C) Insignificante Insignificante

Cobre (a 20 C) 0.00393 0.00218

Hierro 0.0050 0.0028

Plomo 0.0043 0.0024

Manganina (0-100 C) Insignificante Insignificante

Mercurio 0.00090 0.00050

Platino 0.0038 0.0021

Plata 0.0040 0.0021

Tungsteno 0.0045 0.0025

Cinc 0.0037 0.0021

La siguiente tabla muestra las resistividades para algunosmaterialesiv conductores:

En la mayora de las aplicaciones de campo, el operadordeterminar la conveniencia de una medicin de campocontra una especificacin pre-seleccionada. En la mayora delos casos, estas especificaciones han sido generadas de lasiguiente frmula (a 20 C/68 F): R = L/A

Donde:

= resistividad del material en ohmios-CM por pi.

L = distancia entre dos puntos en el material, en pies.

A = area de la seccin transversal medida en milsimoscirculares.

Efecto de la Temperatura en los Valores de Resistencia Medidos

Las mediciones de resistencia son dependientes de latemperatura. Si los datos originales se leyeron a unatemperatura, pero pruebas posteriores se ejecutaron a otrastemperaturas, se requieren estos datos de temperatura paradeterminar la conveniencia de las mediciones. No todos losmateriales reaccionan a la temperatura en el mismo grado.Aluminio, acero, cobre y grafito, tienen coeficientesespecficos de temperatura que afectarn el grado decambios que pueden presentarse con la temperatura en elsitio de la medicin.


Las mediciones de baja resistencia dependen del operadorque conduce las pruebas dentro del rango de temperatura deoperacin del instrumento (el operador debe estar al tanto delas condiciones de campo). Cuando el operator observamediciones fuera de tolerancia, uno de los primeros pasos esverificar la lectura del instrumento con un derivador adecuadode calibracin.

Como se indic previamente, las mediciones de resistenciason dependientes de la temperatura. La resistencia de todoslos metales puros se incrementa cuando aumenta latemperatura. El cambio proporcional en resistencia para unmaterial especfico con un cambio unitario en temperatura sedenomina coeficiente de temperatura de resistencia para esematerial. Los coeficientes de temperatura se expresan como elincremento relativo en resistencia para el incremento de ungrado de temperatura. Mientras que la mayora de losmateriales tienen coeficientes positivos de temperatura (laresistencia se incrementa segn se incrementa latemperatura), los materiales de grafito de carbn tienencoeficientes negativos de temperatura (la resistenciadisminuye segn se incrementa la temperatura).

La siguiente tabla muestra los coeficientes de temperatura deresistencia para materialesv seleccionados.

Resistividades de Conductores

Microohmios Ohmio-CMSustancia CM Cbico Pulg. Cbica por Pie

Aluminio 2.83 1.11 17.0

Carbono (Grafito) 700 275 4210

Constantn 49 19.3 295(Cu 60%, Ni 40%)

Cobre (recocido) 1.72 0.68 10.4

Hierro (99.98% puro) 10 3.94 60.2

Plomo 22 8.66 132

Manganina 44 17.3 264(Cu 84%, Ni 4%, Mn 12%)

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

Cinc 6.1 2.4 36.7

iv Electrical Metermens Handbook; Third Edition; 1965; pgina 479v Electrical Metermens Handbook; Third Edition; 1965; pgina 480


La Figura 18 muestra las curvas temperatura-resistencia para algunos de estos materiales(basados en lecturas de lnea de base de1000 micro-ohmios a 20 C).

Cuando se hace una medicin en unmaterial especfico, el operador puedecalcular el cambio en resistencia debido aun cambio en temperatura, multiplicando laresistencia a la temperatura de referenciapor el coeficiente de temperatura deresistencia y por el cambio en temperatura.

R2-R1 = (R1)(a)(T2 T1)

Donde:

R1 = resistencia del conductor a latemperatura de referencia

R2 = Resistencia del conductor cuandose hace la medicin

T1 = temperatura de referencia

T2 = temperatura a la cual se hace la medicin

a = coeficiente de temperatura de resistencia para elmaterial que se est probando

El operador debe adems estar al tanto de las especificacionesde temperatura de operacin y almacenamiento delinstrumento que est usando para asegurar que es laadecuada para el ambiente en el cual se usar.

