Durante sus actividades diarias de mediciones, pueden surgir situaciones en las que necesite conocer algo más que qué tensión o corriente está presente. En estos casos, la pinza amperimétrica estándar no será de gran utilidad. La solución puede consistir en una pinza amperimétrica de calidad eléctrica como la pinza 345 de Fluke.

El dispositivo 345 de Fluke es una combinación de pinza amperimétrica, analizador de calidad eléctrica, osciloscopio y registrador de datos, todo en uno. Esta combinación de funciones, acompañada de un filtrado digital de alta calidad, resulta ideal para el trabajo con variadores de velocidad de frecuencia variable, alumbrado de alta eficacia, y otros sistemas electrónicos con regulación conmutada de cargas.

Conceptos básicos

Por supuesto, el Fluke 345 realizará las mediciones básicas de tensión y corriente para determinar si existe algún fallo grave en el circuito de comprobación. Está homologado para utilizarse en las acometidas de servicio con una clasificación de 600 voltios CAT IV.

Medir la tensión es tan sencillo como utilizar una pinza amperimétrica: Conecte las puntas de prueba en las entradas de tensión, seleccione la tensión deseada, y podrá leer la tensión de valor eficaz. Y medir la corriente es igual de simple. Seleccione la corriente, abra la mordaza, ciérrela rodeando el cable y mida. Con el rango 2000 A y la amplia apertura de la mordaza, podrá evaluar la mayoría de los circuitos del edificio.

Asimismo, el dispositivo 345 de Fluke puede medir tanto la tensión de CA como de CC y la corriente, de forma simultánea, e identificar la magnitud de cada una de forma independiente o combinada como un verdadero valor eficaz de CA+CC. Esta característica es útil para comprobar los SAI, las baterías y las salidas, a fin de asegurarse de que los circuitos trabajan correctamente y de que las baterías están en buenas condiciones. Un componente de tensión CC en la salida de un SAI, o incluso una frecuencia ajustable en un variador de velocidad pueden ser indicadores precoces de una avería inminente. Por ejemplo, la asimetría en la forma de onda provocará un componente de tensión de CC aparente y puede indicar fallos inminentes en el sistema electrónico de salida del sistema.

Vista de la forma de onda

El mundo funciona con tensión CA, ya sea en casa, en el centro comercial, en el hospital, en la fábrica o en complejos industriales. A veces, la mejor información para detectar problemas puede obtenerse “viendo” las formas de onda de la CA que se esconden tras el proceso. Encienda el interruptor del dispositivo 345 de Fluke y podrá ver las formas de onda de la tensión y la corriente. Desde ahí, seleccione cualquiera de las formas de onda y utilice las teclas de flecha para medir la tensión en un punto específico de la onda, así como el tiempo entre los dos puntos de la onda.

Equipado con los datos de las formas de onda y de los armónicos, tendrá más posibilidades de comprender el comportamiento del sistema eléctrico y de los equipos que se conectan al mismo. Por ejemplo, si la forma de onda de tensión es plana en la parte superior, puede encontrarse con que algún equipo se reinicia o funciona de forma irregular, porque sus fuentes de alimentación electrónicas no están funcionando de forma adecuada. Si la corriente fluye en forma de pulsos cortos en lugar de como una onda senoidal, es probable que exista una carga electrónica y posibles problemas con armónicos.

Armónicos

Uno de los problemas más comentados sobre los sistemas eléctricos actuales son los armónicos, debido a la proliferación de los ordenadores, los variadores de velocidad de frecuencia variable, y del alumbrado electrónico. Una pinza amperimétrica de calidad eléctrica es ideal para detectar problemas de este tipo. Ponga el interruptor del dispositivo 345 de Fluke en el modo de armónicos para ver la tensión y el factor de distorsión (% rms de distorsión armónica total). Una vez que la pinza amperimétrica está en el modo de armónicos, es muy sencillo cambiar a una vista de tensión fundamental y distorsión armónica total, y evaluar los armónicos independientes, hasta el 40, con un gráfico de barras. Toda esta información también está disponible para la corriente.

¿Qué son los armónicos y qué los provoca? El sistema eléctrico que utilizamos genera una tensión de CA a una frecuencia de 60 Hz o de 50 Hz en algunas partes del mundo. A este fenómeno se le llama frecuencia fundamental del sistema, o armónico primero. La distorsión surge de la introducción de frecuencias adicionales en el sistema eléctrico. Estas frecuencias adicionales se producen en los múltiplos de la frecuencia de línea, es decir, 2, 3, 4, 5, etc. veces la frecuencia de alimentación generada. La mayoría de las veces se encontrará con armónicos impares, como el tercero (180 Hz), el ^º (300 Hz) y el 7^º (420 Hz), y posiblemente otros por encima del séptimo armónico.

