23 | 10 | 2014
MENÚ PRINCIPAL
ZONAS
ACCESO USUARIO

USUARIOS CONECTADOS

Hay 42 invitados y ningún miembro en línea

VISITAS
01086327



Tu IP:54.237.235.12
PUBLICIDAD

APARATOS DE MEDIDA

 


El buen funcionamiento de una máquina, un circuito, una red, etc., depende en gran medida del funcionamiento combinado de los distintos elementos que lo constituyen; si uno de éstos no realiza correctamente su función, desencadena el mal funcionamiento de todo el sistema. En principio, las anomalías se intuyen, pero para poder demostrarlas es necesaria la comprobación de algunas magnitudes características para compararlas con las que se dan en el sistema cuando el funcionamiento es el adecuado.

 

En algunas ocasiones, en las instalaciones eléctricas, también es necesario evaluar o medir algunos parámetros o magnitudes del circuito eléctrico, como son:

 

la intensidad de corriente,

la tensión eléctrica,

la resistencia eléctrica,

la potencia eléctrica

o la energía eléctrica.

 

Estas magnitudes nos van a indicar el buen funcionamiento de la instalación o posibles problemas.

 

En lo que se refiere a la seguridad de los elementos que constituyen la instalación y de las personas que la utilizan, han de conocerse otros parámetros importantes, como pueden ser:

 

la resistencia de tierra,

la resistencia de aislamiento,

la sensibilidad de los aparatos de protección,

los tiempos de disparo, etc.

 

En esta Unidad, vamos a hacer un recorrido por la realización de las distintas medidas, así como por los aspectos más importantes a tener en cuenta para su valoración. Se hará de una forma exclusivamente práctica, obviando los aspectos correspondientes a la constitución interna de los aparatos de medida, ya que éstos se estudiarán en el módulo de Electrotecnia.

 

 

Concepto de medida

 

Medir es comparar una medida determinada con otra que tomamos como unidad. Con el fin de averiguar cuantas veces la primera contiene a la segunda.

 

La medida se puede realizar por dos procedimientos:

 

a)Medida directa.

 

b)Medida indirecta.

 

La medida directa es la comparación entre dos magnitudes para ver si son iguales. Ejemplo: contrastación de una resistencia con otra resistencia patrón.

La medida indirecta es la comparación entre una magnitud con otra de diferente naturaleza, pero que guardan entre sí una relación. Ejemplo: mediante un instrumento graduado previamente.

 

En la siguiente tabla se recogen las magnitudes más importantes que podemos encontrar en un circuito eléctrico.

 

 

 

En el campo de las medidas eléctricas hay que distinguir dos tipos de medidas:

 

·medidas de tipo industrial

·y medi­das de laboratorio.

Medidas industriales: son aquellas que se reali­zan directamente sobre el montaje o instalación eléc­trica. Para realizarlas se necesitan aparatos que sean prácticos, con la posibilidad de ser tanto fijos como portátiles.

 

Medidas de laboratorio: Se utilizan para verificar el funcionamiento de los aparatos de medida o para el diseño de aparatos y cir­cuitos; estos aparatos suelen tener una mayor precisión que los utilizados en la industria, motivo por el cual son más delicados y costosos.

 

 

Errores en la medida

 

Los errores en medidas eléctricas se pueden clasificar en sistemáticos y accidentales.

 

a) Error sistemático. Pueden evitarse o corregirse, ya que se deben a diferentes causas conocidas como:

 

Instrumentos defectuosos

Técnicas de medidas falsas y

Fallos del observador.

 

No son constantes, por lo que pueden variar con el transcurso de la medida.

 

b)Accidentales. No se pueden separar por categorías, ya que son motivados por gran cantidad de causas. No se puede evitar, por ejemplo:

 

Las vibraciones del local

Los ruidos

La fatiga del operador, etc.

 

Aun así no son de gran importancia en las medidas eléctricas.

 

Entre todos los errores que se pueden cometer al realizar una medida, se encuentran los causados por el operario que la realiza. Se suelen cometer con frecuencia, pero son fáciles de eliminar siendo metódicos. Estos son:

 

a)Errores de cero: Se dan cuando al iniciar la medida no hemos prestado la suficiente atención a la posición del índice (aguja indicadora). Antes de medir, es con­veniente calibrar con el tornillo de ajuste la aguja a cero.

