¿Para qué?
Los multímetros digitales (DMM) de la serie 114, 116 y 117 de Fluke ofrecen varias características diseñadas para convertir la medición eléctrica en una actividad más sencilla, segura y fiable. En esta nota sobre la aplicación se describe qué es la doble impedancia y la detección de tensión, y por qué resulta beneficioso tenerlas integradas en un multímetro.
Aspectos básicos de la impedancia
La mayoría de los multímetros digitales que se venden hoy en día para realizar pruebas de sistemas industriales, eléctricos y electrónicos presentan circuitos de entrada de impedancia elevada, superior a 1 megaohmio. Para expresarlo de forma sencilla, esto significa que cuando el DMM se coloque en un circuito para realizar una medición, afectará muy poco al rendimiento del circuito. Este es el efecto deseado para la mayoría de las aplicaciones de medición de tensión y tiene especial importancia en casos de electrónica sensible o circuitos de control.
Las herramientas de solución de problemas más antiguas, como los multímetros analógicos y los comprobadores de solenoide, suelen presentar circuitos de entrada de impedancia baja, de unos 10 kiloohmios o menos.
Aunque estas herramientas no presentan errores por tensiones fantasma, solo deberían utilizarse para probar circuitos de potencia u otros circuitos en los que la baja impedancia no afecte negativamente al rendimiento del circuito, ni lo altere.
Lo mejor de ambos mundos
Con los medidores de doble impedancia, los técnicos pueden solucionar de forma segura problemas de circuitos de control y sistemas electrónicos sensibles, así como de circuitos que puedan contener tensiones fantasma. Asimismo, pueden determinar de forma más fiable si hay tensión presente en un circuito.
En los DMM 114, 116 y 117 de Fluke, las posiciones de conmutación habituales de V CC y V CA del medidor son de impedancia alta. Estas posiciones de conmutación se usan para la mayoría de los casos de solución de problemas y, en especial, para las cargas electrónicas sensibles.
La función de baja impedancia de Fluke se denomina "Auto-V/LoZ". Auto-V indica tensión (voltios) y automático. Esta característica determina automáticamente si la señal medida es de tensión de CA o de CC, selecciona la función y clasificación correctas, y muestra la información adecuada. LoZ representa Baja impedancia (Z). Esta característica presenta una entrada de baja impedancia para el circuito que se desea comprobar. Esto reduce la posibilidad de lecturas falsas debidas a tensiones fantasma y mejora la precisión al realizar pruebas para determinar la ausencia o presencia de tensión. La posición de conmutación Auto-V/LoZ del DMM se usa cuando las lecturas son sospechosas (puede que haya tensiones fantasma) o cuando se estén realizando pruebas de presencia de tensión.
¿Qué son las tensiones fantasma y cuándo se encuentran?
Las tensiones fantasma se producen al tener cerca circuitos con energía y cables sin energía, como en el mismo conducto o en la misma pista. Esta condición forma un condensador y permite el acoplamiento capacitivo entre el cable con energía y el cable sin energía adyacente.
Al colocar los cables del multímetro entre el circuito abierto y el conductor de neutro, se completa el circuito mediante la entrada del multímetro. La capacidad entre el conductor caliente conectado y el conductor flotante forma un divisor de tensión en conjunto con la impedancia de entrada del multímetro. Entonces el multímetro mide y muestra el resultado del valor de la tensión.
La mayoría de los multímetros digitales disponibles de hoy en día presentan una impedancia de entrada lo suficientemente elevada como para mostrar la tensión acoplada de forma capacitiva, lo que da la falsa impresión de un conductor activo. El medidor en realidad mide la tensión acoplada en el conductor desconectado. Sin embargo, estas tensiones a veces pueden ser de un 80-85 % de lo que podría ser una tensión "fuerte". Si no se reconoce como tensión fantasma, se perderá más tiempo, esfuerzo y dinero al solucionar los problemas de los circuitos.