Efectos de la Humedad

La humedad relativa de una muestra de prueba no debeafectar la lectura de resistencia a menos que el material seahigroscpico, en cuyo caso se absorver ms humedaddentro de la muestra a humedad ms alta. Esto cambiar lascondiciones de medicin y afectar los resultadosconseguidos. Sin embargo, la mayora de los conductores sonno higroscpicos. Por lo tanto, puesto que los instrumentosse disean tpicamente con un rango de operacin de 0 a95% HR, siempre y cuando esa humedad no se estcondensando realmente en el instrumento, entonces seobtendr una lectura correcta.

Condiciones de Ruido de Fondo, Corriente y Tensin

Las mediciones de resistencia se pueden degradar portensiones estticas y corrientes de rizo (ruido elctrico)impresas en la muestra de prueba. El operador debe estar altanto del nivel de rechazo de ruido en el instrumento que seest usando. El cambiar a un modelo diferente puede ayudaral operador a hacer mediciones en sitios de pruebas difciles.

La magnitud de la corriente de prueba usada por elinstrumento afectar la capacidad de rechazo de ruido de eseinstrumento. Una corriente de prueba de 10 A proporcionarun rechazo de ruido mejor que una corriente de prueba de0.1 A. Tenga conciencia que corrientes excesivas de pruebapueden cambiar o daar la muestra de prueba debido acalentamiento (W = I2R). Si se usan 100 A en lugar de 10 A,la muestra experimentar 100 veces el calor de la corriente deprueba ms baja.

La tensin de circuito abierto en la mayora de losohmimetros de baja resistencia es baja. Cuando se hacenmediciones en arrollamientos de transformadores, se requierepotencial adicional para saturar el arrollamiento y permitirque el medidor se estabilice ms rpidamente. Losinstrumentos diseados para este tipo de aplicacin tienenuna tensin de circuito abierto ms alta (en el rango de 30VCD) para suministrar la energa necesaria para saturar elarrollamiento. Luego se usa un modo de operacin decorriente constante para ejecutar la medicin de resistencia.

Use y Mal Uso de Ohmimetros de Baja Resistencia

La operacin efectiva de un ohmimetro de baja resistenciadepende de que el operador use los cables correctos deprueba. Los instrumentos operados con batera estndiseados para una resistencia especfica de cables, basada enla vida operacional de la secuencia de prueba. Los cablesespecificados permiten el consumo de una corriente razonabledesde la fuente de poder para el ciclo de prueba. Si se usancables con una resistencia ms alta, la corriente usada para laprueba puede ser menor que la que requiere el medidor,causando un problema potencial de seal a ruido que puedereducir la precisin y/o repetitividad de la medicin.

Figura 18: Curvas de Temperatura/Resistencia para Hierro, Cobre y Carbono

de 10 A y 100 A del DLRO, incluyendo el diseo de una cajapara algunas versiones que simplificaron el proceso de pruebay un modelo de rango extendido.

Este estilo de instrumento sirvi bien a la industria durantevarios aos, y las varias versiones continuan ayudando a losusuarios finales a resolver problemas. Sin embargo, latecnologa de electrnica y bateras, ha avanzado a un puntodonde se hicieron un nmero considerable de mejoras a losdiseos de los 1970s. Los ohmimetros de baja resistenciarecientemente diseados por Megger incluyenalmacenamiento de datos y capacidad de descarga, modosadicionales de prueba, peso reducido, vida extendida de labatera, etc.

Calibracin

La calibracin de ohmimetros de baja resistencia se puedechequear en el campo usando un shunt. La calibracin seejecuta con cables de cobre individuales de corriente y depotencial, calibre 12, para asegurar la correcta distribucin decorriente a travs del derivador y una medicin precisa depotencial. Est conciente que las puntas de prueba noproporcionan un posicionamiento preciso de los cables paraverificar la calibracin del instrumento. Ellas pueden, sinembargo, usarse para determinar la calibracin relativa delinstrumento.

