guia de prueba de tierras con pinzasv01

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Gua para prueba de tierra con pinzas 1

2013 Megger

NDICE

Introduccin .................................................................................................................................2Prueba con pinzas Vs. Prueba de cada de potencial ......................................................................3

Prueba de cada de potencial .................................................................................................3Prueba con pinzas .................................................................................................................4

Teora y metodologa de prueba de conexin a tierra con pinzas ...................................................6Circuito en serie ....................................................................................................................6Circuito en paralelo ...............................................................................................................7Circuito en paralelo - serie .....................................................................................................7Metodologa de prueba con pinzas ........................................................................................8Resmen .............................................................................................................................11

Medicin de corriente de fuga a tierra ........................................................................................11Aplicaciones ........................................................................................................................12

Postes de servicio / entrada o medidor de servicio ...........................................................12Iluminacin en la va pblica ...........................................................................................14Proteccin contra rayos ...................................................................................................14Tableros en la va pblica ...............................................................................................16Pedestales telefnicos .....................................................................................................16Torres celulares (aplicaciones con aro enterrado conectado a tierra) ................................17Transformador montado en plataforma ...........................................................................17Transformador montado en poste ...................................................................................18

Fuentes potenciales de errores ....................................................................................................19Factores para seleccionar un equipo de prueba de tierra con pinzas ............................................20

Diseo de mordaza ..............................................................................................................20Tamao y forma de cabezal de la pinza ................................................................................21Tamao del instrumento .....................................................................................................23Especificacin de categora (CAT) ........................................................................................24Filtro de ruidos ....................................................................................................................25Retroiluminacin .................................................................................................................25Retencin de datos ..............................................................................................................25Ergonoma ..........................................................................................................................26Funcin de lmite de alarma .................................................................................................26Almacenamiento de resultados ............................................................................................26

Equipos de prueba a tierra con pinzas disponibles de Megger .....................................................27Modelos DET14C/24C .........................................................................................................27

2 1-214-330-3219 www.megger.com/las

Introduccin

Durante muchos aos, la prueba de calidad del sistema de conexin a tierra ha sido una parte fundamental de cualquier programa de mantenimiento elctrico. Los electrodos se utilizan para proveer una ruta segura para la disipacin de corrientes de falla, rayos, cargas de esttica y seales de EMF/RFI. Con el tiempo, los sistemas a tierra se deterioran debido a condiciones medioambientales o eventos catastrficos (como rayos). En forma alternativa, la expansin de la planta puede cambiar las necesidades en el sistema instalado de conexin a tierra.

Los riesgos del deterioro del sistema de conexin a tierra incluyen descargas elctricas potencialmente letales, daos a equipos en toda la planta, ruptura en el desempeo de equipos elctricos sensibles, acumulacin de calor y eventualmente un incendio en una pieza nica del equipo elctrico y una interrupcin del servicio de comunicacin digital. Los sistemas de conexin a tierra presentan un reto especial porque estn fuera del sitio, enterrados bajo tierra. La nica manera de asegurarse de que el sistema siga siendo capaz de disipar las corrientes de falla consiste en medir su resistencia en forma peridica.

Una buena conexin a tierra protege a las personas y al equipo y mejora el desempeo de los equipos electrnicos sensibles. Las uniones de baja resistencia al sistema de conexin a tierra son tambin una parte fundamental del sistema. Probar la calidad de las conexiones a tierra y de las uniones de baja resistencia debera ser una parte activa de cualquier estrategia de mantenimiento elctrico. La prueba de conexin a tierra se realiza para establecer la eficacia del sistema de puesta a tierra y las uniones de baja resistencia para proteger al personal y al equipo y asegurar un desempeo superior del equipo. La cada del potencial (y sus variantes) era el nico mtodo para probar la integridad del sistema de conexin a tierra hasta la dcada del 80. La prueba de conexin a tierra con pinzas o sin varillas apareci en la dcada del 80 y ha obtenido popularidad y aceptacin en los aos desde su introduccin.

Este folleto se centrar en el mtodo de prueba de conexiones a tierra con pinzas y est diseado para brindarle al lector una mejor comprensin del mtodo de prueba y dnde se lo puede usar o no. Adems se tratarn los factores que un tcnico podra desear tener en cuenta al seleccionar un equipo de prueba de conexiones a tierra con pinzas. Consulte el folleto Getting Down to Earth de Megger para obtener informacin adicional sobre las pruebas de cada de potencial y las pruebas de resistividad de tierra.


Prueba con pinzas vs. Prueba de cada de potencial

Prueba de cada de potencial

La prueba de conexin a tierra con pinzas o sin varillas es un mtodo relativamente nuevo para determinar la calidad de un sistema de conexin a tierra. El mtodo de cada de potencial se remonta a 1930 y se basa en la investigacin de H.B. Dwight. Es la manera ms exacta de medir la resistencia de las varillas de conexin a tierra, pero presenta varias desventajas. A continuacin la metodologa bsica. Este folleto no tratar la teora o los clculos detrs de este mtodo.