 

b)Error de paralaje: ocurre cuando el operario no en­cara de forma perpendicular la escala del aparato. Se corrige haciendo coincidir la aguja con su proyección sobre la escala. Algunos aparatos suelen incorporar un espejo sobre la escala para facilitar esta tarea.

 

Estos errores no se suelen dar en los aparatos digitales.

 

 

 

Simbología utilizada en los aparatos de medidas eléctricas

 

Los aparatos de medida pueden ser analógicos o digitales; los primeros presentan la medida mediante un índice o agu­ja que se desplaza sobre una escala graduada, y los se­gundos presentan el valor en una pantalla o display me­diante números. Para representar esquemáticamente e interpretar las inscripciones de funcionamiento se recurre a la simbología normalizada que se recoge en la Tabla.

 

 

 

Realización de medidas eléctricas fundamentales

 

Generalidades: en las instalaciones eléctricas podemos realizar medidas de una forma permanente mediante aparatos de cuadro, (véase la Figura) o bien, de una forma aleatoria mediante aparatos portátiles. En ambos casos estos aparatos pueden ser analógicos o digitales.

 

 

image009.gif

 

Para realizar una medida podemos utilizar un aparato específico de la magnitud que pretendemos conocer, como por ejemplo medir la potencia eléctrica utilizando un vatímetro(método directo), o bien medir las magnitudes necesarias para deducir la que pretendemos conocer (método indirecto). Por ejemplo, si queremos obtener la potencia eléctrica, medimos la tensión y la intensidad del circuito para obtener el valor de la potencia mediante la expresión:

 

P = U I

 

Como precaución inicial antes de realizar cualquier medida, es importante seleccionar el aparato idóneo, tanto en el tipo de corriente (continua o alterna) como en la elección del calibre adecuado, con un alcance suficiente para el valor de la magnitud que pretendemos medir.

 

En el caso de aparatos de corriente continua, es necesario observar la polaridad de conexión, ya que si se conecta con la polaridad invertida:

 

el índice va a intentar girar en sentido contrario en los aparatos analógicos

y nos va a aparecer un signo (–) delante de la medida en los digitales.

 

En los cuadros eléctricos, con el fin de ahorrar costes y espacio, se suelen utilizar conmutadores rotativos tanto de tensión como de intensidad, para poder emplear un solo aparato de medida y no varios, lo que permite obtener el valor de las tensiones e intensidades de un sistema trifásico utilizando un solo voltímetro y un amperímetro.

 

 


Cuando la tensión o la intensidad son de valor elevado se suelen conectar los aparatos mediante transformadores de medida, que adaptan el valor de la magnitud a medir al campo de medidas del aparato. Éste nos indica el valor real de la medida sobre la escala.

 

 

Medidas de tensiones o de la diferencia de potencial

 

Para medir tensión utilizamos el voltímetro (véase la Figura).

 

 

El voltímetro mide la tensión eficaz.

 

La tensión eficaz es aquélla que en las mismas condiciones produce los mismos efectos caloríficos en una resistencia eléctrica que una tensión continua del mismo valor.

 

Este aparato está formado internamente por una bobina de muchas espiras y muy poca sección, por lo que presenta una gran resistencia interna, necesaria para poder conectarlo en paralelo a los puntos donde se pretende realizar la medida como se ve en la Figura, medida de tensión en corriente continua, y, medida de tensión en corriente alterna.

 

 

Cuando queremos realizar la medida de tensiones en un sistema trifásico, sobre todo en cuadros, podemos recurrir a colocar 3 o 6 voltímetros con el consiguiente aumento de costes y espacio.

 

Para evitar esto, se recurre a la utilización de conmutadores voltimétricos que permiten realizar la medida entre los tres hilos activos o entre los tres hilos activos y el neutro, utilizando un sólo aparato de medida.

 

 

Caso práctico

 

Se pide: realiza el conexionado de voltímetros para medir tensiones en un sistema trifásico con neutro.

 

Solución: dicho conexionado se realizará como se indica en la Figura.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Medida indirecta

 

En caso de que la tensión sea elevada, recurrimos a adaptar dicha tensión al campo de medidas del voltímetro mediante un transformador de tensión (véase la Figura).

 

Voltímetro indirecto.

 

Emplearemos un transformador de tensión de x/110.

 

 

 

El aparato nos indicará el valor real de la medida, pues su escala está graduada respecto al valor de entrada del transformador, mientras que el valor de salida es el que se aplica al voltímetro.