Los lugares más habituales en los que encontrar tensiones fantasma son los fusibles fundidos en paneles de distribución, tramos de cable sin utilizar o cables eléctricos en conductos existentes, derivación a tierra o neutro en un circuito derivado de 120 V; o bien en portatarjetas en las que se utilizan circuitos de control de 120 V para la línea de montaje de control o las funciones de transportador. Alguna tensión fantasma se puede acoplar desde el lado caliente al lado abierto por el fusible fundido. Cuando se construyen instalaciones o edificios y se coloca el cableado, es muy habitual que los electricistas dejen cable adicional en los conductos para su uso en el futuro. Estos cables suelen dejarse desconectados hasta que se necesiten, pero están sujetos a acoplamiento capacitivo. En el caso de los circuitos de control, suelen encontrarse adyacentes a las líneas de control sin utilizar, lo que crea potencial para la medición de tensiones fantasma.
Presencia o ausencia de pruebas de tensión
Tradicionalmente, la mayoría de los electricistas y profesionales del mantenimiento de plantas usaban alguna forma de comprobador de solenoide para determinar si los circuitos tenían energía o no. Debido a la baja impedancia del circuito, los comprobadores de solenoide no presentaban errores por la tensión fantasma.
Estos comprobadores funcionaban bien en aquel momento, pero normalmente no cumplen las normas de seguridad IEC 61010 actuales y las disposiciones reglamentarias vigentes en Norteamérica. Por lo tanto, no se deben utilizar para la solución de problemas en paneles de distribución trifásicos de alta intensidad ni para comprobar si un circuito tiene energía.
Con un medidor de doble impedancia, seleccione la función Auto-V/LoZ. Esta función tiene una impedancia de entrada baja del orden de tres kiloohmios. Cuando los cables se coloquen en un circuito abierto que contenga tensión fantasma, la impedancia de entrada baja causará que la tensión fantasma se disipe y el medidor mostrará una lectura cercana a cero voltios que indicará que no hay tensión presente.
Sin embargo, cuando los cables se coloquen en un circuito activo, la entrada sentirá la presencia de una tensión "fuerte" y mostrará la tensión real presente.
Detección de tensión sin contacto
El DMM 117 de Fluke también incluye VoltAlert™, un detector de tensión sin contacto integrado. Ubicado en la parte superior del medidor sobre la pantalla LCD, el circuito sensor detecta la presencia de tensión de CA, produce un tono sonoro y activa un indicador LED de color rojo, situado en la parte superior central de la pantalla LCD.
El detector ofrece dos configuraciones de sensibilidad para la detección de tensión de CA. El ajuste "Lo" (bajo) puede utilizarse en enchufes de pared de superficie, regletas eléctricas, tomacorrientes industriales de superficie y diversos cables eléctricos. El ajuste "Hi" (alto) permite la detección de tensión de CA en otros estilos de conectores eléctricos empotrados o enchufes donde la tensión real de CA se encuentra dentro del conector mismo. El detector VoltAlert™ funciona en aplicaciones de hilos desnudos con tensiones mínimas de hasta 24 V en el ajuste "Hi".
Esta función permite a los técnicos determinar rápidamente si un panel, un armario o una máquina se han conectado a tierra correctamente. Si se detecta tensión de CA, quien solucione el problema debería utilizar la función Auto-V/LoZ para determinar si la tensión detectada es fantasma o fuerte antes de empezar a trabajar.
Resumen
Dada la variedad y la complejidad de los requisitos de medición y pruebas que encontramos en la mayoría de las instalaciones actuales, un medidor con entrada de doble impedancia ofrece al responsable de solución de problemas o técnico más flexibilidad para dar respuesta a las necesidades de las aplicaciones o las mediciones que vayan desde las pruebas de tensión básicas hasta la solución de problemas de los circuitos electrónicos sensibles. Además, el detector de tensión ayuda a aumentar la eficacia y añade una comprobación de seguridad adicional antes de empezar a trabajar en armarios u otras ubicaciones en las que pueda encontrarse tensión.