La prueba correcta de cada de potencial implica colocar una sonda de corriente en el suelo a una distancia del electrodo de conexin a tierra bajo prueba (el electrodo de conexin a tierra debe estar desconectado del sistema). La distancia real se determina por el tamao del electrodo/sistema de tierra. El equipo de prueba de tierra se conecta al electrodo de tierra, la sonda de corriente y una sonda de potencial. La sonda de potencial se coloca en el suelo a distancias de 10%, 20%, 30%, hasta 90% de la distancia entre el electrodo de tierra y la sonda de corriente y se toma una lectura en cada ubicacin. Las lecturas despus se trazan contra las distancias y el punto donde la curva se aplana es la resistencia aproximada del electrodo de tierra (ver la figura a continuacin).


El mtodo de cada de potencial es sumamente confiable, ya que los resultados se pueden verificar probando con la sonda de corriente colocada a distancias diferentes. Esta capacidad de prueba incorporada significa que los resultados no tienen que ser aceptados sin verificacin. El operador controla totalmente la preparacin de la prueba. Este mtodo se puede utilizar en sistemas de conexin a tierra de cualquier tamao siempre que la sonda de corriente se pueda colocar suficientemente lejos del sistema de conexin a tierra bajo prueba. Cumple con IEEE 81 y est aprobado por IEEE. En un mundo ideal, la cada de potencial sera el nico mtodo utilizado. Lamentablemente, nada es ideal y este mtodo tiene tres desventajas importantes:

1. Demora muchsimo tiempo y es laborioso. Se deben colocar y mover sondas temporarias. Se deben tender cables. Se deben realizar lecturas y registrarlas.

2. El operador debe desconectar el electrodo de tierra para hacer la prueba. Como resultado, el sistema no est protegido durante la prueba. El electrodo de tierra se debe entonces volver a conectar despus de la prueba, lo cual, adems de llevar tiempo, deja la posibilidad de error si la unin de baja resistencia es pobre.

3. En situaciones de la vida real, las limitaciones de espacio pueden hacer que sea difcil colocar las sondas remotas.

Prueba con pinzas

El equipo de prueba de tierra con pinzas permite un mtodo efectivo que ahorra tiempo cuando se utiliza correctamente porque el usuario no tiene que desconectar el sistema de conexin a tierra para hacer una medicin o colocar sondas en el suelo. La teora detrs de este mtodo y la metodologa en s sern tratadas en ms detalle en este folleto. El mtodo est basado en la Ley de Ohm, en donde R (resistencia) = V (voltaje) / I (corriente). La pinza incluye una bobina de transmisin, que aplica el voltaje y una bobina de recepcin, que mide la corriente. El instrumento aplica un voltaje conocido a un circuito completo, mide el flujo de corriente resultante y calcula la resistencia (ver figura en la prxima pgina).


El mtodo con pinzas requiere la medicin de un circuito elctrico completo. El operador no tiene sondas y por lo tanto no puede preparar el circuito de prueba deseado. Se debe estar seguro de incluir a la tierra en el bucle de retorno. El equipo de prueba con pinzas mide la resistencia completa de la ruta (bucle) del que la seal est tomando. Todos los elementos del bucle se miden en serie. El mtodo supone que solamente la resistencia del electrodo de tierra bajo prueba contribuye en forma significativa. Basndose en los clculos detrs del mtodo (a ser examinados despus), cuanto mayor sea el retorno, menor es la contribucin de elementos extraos a la lectura y, por lo tanto, mayor la exactitud.

La ventaja principal del mtodo con pinzas es que es rpido y fcil. No se requiere desconectar el electrodo de tierra del sistema para tomar la medicin y no es necesario accionar sondas y conectar cables. Adems, incluye las uniones de baja resistencia y la resistencia total de conexin. Se debe complementar la buena conexin a tierra con una unin de baja resistencia que provea una ruta de baja impedancia continua hacia la tierra. La cada de potencial mide solamente el electrodo de tierra, no la unin de baja resistencia (los conductores se deben mover para hacer una prueba de conexin). Debido a que la lectura con pinza usa el conductor de conexin a tierra como parte del retorno, la lectura mostrar una unin abierta o de alta resistencia. El equipo de prueba de tierra con pinza tambin permite al operador medir la corriente de fuga que


fluye por el sistema. Si se debe desconectar un electrodo, el instrumento mostrar si la corriente est circulando para indicar si es seguro proceder.

Lamentablemente, el equipo de prueba de tierra con pinzas a veces se utiliza mal en aplicaciones para las que no ofrecer una lectura efectiva. El mtodo con pinzas es efectivo solo en situaciones en donde hay varias tierras en paralelo. No se puede utilizar en tierras aisladas ya que no hay ruta de retorno. Por lo tanto, tampoco se puede utilizar para verificaciones de instalacin o puesta en servicio de nuevos sitios. Tampoco se puede utilizar si existe un retorno de resistencia inferior alternativo que no implique la tierra (como con las torres de celdas). A diferencia de la prueba de cada de potencial, no hay manera de probar el resultado, que significa que los resultados se deben aceptar sin verificacin posible. El equipo de prueba de tierra con pinzas se desempea como una herramienta que el tcnico puede tener en su caja, pero no como nica herramienta.