La forma de onda de la figura 3 solo podría existir en un mundo perfecto, sin armónicos. Ya que no es muy probable que esto ocurra, lo más común es que se presente algo similar a la forma de onda distorsionada de la figura 4.

La tensión distorsionada que se muestra en la figura 4 aún se puede reconocer como una onda senoidal y solo contiene alrededor del 4 % de distorsión armónica total. Por lo tanto, la tensión no es normalmente el origen de los problemas en la actualidad. Es más probable que haya una distorsión significativa de la corriente y una tensión relativamente limpia. De hecho, es posible que la forma de onda de la corriente sea como la que se muestra en la figura 5. Ésta proviene de una carga monofásica. Aquí el factor de distorsión es de un 76 %. Si esta carga provocara una gran cantidad de corriente, supondría un problema, ya que podría causar el sobrecalentamiento de los neutros y los transformadores del sistema. Si se produce un exceso de corriente con una distorsión significativa de la corriente, podría añadirse más distorsión a la tensión, debido a las impedancias del sistema.

Con el Fluke 345, podrá ver formas de onda, y, lo que es más importante, medidas de distorsión e incluso el nivel de cada armónico. La pantalla de la figura 6 muestra una vista de los armónicos por separado. Equipado con esta información, podrá desarrollar una estrategia para ocuparse de los armónicos de su sistema eléctrico.

Medidas de la potencia

Las medidas de la potencia, en vatios, VA, VAR, voltios, amperios y el factor de potencia, son los pilares de cualquier análisis de sistemas. El Fluke 345 puede leer estos parámetros en sistemas eléctricos monofásicos y trifásicos equilibrados. Efectuar estas mediciones le ayudará a determinar la carga de los circuitos, para que pueda juzgar si es seguro añadir más carga o si se requiere un circuito nuevo. Estos parámetros son esenciales para investigar y corregir un factor de potencia bajo, que es el culpable de las grandes facturas de electricidad.

Corriente “in-rush”

A veces, tras haber realizado una comprobación de potencia, el localizador de cables eléctricos sigue abierto cuando la carga se pone en marcha. Normalmente, esto se traduce en que hay una subida de corriente momentánea, llamada “in-rush”. Cuando esto ocurra, utilice el Fluke 345 para medir el valor del pico y la duración de la corriente “in-rush” durante el inicio de la carga. Con esta información, podrá determinar si debe mover la carga a otro circuito o realizar otros cambios convenientes en el circuito existente.

Registro

A menudo, los problemas que se dan son intermitentes; por ejemplo, que un disyuntor de circuito se dispare ocasionalmente o que un cable que parezca haberse calentado ya no esté caliente. ¿Qué debe hacer? Utilice una herramienta que registre los datos durante un periodo de tiempo. La función de registro de la pinza amperimétrica para medida de calidad eléctrica posibilita que una vez configurada descubra por sí misma el problema durante un par de horas o varios días. A continuación, cargue los datos registrados en un ordenador y utilice el software PowerLog para consultar los hallazgos en formato gráfico, analizar la información y generar informes. Las pinzas amperimétricas para medida de calidad eléctrica como el Fluke 345 ofrecen la facilidad de uso, portabilidad y flexibilidad necesarias para resolver la mayoría de los problemas de zonas comerciales, industriales y residenciales. Con este tipo de instrumento, usted podrá realizar a diario medidas de tensión y corriente, así como evaluar los armónicos, la alimentación, la corriente “in-rush” y la visualización de formas de onda, y registrar las mediciones cuando los comprobadores estándar no den ninguna respuesta.

Figura 1a. La pantalla dual de la forma de onda del dispositivo 345 de Fluke muestra formas de onda para la tensión.

Figura 1b. La pantalla dual de forma de onda del dispositivo 345 de Fluke muestra formas de onda para la corriente.

Figura 2a. Gráfico de armónicos para la tensión y la corriente.

Figura 2b. Gráfico de armónicos para la corriente.

Figura 3. Onda senoidal limpia.

Figura 4. Onda senoidal distorsionada del “mundo real”

Figura 5. Corriente para una carga electrónica.

Figura 6. Gráfico de barras de armónicos de la corriente.