 

NOTA:

 

Este método es solo válido para corriente alterna, ya que en corriente continua habría que recurrir a los convertidores.


Medida de intensidad de corriente eléctrica

 

La intensidad de corriente se mide con el amperímetro (véase la Figura 5.13). Básicamente está constituido por una bobina con muy pocas espiras y una gran sección. Y una resistencia interna prácticamente nula (del orden de 0,01 a 0,1 Ω).

 

 

 

Se conecta en serie con el receptor al que queremos medir la intensidad que consume como se aprecia en la Figura, en un circuito de corriente continua, y en un circuito para corriente alterna.

 

 

En un sistema trifásico, al igual que las tensiones, se pueden utilizar conmutadores para usar solo un amperímetro en vez de varios.

 

 

 

 

 

 

 

 

Medida indirecta

 

También, como en medida de tensiones, para intensidades elevadas se suelen utilizar transformadores de intensidad que adaptan el valor de ésta al campo de medidas del amperímetro, aunque la indicación sobre la escala se corresponde con el valor real. Tanto el amperímetro como el transformador han de construirse para este fin.

 

 

 

Por tanto, si las intensidades son altas (mayores de ≈80A aproximadamente), no podemos medir directamente haciendo pasar la corriente por el amperímetro o por un contador, etc. Tenemos que recurrir a medidas indirectas.

 

Amperímetro indirecto de 5A.

 

Los amperímetros miden de 0 a 5A pero se coloca encima una carátula que será distinta en cada caso, según sea el rango de intensidades en el que me voy a mover, y de esta manera hacemos una lectura directa.

Se intercala en serie en el circuito un transformador toroidal que mandará información al amperímetro y, aplicando una relación de transformación de x/5, podremos saber la intensidad real que circula por el circuito.

 

Por ejemplo:

Si la intensidad máxima que voy a medir es 180A utilizo un 200/5.

 

Esto quiere decir que por cada 200A que circulan por el circuito, el toroidal le mandará 5 al amperímetro.

 

El transformador toroidal y la carátula serán de 200/5. El amperímetro de 0 a 5A.


 

 

 

 

 

Amperímetro maxímetro

 

Es un aparato de medida que tiene dos agujas:

 

Una marca la intensidad de consumo en ese momento

Y la otra marca la intensidad máxima que haya habido en un periodo determinado de tiempo.

 

Posee un botón para hacerle un reset y que la segunda aguja vuelva a la posición de reposo (cero).

 

Nos sirve si en algún momento del día el consumo es muy elevado, y de esta forma hacer los ajustes pertinentes

 

Amperímetro de máxima

 

 

 

Amperímetro de máxima con contacto

Medida de resistencia eléctrica

 

Otra magnitud fundamental de la que nos interesa conocer su valor es la resistencia eléctrica. Dicha magnitud se mide mediante el óhmetro en las medidas cotidianas (véase la Figura). Y su unidad es el ohmio.

 

 

 

 

El óhmetro, ha de estar desconectado de la red de alimentación.

 

En los aparatos analógicos, la escala para medir resistencia se gradúa de forma inversa a como se gradúan las demás magnitudes, es decir, el cero se coloca a la derecha de la escala, debido a que cuando la resistencia a medir es nula, el galvanómetro estará recorrido por la máxima intensidad que puede dar la pila, con lo que la desviación del índice (aguja) del aparato será máxima (fondo de escala). Será en ese punto donde habrá que colocar el valor 0 Ω de la escala.

 

Al contrario, si la resistencia es de valor prácticamente infinito (circuito abierto), el galvanómetro no estará recorrido por ninguna intensidad, con lo que el índice no sufrirá desviación y permanecerá a la izquierda de la escala.

 

En este punto se colocará el valor ∞. Esta distribución de la escala se puede apreciar en la Figura anterior.

 

 

 

 

Los valores intermedios variarán en función de que la intensidad que circule por el galvanómetro sea mayor o menor.

 

En los aparatos analógicos, antes de realizar ninguna medida hay que poner a cero el aparato. Esto es debido a que la pila no suele tener siempre la misma carga y por ello se incorpora al aparato una resistencia variable (potenciómetro) en serie, como se ve en la siguiente Figura, con la pila y el galvanómetro, de manera que al puentear las pinzas del aparato, éste debe indicar el valor cero de la escala; si no es así, manipularemos el potenciómetro hasta llevar el índice al valor cero.