Teora y metodologa de prueba de conexin a tierra con pinzas

Comprender cmo y porqu el mtodo con pinzas funciona contribuye a comprender dnde ser adecuada o no su operacin y cmo optimizar su uso. Como se mencion, el mtodo de prueba con pinzas se basa en la Ley de Ohm (R = V/I). Comprender la Ley de Ohm y cmo se aplica a circuitos en serie y en paralelo es el primer paso para comprender el funcionamiento de un equipo de prueba de tierra con pinzas. Los siguientes grficos mostrarn un circuito en serie, un circuito en paralelo y un circuito en serie- paralelo, y los clculos utilizados para determinar la corriente y la resistencia totales. Circuito en serie

En un circuito en serie, la corriente total y la resistencia total se calculan como se indica: It = I1 = I2 = I3

Rt = R1 + R2 + R3


Circuito en paralelo

En un circuito en paralelo la corriente total y la resistencia total se calculan como se indica:

It = I1 + I2 + I3

Rt = 1/ (1/R1 + 1/R2 + 1/R3)

Circuito en paralelo - serie

En un circuito en paralelo - serie la corriente total y la resistencia total se calculan como se indica:

It = I1 + I2 = I3 = I4 + I5

Rt = 1/ (1/R1 + 1/R2) + 1/ (1/R3 + 1/R4)


Metodologa de prueba con pinzas

El cabezal de un equipo de prueba de tierra con pinzas incluye dos ncleos (ver figura a la derecha). Un ncleo induce una corriente de prueba y el otro mide cunto indujo. El voltaje de entrada o primario del ncleo que induce la corriente de prueba permanece constante, de manera que la corriente realmente inducida en el circuito de prueba es directamente proporcional a la resistencia de bucle.

En las pruebas con pinzas es importante recordar que los equipos de prueba de tierra con pinzas, en efecto, miden resistencias de bucle. Las mediciones con pinzas son mediciones de bucle. Para que el mtodo con pinzas funcione, debe haber una ruta de resistencia en serie - paralelo (cuanto ms baja, mejor). Cuantos ms electrodos o rutas a tierra hay en el sistema, ms se acerca la medicin a la verdadera resistencia del electrodo bajo prueba. La siguiente figura muestra una configuracin de tierra con varillas, una de las aplicaciones ms efectivas del equipo de prueba de tierra con pinzas.


Metodologa de prueba con pinzas

El cabezal de un equipo de prueba de tierra con pinzas incluye dos ncleos (ver figura a la derecha). Un ncleo induce una corriente de prueba y el otro mide cunto indujo. El voltaje de entrada o primario del ncleo que induce la corriente de prueba permanece constante, de manera que la corriente realmente inducida en el circuito de prueba es directamente proporcional a la resistencia de bucle.

En las pruebas con pinzas es importante recordar que los equipos de prueba de tierra con pinzas, en efecto, miden resistencias de bucle. Las mediciones con pinzas son mediciones de bucle. Para que el mtodo con pinzas funcione, debe haber una ruta de resistencia en serie - paralelo (cuanto ms baja, mejor). Cuantos ms electrodos o rutas a tierra hay en el sistema, ms se acerca la medicin a la verdadera resistencia del electrodo bajo prueba. La siguiente figura muestra una configuracin de tierra con varillas, una de las aplicaciones ms efectivas del equipo de prueba de tierra con pinzas.

A continuacin el diagrama de circuito para esta configuracin (basado en un equipo de prueba de tierra con pinzas que se aplica alrededor de la varilla 6):

El equipo se aplica alrededor de uno de los electrodos y despus mide la resistencia del bucle completo. Los restantes electrodos de tierra estn todos en paralelo y, en conjunto, estn en serie con el electrodo de tierra que se est midiendo. Si el equipo de prueba de pinzas se aplica alrededor de la varilla No. 6, la medicin de la resistencia de bucle total RB sera calculada utilizando la siguiente ecuacin:

RB = R6 + (1/ (1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4 + 1/R5))


Para seis electrodos de tierra similares con una resistencia de 10 cada uno, la medicin de la resistencia de bucle total sera:

RB = 10 + (1/ (1/10 + 1/10 + 1/10 + 1/10 + 1/10))

RB = 10 + (1/ (5/10))

RB = 10 + 2

RB = 12

La medicin de la resistencia de bucle es relativamente cercana a la resistencia del electrodo de tierra bajo prueba. Si hubiera 60 electrodos de tierra similares con una resistencia de 10 cada uno, la medicin de la resistencia de bucle total sera:

RB = 10 + 0.17 = 10.17

Cuantos ms electrodos de tierra en paralelo haya, menor ser el impacto de la resistencia de los que no se estn probando y ms cercana ser la resistencia de bucle a la resistencia del electrodo que se est probando. Si el electrodo que se est midiendo tiene una resistencia alta, la prueba indicar que hay un problema. Con el ejemplo de los seis electrodos, si el electrodo nmero 6 tuviera una resistencia de 100 y todos los otros electrodos tuvieran resistencias de 10 , la medicin de la resistencia de bucle sera:

RB = 100 + (1/ (1/10 + 1/10 + 1/10 + 1/10 + 1/10))

RB = 100 + (1/ (5/10))

RB = 100 + 2

RB = 102

En el siguiente ejemplo, el equipo de prueba de tierra con pinzas indicara la mala conexin a tierra. Si el electrodo de 100 fuera uno de los electrodos que no se estn midiendo, el impacto que tendra sobre la medicin total sera mnimo:

RB = 10 + (1/ (1/10 + 1/100 + 1/10 + 1/10 + 1/10))

RB = 10 + (1/ (41/100))

RB = 10 + 2.44

RB = 12.44


Tenga en cuenta que la resistencia medida siempre ser mayor que la resistencia real del electrodo de tierra que se est probando. Cualquier error presente ser en sentido conservativo, ya que las directivas de resistencia son para la resistencia de tierra mxima. Esto significa que si la resistencia medida est por debajo del nivel objetivo para el electrodo de tierra, el operador puede estar seguro de que la resistencia real tambin estar por debajo del objetivo.

Resumen

En breve, recuerde que una medicin de equipo de prueba de tierra con pinzas es una medicin de la resistencia del bucle completo. Debe haber una resistencia de bucle para medir. Si no hay un bucle que medir el operador puede crear uno con un cable de puente temporario. Cuanto mayor es el nmero de rutas en paralelo, ms cercano ser el valor medido a la resistencia de tierra real del electrodo bajo prueba. El equipo de prueba de tierra con pinzas puede indicar fcilmente un mal electrodo si hay algunas rutas en paralelo en serie con el valor medido, o muchas rutas paralelas.

Recuerde que la ruta de tierra debe estar en el circuito para medir la resistencia de sta pues si tiene estructuras de metal involucradas puede haber una conexin a travs de ellas, en lugar del volumen de tierra.

Medicin de corriente de fuga de tierra

Adems de medir la resistencia de bucle, un equipo de prueba de tierra con pinzas debera tener la capacidad de medir la corriente de fuga de tierra. La seguridad del operador es la razn ms importante para medir la corriente de fuga. Si el equipo de prueba indica corriente de fuga, el operador sabe que el circuito est energizado y que no debe tocarlo sin las precauciones debidas.

Adems del aspecto de la seguridad, la medicin de la corriente de fuga puede indicar si hay un desbalance de carga en el sistema. Si las cargas estn balanceadas, no habr flujo de corriente. Si un sistema trifsico ha sido dividido y se estn operando diferentes equipos en diferentes fases, existe potencial para desbalance. El sistema intentar compensar y descargar el desbalance en el sistema de conexin a tierra. Esto produce un desperdicio de energa (y dinero) y se forzar el sistema. El flujo de corriente de fuga tambin puede producirse por un aislamiento que se deteriora gradualmente sin llegar a tal nivel que dispare el interruptor. Cualquiera sea la causa, la presencia de la corriente de fuga indica que se debe tomar una accin adicional.


Aplicaciones

Como con cualquier tipo de prueba, es fundamental que el operador comprenda el aparato (en este caso, el sistema de conexin a tierra) que est bajo prueba. La medicin con pinzas funciona en muchas situaciones, pero no es aplicable en ciertas configuraciones. En esta seccin, veremos varios tipos de aplicaciones y describiremos si el mtodo con pinzas es viable o no.

Postes de servicio / entrada o medidor de servicio

Cuantas ms tierras en paralelo existan en serie con el electrodo bajo prueba, ms cerca estar la medicin del valor real de resistencia de tierra. Los postes de servicio (ver abajo) son una aplicacin ideal para el mtodo con pinzas.

Los sistemas de tierra en los postes de servicio tienen muchas conexiones de tierra en paralelo hacienlos el lugar perfecto para usar el mtodo con pinzas. Cada poste tiene un electrodo de tierra para mantener proteccin contra fallas y rayos, y los transformadores montados en postes tienen dos electrodos en sistemas configurados en estrella. Es importante verificar estos electrodos. El valor de tierra total de dichos sistemas en general necesita ser menor que 0,3 0,5 , mientras que cada electrodo en general necesita ser menor que 10 20 para ser efectivo.


Otra aplicacin relacionada es probar la resistencia de electrodo de tierra en una entrada o medidor de servicio (ver grfico abajo). Aqu, existe la posibilidad de mltiples rutas de tierra, dos electrodos, o tal vez conexin a una tubera de agua, debe tener cuidado de identificar las mejores posiciones para hacer una medicin. A veces es mejor aplicar el electrodo mismo debajo de donde se hacen las conexiones de

tierra.