La siguiente tabla muestra los shunt disponibles comercialmente:

Estos shunt de calibracin cuando se usan con un Certificadode Calibracin, restreable segn National Standards, ayudanal ingeniero de servicio de campo a demostrar a un cliente laprecisin de las pruebas que se estn ejecutando.

Proteccin contra Ingreso

En alguna parte de la letra pequea (especificaciones) de lamayora de los boletines de producto de los instrumentos deprueba, est una capacidad IP, un nmero que da al operatorinformacin vital. De hecho, la capacidad IP permite aloperador conocer si una pieza de equipo de prueba esadecuado para su aplicacin y ambiente de prueba.


Si se usan cables con resistencia ms baja que la especificada,el ciclo de prueba para el instrumento ser ms corto que loanticipado. Esta situacin puede ser adecuada si el medidor seusar en un programa de pruebas con alto ruido elctrico defondo. El uso de cables especiales con apantallamiento puedeser tambin una solucin para estas situaciones de alto ruido.

Un error comn en el campo es usar un ohmimetro de bajaresistencia para probar la resistencia de una malla de puesta atierra. Esta aplicacin es incorrecta puesto que el mtodopara la malla de puesta a tierra requiere de un instrumentoque conmute la seal de prueba a una frecuencia y nivel decorriente conocidos. Un ohmimetro de baja resistenciausado en esta aplicacin proporcionar una lectura errneapuesto que la corriente de tierra tendr una influenciaindebida en la medicin. Un probador de puesta a tierraopera en esencialmente la misma manera que unohmimetro de baja resistencia, esto es, inyecta una corrientedentro de la muestra de prueba y mide la cada de tensin atravs de ella. Sin embargo, el suelo tpicamente transportanumerosas corrientes originadas de otras fuentes, tales comode la empresa de servicio pblico. Estas interferirn con lamedicin de CD que se est ejecutando con un ohmimetrode baja resistencia. El probador de puesta a tierra genuino,sin embargo, opera con una onda cuadrada definitiva de CAa una frecuencia distinta de las armnicas de la empresa deservicio pblico. De esta manera, es capaz de ejecutar unamedicin discreta, libre de la influencia del ruido.

Breve Historia del Ohmimetro de Baja Resistencia

El ohmimetro de baja resistenciavi original DUCTERTM fudesarrollado por Evershed & Vignoles (una de las compaasque evolucion dentro de Megger y el desarrollador delprimer probador de resistencia de aislamiento) en 1908 y usel movimiento de medidor de bobina cruzada que se us enel probador de resistencia de aislamiento. Este diseo inicialevolucion dentro de unidades de campo en los 1920s yrequeran de un procedimiento de nivelacin al momento dela prueba debido a la sensibilidad de la bobina (a estarnivelada). Estos modelos iniciales no viajaban bien y fueronsensibles a choque y vibracin.

Durante cincuenta aos, los ohmimetros de baja resistenciafueron unidades analgicas. En 1976, como respuesta anumerosos pedidos de nuestros clientes, la compaa JamesG. Biddle Company (que finalmente llegaron a ser Megger)desarroll e introdujo un ohmimetro de baja resistenciadigital. Esta unidad se conoci por su nombre comercial, elDLRO (una marca registrada de Megger). Finalmente, lacompaa James G. Biddle Company presento las versiones

vi Basic Electrical Measurements; Melvin B. Stout; 1950; pgina 61

Resistencia 0.25% Valor Potencia Indicadora

10.000 ohm 1.0 mA

1.0000 ohm 10 mA

0.1000 ohm 100 mA

0.0100 ohm 1 A

0.0010 ohm 10 A

0.0001 ohm 100 A


IP significa proteccin de ingreso Este es el grado enque el instrumento puede soportar la invasin de materiasextraas. El sistema de capacidad IP fu establecido por laIEC (Comisin Electrotcnica Internacional), en su norma529, y se usa como una gua para ayudar al operador aproteger la vida del instrumento. Esto puede ayudar tambinal operador a tomar una decisin de compra ms informadaasegurando que esa pieza de equipo de prueba est diseadapara trabajar en el ambiente(s) que enfrenta el usuario.