 

 

 

 

Con este procedimiento se compensa también el valor de la resistencia de los conductores de prueba del aparato, de manera que el valor indicado por el aparato se corresponderá con el valor real de la resistencia a medir.

 

Este proceso no es necesario en los aparatos digitales, ya que éstos hacen la compensación de forma interna. Para realizar la medida de resistencia, es necesario observar algunas precauciones previamente, como que el circuito a medir esté desconectado de la red.

 

Si es un elemento que forma parte de un montaje (acoplamiento de receptores, circuito impreso, etc.), hemos de aislarlo del resto antes de realizar la medida, ya que el acoplamiento puede influir para que el valor obtenido no sea el correcto. Para realizar la medida (véase la Figura), se colocan las puntas de las pinzas en los extremos de la resistencia a medir, y el valor leído en la escala se toma directamente.

 

 

 

 

Como se dijo anteriormente, la forma de realizar las medidas expuestas hasta ahora se corresponde con el método directo, y se aplica el aparato específico directamente.

 

También se puede realizar la medida de la resistencia de la lámpara de la siguiente Figura mediante el método indirecto.

 

 

 

 

Como se puede ver en el siguiente caso práctico, es necesario:

 

medir la tensión,

la intensidad

y aplicar la Ley de Ohm

 

 

Cabe resaltar que la conexión del voltímetro se hace por delante del amperímetro para que éste mida sólo la intensidad consumida por la lámpara, sin la influencia de la intensidad consumida por el voltímetro.

 

 

Medidas con polímetros y pinzas amperimétricas

 

La medición de las magnitudes expuestas hasta ahora; tensión, intensidad y resistencia eléctrica, se puede realizar con el polímetro o téster y con la pinza o tenaza amperimétrica:

 

Polímetro: es un aparato de medidas portátil que se considera una herramienta más del profesional de la electricidad (véase la Figura).

 

 

 

 

Los podemos encontrar tanto analógicos como digitales, y para su utilización es necesario tener presentes algunas consideraciones.

 

Básicamente, podemos decir que es un aparato múltiple que, dependiendo de donde coloquemos las pinzas en el mismo, o en qué posición coloquemos el conmutador (véase la Figura), se comportará como voltímetro, amperímetro u óhmetro, entre otros.

 

 

En las Figuras siguientes, se ilustra la forma de conexión del polímetro para realizar las medidas de tensión e intensidad, tanto en continua como alterna, así como de resistencia. El aparato utilizado es el de la Figura anterior, analógico y con conversión de la medida mediante clavijas.

 

 

 

 

 

 

Obsérvese que en las distintas medidas se mantiene una de las pinzas en la toma común, la otra pinza se colocará en la toma correspondiente al campo de medidas necesario, ya que este aparato posee distintos calibres de medida.

 

Una aplicación del téster analógico es la localización de fugas. Para ello tenemos que hacer la medida en la escala de 10.000Ω

 

 

Pinza o tenaza amperimétrica:

 

Al igual que el polímetro, este aparato se fabrica para poder realizar, entre otras, medidas de tensión, intensidad y resistencia, con lo que se convierte también en una herramienta imprescindible para el profesional de la electricidad.

 

Como la mayoría de los aparatos de medida, las podemos encontrar analógicas y digitales.

 

El analógico se utiliza sobretodo en los casos que la avería haya dado la cara, entonces la medida se ha de hacer muy rápida, (por ejemplo: “motor que funciona a dos fases, es decir, que haga mucho ruido”) por que el digital necesita un tiempo y no se podría leer correctamente sin el peligro de la instalación.

 

La diferencia entre este aparato y el polímetro es la facilidad con que se pueden realizar las medidas de intensidades, ya que aprovecha el campo magnético que genera un conductor al ser recorrido por una corriente eléctrica para convertirlo en un valor de intensidad.

 

La pinza (véase la Figura) está formada por una carcasa que agrupa todo el elemento medidor, y adosada a éste se coloca una pinza abatible (de aquí su nombre).

 

Esta pinza está formada por un núcleo magnético en forma de anillo (toro magnético) sobre el que va arrollada una bobina que se conecta al aparato medidor.

 

Esta bobina genera una fuerza electromotriz cuando se somete a la acción de un campo magnético variable y hace que circule una intensidad por el aparato medidor.

 

Dicha intensidad será mayor cuanto mayor sea la intensidad que queremos medir.

 

 

 

La gran ventaja que tienen las pinzas respecto de los amperímetros es que podemos medir intensidades en cualquier circuito sin tener que tocar sus conexiones, como se ve en la Figura.