Iluminacin en la va pblica

Una aplicacin similar a los electrodos de postes de servicios es la iluminacin en la va pblica. Se puede aplicar la pinza al cable que conduce al electrodo de cada elemento de la iluminacin callejera, pero recuerde aplicarla en el lado correcto del conductor de tierra como se ilustra abajo.


Proteccin contra rayos

Otra aplicacin ideal para el mtodo de prueba con pinzas es probar los electrodos de tierra en la proteccin contra rayos. La proteccin contra rayos en cualquier edificio es tan eficaz como la calidad de su conexin a tierra. Los electrodos se colocan normalmente en cada esquina de un edificio con electrodos adicionales intermedios en edificios ms grandes. Los conductores utilizados son en general son cintas de cobre de hasta 50 mm de ancho. La siguiente figura muestra un circuito tpico de proteccin contra rayos donde un equipo de prueba de tierra con pinzas se aplica alrededor del electrodo.

En muchos casos, esto es difcil porque el electrodo est enterrado en un agujero pequeo. Adems, muchas cintas de bajada de proteccin contra rayos se colocan con sujeciones removibles para permitir la aplicacin de una prueba de continuidad de dos cables. Estas sujeciones removibles, a las que a veces se las denomina asas de jarra, llevan mucho tiempo para removerse, pero son ideales para usar un equipo de prueba con pinzas. Este equipo mide el bucle completo, incluyendo todas las conexiones y las uniones de cintas, de igual manera que una prueba de dos cables.


Muchos sistemas de proteccin contra rayos en edificios fabriles, especialmente en pases europeos, utilizan receptores de rayos montados a intervalos regulares sobre el techo. Estos receptores estn interconectados como se muestra en la siguiente figura. As disminuye adicionalmente la resistencia en serie de la ruta de tierra en paralelo, lo que significa que el valor medido est an ms cerca de la resistencia de tierra de un electrodo bajo prueba.

Recuerde que podra haber otras conexiones con el sistema de proteccin contra rayos. El usuario debe recordar aplicar las pinzas alrededor de la cinta debajo de todas las conexiones. De lo contrario, el electrodo de tierra ser probado en paralelo con cualquier otra ruta a tierra. Pueden existir conexiones a estructuras externas de metal como balcones y pasamanos de metal. Estas tambin deben estar por sobre el punto donde se aplica el equipo de prueba con pinzas. Recuerde tambin la importancia de una inspeccin visual. Con el precio que tiene el cobre, es posible que las cintas de conexin a tierra sean cortadas y robadas. Dependiendo del lugar donde se corte la cinta, y de cmo est unido el sistema, el instrumento podra arrojar una lectura buena, pero falsa.


Tableros en la va pblica

Otra aplicacin es probar el electrodo de tierra instalado dentro de los puntos de conexin cruzada primarios, a veces denominados tableros en va pblica/ puntos de flexibilidad (ver figura abajo). Estos electrodos en general necesitan estar debajo de 25 para mantener confiabilidad. En esta aplicacin puede no haber ms de dos rutas de tierra en paralelo en serie con el electrodo. Sin embargo, basndose en los clculos, si el equipo de prueba de tierra con pinzas provee la medicin debajo de 25 , entonces el electrodo debe estar por cierto debajo de 25 .

Pedestales telefnicos

Los electrodos de tierra de los pedestales telefnicos se pueden probar usando el mtodo con pinzas. Las fundas de cables estn todas conectadas a una barra de tierra, la que a su vez est conectada al electrodo de tierra. Para realizar una prueba, las pinzas se pueden colocar alrededor del cable que conecta la barra de tierra con el electrodo. Si el acceso es difcil se puede colocar un cable de extensin temporario para facilitar la adaptacin en el equipo de prueba con pinzas.


Torres celulares (aplicaciones con aro enterrado conectado a tierra)

No se puede hacer una medicin de resistencia de tierra si las varillas estn unidas por un aro que est enterrado bajo tierra. Este tipo de configuracin, que es comn en torres celulares, permite el acceso en algn lugar por sobre el aro. Las torres celulares estn conectadas a tierra en la base, con cada cable de viento conectado a tierra y todos ellos conectados en un aro de conexin a tierra.

Si el operador aplica las pinzas alrededor del cabezal de uno de los cables de viento conectados a tierra, la corriente de prueba simplemente completar el circuito en el aro de tierra y no a travs del suelo. La corriente de prueba circula a travs del conductor que conecta los elementos individuales (varillas de tierra) que componen el aro. Como tal, el equipo de prueba de tierra con pinzas no medir la calidad del sistema de conexin a tierra. La lectura ser realmente una lectura de la resistencia del bucle. Esta medicin le permite al operador verificar las conexiones bajo tierra.