La capacidad IP comprende dos dgitos, cada uno significauna caracterstica separada. La designacin indica cuan bienest sellado el instrumento contra la invasin de materiasextraas, tanto humedad como polvo (mientras mayor es elnmero (s), mejor es el grado de proteccin). Qu le podraindicar a un comprador la capacidad tpica IP54, acerca de lascapacidades de aplicacin de un modelo? Si desea parecercompletamente conocedor, esto es IP cinco-cuatro, nocincuenta y cuatro. Cada dgito se refiere a una capacidadseparada, no entre s.

El primer dgito se refiere a ingreso de partculas, reflejando elgrado en el cual pueden ingresar objetos slidos a la caja. Unnivel 5 indica protegido contra polvo as como proteccinde invasin con un alambre por debajo de 1.0 mm. Existe solouna categora ms alta, Sellado contra polvo.

El segundo dgito se refiere a la humedad. Una capacidad4 significa resistencia a agua salpicada, cualquierdireccin. Las capacidades ms altas de 5 hasta 8 indicanchorro de agua e inmersin temporal o continua.

Como ejemplo, suponga que el instrumento bajoconsideracin se categoriz nicamente IP43. Que le diraesto al operador sobre su aplicabilidad? Podra usarseplenamente en una cantera o cementera? Difcilmente! Lacapacidad particular 4 indica objetos iguales o mayores que1 mm. Esto es una roca en comparacin con las partculasque se producen tpicamente en procesos industriales. Elpolvo flotante podra poner fuera de servicio al instrumento.

Suponga que el instrumento tiene capacidad IP42. Unacapacidad 2 de humedad indica goteo de agua. Por lo tanto,no ser resistente a roco flotante. El adquirir un instrumentopara un ambiente que excede su capacidad IP significaprobablemente que el operador necesitar otro muy pronto.Qu hay acerca de la capacidad IP40? Una capacidad dehumedad 0 significa que el instrumento no est protegidocontra ningn ingreso de lquidos.

Los grficos siguientes proprocionan una gua para variascapacidades IP y que significan ellas al operador.

Proteccin contra el Ingreso de Objetos Slidos Extraos (Primer Dgito)

Nmero Descripcin

0 Sin proteccin

1 Objetos iguales o mayores que 50 mm

2 Objetos iguales o mayores que 12.5 mm

3 Objetos iguales o mayores que 2.5 mm

4 Objetos iguales o mayores que 1 mm

5 Proteccin contra el polvo

6 Hermtico al polvo

Proteccin contra el Ingreso de Lquidos (Segundo Dgito)

Nmero Descripcin

0 Sin proteccin

1 Agua goteando verticalmente

2 Agua goteando, cerradura con inclinacin de hasta 15

3 Agua rociada, hasta un ngulo de 60 desde la vertical

4 Agua salpicada, de cualquier direccin

5 Agua en chorro, de cualquier direccin

6 Agua en chorro potente, de cualquier direccin

7 Inmersin temporal en agua

8 Inmersin continua en agua

Proteccin contra el Acceso a Partes Peligrosas (Primer Dgito)

Nmero Descripcin

0 Sin proteccin

1 Proteccin contra acceso con el dorso de la mano (50 mm)

2 Proteccin contra acceso con un dedo articulado (12 x 80 mm)

3 Proteccin contra acceso con una herramienta (2.5 mm)

4,5,6 Proteccin contra acceso con un alambre (1.0 mm)


Modos de Prueba

Los ohmimetros de baja resistencia diseados en los aos1970s y 1980s tienden a ofrecer dos modos de operacin,cada uno diseado para aplicaciones especficas. La tecnologareciente de microprocesador ha permitido que losinstrumentos ms recientes inc

guia para prueba de baja resistencia megger dlro ag sp v02

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