 

 

 

También se pueden utilizar para comprobar si existe desequilibrio en sistemas trifásicos. Para ello, basta con introducir los tres hilos activos dentro de la pinza:

 

si el circuito está equilibrado, la indicación de intensidad debe ser cero;

en caso contrario el circuito está desequilibrado.

 

En el caso de una instalación monofásica, se introducirán los dos hilos que alimentan la instalación en la pinza:

 

si la indicación no es cero, podemos intuir que en algún punto de la instalación hay una fuga a tierra.

 

A la hora de medir y cerciorarse que es real la medida que se ha tomado se hace el siguiente truco:

 

“Dar vueltas (espiras) al cable por ejemplo 5 y se introducen en la pinza, y ésta nos marcará la intensidad de la línea por el número de vueltas que hayamos dado, en nuestro caso por 5”.

 

Método:

 

1º hacemos medida del cable

2º hacemos medidas con el número de vueltas

 

Resultado:

 

LR = LC x N

 

 

 

Medida de potencia, factor de potencia y frecuencias

 

En corriente continua, los receptores se comportan como resistencias óhmicas puras, mientras que en corriente alterna es necesario tener en cuenta otras propiedades además de la resistencia, como son inductancias y capacitancias.

 

La potencia dada por un receptor en corriente continua se determina fácilmente aplicando la expresión P = UI, con lo que se obtiene su valor en vatios.

 

En los circuitos de corriente alterna, los receptores están formados por resistencias, bobinas y condensadores.

 

 

A.Potencias

 

En los circuitos de corriente alterna, se nos presentan generalmente tres tipos de potencia, su representación gráfica se muestra en la Figura.

 

 

 

 

Sus características más relevantes son:

 

Potencia activa:

 

Se representa por P y es aquella que produce un trabajo útil en el circuito. Es el que se transforma en calor en la resistencia. Es la única potencia que realmente se consume en el circuito.Su unidad es el vatio (W) y se mide con el vatímetro.

 

 

 

 

 

 

Potencia reactiva:

 

Se representa por Q y aparece en los circuitos de corriente alterna cuando existen bobinas y condensadores. No realiza trabajo útil, razón por la que interesa reducirla al máximo. Es una potencia que no se consume, únicamente se intercambia entre el generador y la bobina, haciendo fluir una corriente extra por los conductores de alimentación. Su unidad es el voltio-amperio reactivo (VAR) y se mide con el varímetro.

 

Potencia aparente:

 

Se representa por S y es la suma vectorial de las potencias activa y reactiva. Ésta es la que determina el valor de la intensidad que va a circular por la línea de alimentación del circuito. Su unidad es el voltio-amperio (VA) y se obtiene realizando el producto UI. (lectura del voltímetro y amperímetro).

 

 

Medida de potencias activas:

 

La mediremos con el vatímetro (véase la Figura).

 

 

 

 

 

 

Básicamente, un vatímetro está formado por dos bobinas, una amperimétrica y otra voltimétrica.

 

La forma de conexión del vatímetro es exactamente igual tanto para corriente continua como para corriente alterna; eso sí, el aparato debe ser para ese tipo de corriente.

 

Como ejemplo de conexión se muestran las Figuras, sistema monofásico, ysistema trifásico. En uno y otro caso se realiza conexión directa al circuito.

 

 

 

 

 

 

Al igual que los amperímetros y voltímetros, estos aparatos se pueden conectar de forma indirecta mediante transformadores de medida.

 

En circuitos trifásicos, como la Figura anterior, muestra la forma de medir la potencia en un sistema desequilibrado.

 

Aunque en sistemas equilibrados también es válido, se puede utilizar un solo vatímetro conectado obteniendo el valor de la potencia del circuito al multiplicar el valor de éste por tres.

 

Caso práctico

 

Se pide: realizar el esquema de conexionado de un vatímetro monofásico para obtener la potencia activa en un sistema trifásico equilibrado con neutro.

 

Solución: el esquema de montaje sería el de la Figura. La potencia total se obtendrá multiplicando por 3 la lectura tomada del vatímetro.

 

 

 

 

Medida de potencias reactivas:

 

Para la medida de potencia reactiva se utiliza el varímetro (véase la Figura).