Transformador montado en plataforma

Los electrodos de tierra de transformadores montados en plataforma se pueden verificar utilizando el mtodo con pinzas. Sin embargo, a veces hay una serie de conexiones hacia el mismo electrodo de modo que el usuario pueda tener que aplicar la pinza alrededor del electrodo mismo debajo de las conexiones. Si todas estas conexiones conducen a una malla de tierra grande enterrada, esta medicin se convertira en una medicin de continuidad porque el bucle de prueba no incluir una ruta de tierra.

Transformador montado en un poste

Recuerde la primera de las dos reglas de oro de las pruebas con pinzas: debe haber una resistencia de bucle que medir. Hay algunas ocasiones con postes de servicios en las que el bucle no existe, al menos no de todas maneras donde usted desea que est. La figura de abajo ilustra un sistema con un transformador en estrella-delta montado en un poste con dos conjuntos de electrodos.

Ninguno de los conjuntos de electrodos est conectado a un cable de tierra areo. Uno est conectado a la caja de metal del


transformador, y el otro est conectado al punto de la estrella del devanado secundario de bajo voltaje. El peligro que se presenta aqu es que el bucle medido podra estar entre los dos conjuntos de electrodos, con parte del bucle siendo la resistencia del poste de madera, causando una medicin alta. Esto podra llevar al usuario a creer que hay un problema cuando en realidad no lo hay.

En contraste, en el grfico de abajo, hay una conexin a distribucin local y su sistema de conexin a tierra local. Esto significa que tenemos ahora un bucle de tierra que medir y es posible hacer una medicin. Sin embargo, recuerde que la medicin de resistencia tomada es una combinacin de las dos tierras en serie. Una medicin de 40 no significa que cada sistema de electrodo es inferior a 25 , uno podra ser de 10 y el otro, de 30 . Si la medicin es, por ejemplo, 10 entonces sabemos que todo va a estar bien.

Fuentes potenciales de error

Si se usa correctamente, la prueba de tierra con pinzas arrojar mediciones confiables siempre que el operador use un instrumento de buena calidad. A fin de destacar y advertir a los usuarios se mencionan aqu algunas fuentes potenciales de error:

Ya hemos analizado una fuente potencial de error: que el usuario podra no comprender el circuito bajo prueba. Recuerde que debe haber una resistencia de bucle para medir y que la ruta de tierra debe estar en el circuito para medir la resistencia de


tierra. El ejemplo con el transformador montado en un poste analizado antes es un excelente ejemplo de una aplicacin donde la ruta de tierra no estaba en el circuito.

Hay otras dos fuentes clave de error que el usuario debe comprender:

1. Suciedad en el cabezal de la pinza: La suciedad atrapada entre el espacio de cierre del cabezal modificar el circuito magntico. El flujo magntico se dispersar entre el ncleo que induce y el ncleo de medicin. El resultado ser una falsa lectura baja que en algunos casos podra hacer que un mal electrodo sea medido como si fuese bueno. Muchos instrumentos utilizan laminaciones con interbloqueo o dientes, como a veces se los denomina. Estos pueden atrapar la suciedad y son difciles de limpiar. Tambin se daan fcilmente. Los dientes daados producirn mediciones malas, inexactas o harn que el instrumento sea intil.

2. Corriente de ruido que afecta la medicin: Probar en ambientes ruidosos puede traducirse en altos niveles de corriente de ruido que fluyen por el electrodo bajo prueba. Esto puede hacer que las lecturas varen, haciendo que sean difciles de interpretar, o si la corriente es demasiado alta, hacer que la medicin sea imposible.

Factores para seleccionar un equipo de prueba de tierra con pinzas

El motivo ms comn para que los usuarios no puedan usar el equipo de prueba de tierra con pinzas es tener un mal acceso. A menudo los tamaos de cables o cintas son demasiado grandes para la pinza o el diseo y el tamao del instrumento hacen que sea difcil calzarlo en espacios estrechos. Esta seccin abarcar los factores que debe considerar un usuario antes de comprar un equipo de prueba de tierra con pinzas. Adems del acceso, tendremos en cuenta factores de seguridad y de desempeo.

Diseo de mordaza

Hay dos maneras de disear las mordazas de la pinza en un equipo de prueba de tierra. La forma ms fcil de hacer que las mordazas se combinen correctamente es usar dientes con interbloqueo en los extremos de los ncleos. La forma ms compleja, desde el punto de vista de la ingeniera, es usar extremos de ncleo planos. Este ltimo enfoque, cuando se implementa, provee mayor integridad de medicin y confiabilidad en el instrumento.


Como se mencion en la seccin acerca de fuentes potenciales de error en la pgina anterior, la suciedad atrapada en el espacio de cierre del cabezal de la pinza puede traducirse en lecturas errneas. Los equipos de prueba de tierra con pinzas se usan al aire libre en entornos que son a menudo polvorientos y sucios. Estn expuestos a materiales que pueden terminar en los extremos de ncleo de las mordazas. Con los extremos de ncleo planos, es posible limpiar fcilmente las superficies. Este mismo material tiende a quedarse pegado en los dientes con interbloqueo y es muy difcil de quitar.