 

 

 

 

Básicamente, es similar al vatímetro, pero con la diferencia de que hay que incorporar al aparato un desfase de 90º entre la tensión y la intensidad en la bobina voltimétrica. Para ello se recurre a conectar bobinas y condensadores con la resistencia óhmica del vatímetro, con lo que se obtiene así la medida de la potencia reactiva del circuito.

 

Este tipo de aparato es exclusivo para corrientes alternas.

 

La forma de conexión de este aparato es idéntica a la del vatímetro.

 

 

B.Factor de potencia

 

La potencia reactiva, como ya se dijo, no realiza ningún trabajo útil, además de que las compañías suministradoras suelen penalizar el consumo de este tipo de energía. Es por ello que, en muchos casos, es necesario conocer no ya el ángulo, sino el factor de potencia «cos φ» para corregirlo cuando éste sea de un valor bajo, pues provocará un excesivo consumo de energía reactiva.

 

Este factor de potencia se mide de forma directa con el fasímetro (véase la Figura).

 

 

 

 

Tiene una bobina amperimétrica y otra voltimétrica. Mide el desfase entre el voltaje y la intensidad.

 

Al igual que el varímetro, sólo se utiliza en corriente alterna y puede ser tanto monofásico como trifásico. Como ejemplo de conexión, se muestra la Figura, conexión de un fasímetro monofásico.

 

 

medidas elect en inst de B

 

 

Hasta ahora hemos tratado la medida de potencias y factor de potencia de una forma directa, utilizando aparatos que nos dan la medida sobre su escala.

 

Estos aparatos pueden ser monofásicos o trifásicos, tanto analógicos como digitales.

 

Otra forma de obtener algunas medidas, como ya se ha expuesto anteriormente, es utilizar una forma indirecta.

 

Podemos obtener la potencia reactiva midiendo:

 

la potencia activa,

la tensión y

la intensidad.

 

El vatímetro nos dará la potencia activa P;

la potencia aparente S la obtendremos del producto UI,

y para obtener el valor de la potencia reactiva aplicaremos la expresión siguiente:

 

 

 

 

 

En el circuito de la Figura, también podemos determinar el factor de potencia mediante el método indirecto. Para ello tomamos la lectura del vatímetro que se corresponde con el valor de la potencia activa P; la potencia aparente S la obtenemos del producto UI. Aplicando la expresión que relaciona la potencia activa con la potencia aparente y despejando el factor de potencia, obtendremos:

 

 

 

 

 

 

Importancia de la corrección del factor de potencia

 

Si el factor de potencia está muy por debajo de la unidad nos indica la presencia de una potencia reactiva elevada causada por el efecto de la autoinducción de los bobinados. La potencia reactiva no se transforma en potencia útil en el motor, simplemente sirve para generar el campo electromagnético, para luego ser devuelta al generador. Este trasiego de energía reactiva del generador al motor y viceversa, hace que la compañía eléctrica tenga que proporcionar una potencia aparente por la red eléctrica muy superior a la que realmente se consume. En consecuencia, se produce un aumento de corriente por los conductores de la línea que repercute directamente en los costos de las instalaciones eléctricas propiedad de la compañía.

 

Las compañías eléctricas no facturan la energía reactiva pero aplican un recargo en el precio de KWh consumido a los clientes que trabajen con un FP por debajo del recomendado. (Ver tablas de recargo o bonificación de la compañía en función del cos φ).

La compañía coloca contador de reactiva en industrias y en hogares con una Potencia contratada de más de 16 Kw.

 

Con la mejora del factor de potencia se consigue reducir la potencia aparente de la red sin modificar la potencia activa, lo que trae consigo una reducción de la intensidad de corriente por la línea. Ello aporta considerables ventajas como son: reducción de la sección de los conductores en la línea, reducción de las caídas de tensión, y reducción de las pérdidas de potencia en los conductores.

 

Ventajas de corregir el factor de potencia:

Reducción de la sección de los conductores.

Protecciones

Evitamos pagar recargos a la empresa suministradora

ICP menor.

 

 

Corrección del factor de potencia mediante condensadores

 

Las instalaciones industriales suelen utilizar normalmente receptores de tipo inductivo, como por ejemplo, motores, lámparas de descarga (fluorescentes, vapor de mercurio, vapor de sodio, etc.), transformadores, electroimanes, etc. Para compensar la energía reactiva producida por estos elementos utilizaremos uno o varios condensadores acoplados en batería, con el fin de mejorar el cos φ (próximo a la unidad).

 

Para contrarrestar el consumo excesivo de potencia reactiva de carácter inductivo y así reducir también la potencia aparente y la corriente por la línea se instalan condensadores conectados en paralelo con los receptores.

 

 

Tipos de compensación de la energía reactiva

 

1.- Compensación individual

 

Se conecta un condensador en paralelo con cada carga inductiva a compensar.

 

Se utiliza fundamentalmente para lámparas de descarga. En el caso de lámparas de A.F. (alto factor), el condensador viene incorporado directamente en el equipo de arranque. Si la lámpara es de B.F. (bajo factor), podemos colocar el condensador en paralelo con la lámpara atendiendo a las indicaciones que nos hace el fabricante en la reactancia acerca de la capacidad del condensador que necesito para corregir hasta un determinado cos φ.

 

2.- Compensación central:

 

a)Con batería fija de condensadores

 

Se conecta una gran batería de condensadores en paralelo con la línea general para compensar la potencia reactiva de todo el conjunto de la instalación eléctrica. Esto está prohibido, ya que la energía reactiva a compensar depende de las cargas que estén conectadas en cada momento, y en momentos en que la instalación trabajara con poca carga provocaría aumentos excesivos en la intensidad que circula por la línea.

 

b)Con batería automática de condensadores

 

Conectan y desconectan escalonadamente grupos de condensadores en funciónde las cargas que estén conectadas en cada momento.

 

Se utiliza generalmente en instalaciones industriales con muchos receptores.

 

 

C.frecuencia

 

Frecuencia de una corriente alterna es el número de veces que se repite el ciclo en un segundo. Su unidad es el hertzio (Hz) o también ciclos por segundo. La corriente alterna tiene una forma sinusoidal por lo que se repite periódicamente.

 

En la generación de corriente alterna, en distintos países la frecuencia se fija en 50 Hz aunque en Estados Unidos se adoptan 60 Hz. Para poder acoplar generadores o líneas de alimentación, es necesario que las frecuencias sean coincidentes, por lo que necesitamos medirla antes de realizarlos acoplamientos.

 

La medida de frecuencia se realiza mediante el frecuencímetro (véase la Figura).

 

 

 

 

Los frecuencímetros analógicos pueden ser de aguja o de láminas vibrantes.

 

Dicho aparato se conecta al circuito de la misma forma que el voltímetro; el valor de la frecuencia se obtiene directamente de la escala.

 

 

 

 

La frecuencia es, al igual que el factor de potencia, es una magnitud exclusiva de la corriente alterna.

 

 

Medida de energía eléctrica

 

En toda instalación eléctrica existe un consumo de energía; esto se traduce en costes, por lo que resulta necesario conocerlo y evaluarlo. Son las empresas suministradoras de energía las más interesadas en estas medidas, aunque en algunos casos es conveniente saber el consumo de alguna parte de la instalación de manera aislada.

 

La energía eléctrica es, por definición, la potencia utilizada multiplicada por el tiempo de utilización. Si esta potencia fuese constante, podríamos obtener la energía midiendo la potencia con un vatímetro y multiplicándola por el tiempo. En realidad, la potencia de utilización no suele ser constante, por ello habrá que recurrir a algún aparato de medida para obtener la energía. Dicho aparato es el contador de energía.

 

El contador de energía (véase la Figura) es un aparato que hace la integración de potencia y tiempo.

 

 

 

 

Pueden ser analógicos o digitales, aunque éstos últimos se están imponiendo debido a su fiabilidad, sus prestaciones y su reducido tamaño.

 

En lo que se refiere a su conexión, es válido todo lo expuesto anteriormente para medidas de potencia, en cuanto a activa, reactiva y sus conexiones. Como ejemplo de conexión de estos aparatos, tenemos los representados en las Figuras, conexión de contador monofásico, y conexión de contadores trifásicos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Medida de resistencia de aislamiento y rigidez dieléctrica

 

Como sabemos, no existen aislantes perfectos. Al someterlos a una diferencia de potencial pueden aparecer corrientes de fuga, ya sea por insuficiencia o deterioro de éstos. Para asegurar el buen funcionamiento de las instalaciones, es necesaria la comprobación de sus aislamientos.

 

El Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (RBT) en su instrucción ITC-BT-19, Apartado 2.9, regula los mínimos de resistencia de aislamiento y rigidez dieléctrica que han de presentar dichos aislamientos.

 

 

A.Medida de resistencia de aislamiento

 

Resistencia de aislamiento: es la resistencia eléctrica medida en ohmios que presentan dos partes activas de una instalación separadas por un aislante.