Los dientes con interbloqueo son tambin delicados y se pueden daar o desalinear con relativa facilidad. Los dientes daados hacen que el instrumento arroje lecturas inexactas o pueden hacer que el instrumento no funcione en absoluto. Con frecuencia, un instrumento con dientes daados debe ser descartado.

Al considerar un equipo de prueba de tierra con pinzas, asegrese de observar el cabezal de la pinza y las superficies de acoplamiento de la mordaza.

Tamao y forma del cabezal de la pinza

Los electrodos de tierra vienen en diferentes formas y tamaos y se pueden posicionar en lugares de difcil acceso. El tamao y la forma del cabezal de la pinza deben ser tenidos en cuenta al elegir un instrumento. Los equipos de prueba de tierra con pinzas tienen diferentes formas de cabezal (redondo, oval o elptico), tamaos de abertura y espesores.

dientes con interbloqueo extremos de ncleos planos


Un cabezal con forma elptica, puede permitir un acceso ms fcil a los electrodos de tierra en huecos por debajo de la superficie.

Un rea interior mayor permite aplicar las pinzas alrededor de varillas de tierra ms grandes o cintas a tierra (algunas de las cuales pueden tener un ancho de 50 mm). Con una abertura interna ms pequea sobre el instrumento, la cinta a tierra ms grande debe ser cortada y una barra de cobre ms delgada se debe soldar entre las secciones para permitir que el instrumento haga una medicin.


Algunos electrodos de tierra se aseguran bastante cerca de la pared del edificio o poste de servicios, haciendo que sea difcil aplicar la pinza en el cabezal alrededor de la varilla. Cuanto ms grueso el cabezal, ms difcil ser este proceso. Es preferible un cabezal mas delgado, si esto no compromete el desempeo.

Antes de seleccionar un instrumento, el usuario debe tener en cuenta el tamao y la ubicacin de los electrodos de tierra a ser probados y comparar esta informacin con las especificaciones de los instrumentos que estn considerando. Si el usuario no est seguro de los requerimientos futuros, debiera asumir que habr varillas/cintas de tierra ms grandes para probar en el futuro.

Tamao del Instrumento

Los primeros modelos de equipos de prueba de tierra con pinzas eran bastante largos. En aos recientes, la tecnologa ha permitido que los fabricantes hagan estos instrumentos ms cortos. Por qu si son cortos son mejores? Un instrumento mas corto permitir un mejor acceso en lugares difciles, especialmente en huecos por debajo de la superficie .


Especificacin de categora (CAT)

La especificacin de categora de un instrumento de prueba define en qu parte de la cadena de suministro elctrico se puede usar en forma segura. Esto est generalmente impreso en el instrumento sobre las conexiones y aparece como CATII, CATIII o CATIV. CATI en general no se usa ms ya que no tiene aplicacin prctica.

La especificacin CAT define el nivel de transitorios (pico de voltaje o sobrevoltaje) que el instrumento ha sido diseado para soportar. Estos transitorios varan en tamao y duracin, dependiendo de la fuente del transitorio. El transitorio que vaya sobre un suministro de alta energa es ms peligroso que un transitorio en un cable aislado ya que puede entregar corrientes mayores cuando se produce una falla (un pico de voltaje exagerado, por ejemplo).

Un transitorio puede tener muchos kV en amplitud pero su duracin es muy corta, tal vez 50 s (microsegundos). Por s solo, el transitorio causar poco dao. Pero, cuando se produzca con el voltaje sinusoidal de la red de suministro, puede iniciar un arco, que contina hasta el final del ciclo. En un sistema CAT IV la corriente disponible de cortocircuito puede superar los 1000 amps. Esto genera cientos de kilovatios de calor en un espacio pequeo durante algunos s, creando una gran estallido, posiblemente causando quemaduras, incendio o explosin.

Los instrumentos diseados con la especificacin de categora correcta tienen suficiente distancia entre las partes crticas para impedir la ruptura inicial de un arco cuando se produce un transitorio. El suministro elctrico se puede dividir en categoras desde CATI hasta CATIV como se muestra abajo:


Como la mayora de la pruebas de electrodos de tierra se produce al aire libre, los usuarios deberan considerar comprar un instrumento con especificacin CATIV 600 V.

Filtro de ruidos

Como se mencion, hacer pruebas en ambientes ruidosos puede traducirse en altos niveles de corriente de ruido elctrico que fluyen por el electrodo bajo prueba. Esta situacin puede hacer que las lecturas varen, haciendo que sean difciles de leer. Si la corriente es demasiado alta, puede imposibilitar hacer mediciones. Si el usuario va a medir resistencia de tierra en un medio ambiente elctricamente ruidoso como una playa de interruptores, debe procurar equipos de prueba de tierra con pinzas que incluyan funciones de filtro de ruido. El instrumento debe detectar la presencia de ruido e indicrselo al usuario. El filtro de ruido incrementa la inmunidad de ruido (comnmente con un incremento leve en el tiempo de medicin).

Retroiluminacin

Las pruebas de tierra no siempre se hacen a la luz del sol o con buen tiempo. Como ejemplo, las mediciones se hacen a menudo en entornos con luces bajas como stanos de cables. Si el usuario estuviera en tal entorno, debera procurar un instrumento que incluya capacidad de retroiluminacin.

Retencin de datos

Dependiendo de la ubicacin del electrodo de tierra, la pantalla del instrumento puede no siempre estar visible al tomar una lectura. En esta situacin, el usuario no puede ver la lectura tomada por el instrumento. La inclusin de una funcin de retencin en el instrumento permite al usuario congelar la lectura y despus verla cuando la pantalla est nuevamente visible. Acceder al botn de retencin de datos puede ser difcil durante una prueba y activarlo en el momento en que la lectura se asienta es cuestin de adivinacin. Los instrumentos con capacidad inteligente de retencin de datos permiten al usuario activar la funcin de retencin de datos antes de aplicar las pinzas alrededor del electrodo de tierra. La unidad captura entonces en forma automtica la lectura una vez que se asienta e indica que la medicin est hecha por medio de un sonido audible.


Ergonoma

Los equipos de prueba de tierra con pinzas se pueden utilizar para hacer muchas mediciones en un solo da (piense en la aplicacin de tierra con varillas). Es importante tener en cuenta las caractersticas ergonmicas del instrumento, en especial en relacin con la abertura de la mordaza. El diseo de gatillo debe ser fcil y cmodo de operar. Si es demasiado pequeo, ser necesaria ms fuerza para abrir (ya que hay menor efecto de palanca) y tiene una mayor posibilidad de escaparse de los dedos, haciendo que la mordaza se cierre de golpe.

Funcin de lmite de alarma

La capacidad de establecer lmites de alarma audibles y visuales puede ser bastante til, en especial para usuarios sin experiencia. Las alarmas de lmites deben poder establecerse tanto para la resistencia como para la corriente. Una alarma de corriente es una caracterstica de seguridad del operador.

Almacenamiento de resultados

El almacenamiento de resultados es otra funcin que el usuario debe tener en cuenta antes de comprar un instrumento. Tradicionalmente, los resultados de los equipos de prueba de tierra se escriben manualmente. Comprar un instrumento que almacene los resultados ahorra tiempo e impide errores de registro. Se mejora la exactitud si los resultados tienen marcada la fecha y hora.


Equipos de prueba a tierra con pinzas disponibles de Megger

Modelos DET14C/24C

Los modelos DET14C y DET24C son avanzados equipos de prueba de resistencia de tierra con pinzas que establecen nuevos estndares relativos al acceso, desempeo, caractersticas, simplicidad de operacin y seguridad. Diseado con extremos de ncleo planos, impiden la acumulacin de suciedad, asegurando integridad en las mediciones y confiabilidad mejorada sobre productos con dientes con interbloqueo. Otra mejoras incluyen seguridad segn CATIV 600V, una funcin de filtro incorporado para entornos elctricamente ruidosos, resultados de prueba almacenados con marca de fecha y hora y vida de batera ultra larga.


NOTAS

ESTADOS UNIDOS Megger Dallas 4271 Bronze Way Dallas, TX 75237 1-214-330-3219

CLAMPONGuide_es_V01

Megger fabrica instrumentos de alta calidad para las siguientes aplicaciones de pruebas elctricas:

n Prueba de aislamiento

n Prueba de rels

n Prueba de aceite

n Prueba de interruptores de circuito

n Anlisis de calidad de suministro elctrico

n Pruebas de baja resistencia

Megger fabrica instrumentos de prueba y mantenimiento elctrico para las industrias de energa elctrica, de procesos de fabricacin, cableado de edificios, servicios de ingeniera y comunicaciones.

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n Prueba de bateras

n Prueba de medidores de vatios-hora

n Prueba de transformadores

n Localizacin de fallas en cables

n Prueba de factor de potencia

n Prueba de alta potencia

IntroductionClamp-On Testing versus Fall of Potential TestingFall of Potential TestingClamp-On TestingClamp-On Ground Testing Theory and MethodologySeries CircuitParallel CircuitParallel-Series CircuitClamp-On Test MethodologySummaryGround Leakage Current MeasurementApplicationsUtility Poles/Service Entrance or MeterStreet LightingLightning ProtectionStreet CabinetsTelephone PedestalsCell Towers (applications with buried ground ring)Pad Mounted TransformerPole Mounted Transformer

Potential Sources of ErrorFactors in Selecting a Clamp-On Ground TesterJaw DesignClamp Head Size and ShapeInstrument Size Category (CAT) RatingNoise FilteringBacklightData HoldErgonomicsAlarm Limit FunctionResult StorageClamp-on Ground Testers Available from MeggerModels DET14C/24C

guia de prueba de tierras con pinzasv01

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