 

Como esta resistencia suele ser de un valor elevado, se utiliza como unidad un múltiplo: el megaohmio (106Ω).

 

Su medida se realiza con el medidor de resistencia de aislamientos o megger (véase la Figura).

 

 

 

Básicamente, es un aparato que aplica entre los extremos de sus pinzas de prueba una tensión conmutable en corriente continua con valores de 250, 500 y1000 V. En función de dicha tensión, realiza la medida de resistencia, que se visualiza sobre la escala del aparato.

 

Pueden ser analógicos o digitales. Entre los analógicos podemos encontrarlos de magneto (generador de corriente a manivela), que es el que se encarga de generar la energía necesaria para realizar la medida.

 

Para realizar la medida, hay que aislar la instalación o parte de la instalación que se pretende comprobar, desconectando los interruptores generales de alimentación.

 

Una vez aislada, se procederá a medir su resistencia de aislamiento con respecto a tierra, así como entre conductores, siguiendo el proceso indicado en el Apartado 2.9 de la ITC-BT-19 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, que se recoge básicamente en el Caso práctico, expuesto a continuación.

 

 

Caso práctico

 

Se pide: Realizar el conexionado para obtener la medida de la resistencia de los aislamientos de una instalación.

 

Solución:

 

1.º Medida de la resistencia de aislamiento de la instalación respecto a tierra (véase la Figura):

 

Instalación desconectada de la red.

 

Todos los receptores conectados.

 

Interruptores cerrados.

 

Se conecta el positivo del megger al conductor de protección (tierra), y el negativo del megger al conductor activo de la instalación, y se realiza la medida.

 

 

 

 

 

 

2.º Medida de la resistencia de aislamiento de cada uno de los conductores respecto a tierra (véase la Figura):

 

Instalación desconectada de la red.

 

Todos los receptores desconectados.

 

Interruptores cerrados.

 

Se conecta el positivo del megger al conductor de protección (tierra), y el negativo del megger a todos los conductores (activos y neutro) de la instalación unidos entre sí, y se realiza la medida.

 

 

 

 

 

3.º Medida de la resistencia de aislamiento entre conductores (véase la Figura):

 

Instalación desconectada de la red.

 

Todos los receptores desconectados.

 

Interruptores cerrados.

 

Se conecta el positivo del megger a un conductor de la instalación, y el negativo del megger a otro de los conductores de la instalación. La medida se realizará sucesivamente entre los conductores tomados dos a dos, incluido el neutro.

 

 

 

 

 

 

 

medidas elect en inst de B

 

 

Realizadas las medidas, la instalación debe presentar unos valores de resistencia de aislamiento mayores o iguales a los recogidos en la Tabla 5.5, correspondientes al Apartado 2.9 de la ITC-BT-19 del RBT.

 

 

En caso de que se quiera medir la resistencia de aislamiento de una máquina eléctrica o un receptor cualquiera, la medida la realizaremos como se indica en la Figura.

 

 

 

 

B.Medida de la rigidez dieléctrica

 

«Dieléctrico» y «aislamiento» se pueden considerar como sinónimos. Como se ha dicho anteriormente, no existe un aislante perfecto, ya que en determinadas condiciones, aunque sean extremas, todo aislante se vuelve conductor.

 

Rigidez dieléctrica: es la diferencia de potencial capaz de perforar un aislante. El Apartado 2.9 de la ITC-BT-19 del RBT determina que los aislamientos de toda instalación han de soportar durante un minuto una prueba de 2U + 1000 V a frecuencia industrial, siendo “U” la tensión máxima de servicio de la instalación, y con un mínimo de 1500 V.

 

Durante los ensayos, los receptores estarán desconectados y los interruptores cerrados. Este ensayo se realizará entre todos los conductores de la instalación incluido el neutro, con relación a tierra y entre conductores.

 

El ensayo se realiza mediante el medidor de rigidez dieléctrica de sólidos (véase la Figura).

 

 

Obsérvese que las pinzas de prueba incorporan medidas de seguridad importantes, ya que aplican altas tensiones. El aparato de la Figura lleva un autotransformador regulable para seleccionar la tensión de prueba, que se visualiza en el voltímetro incorporado al aparato. Es recomendable no realizar este ensayo más de una o dos veces, ya que los materiales se exponen a condiciones extremas y podrían deteriorarse los aislamientos.

 

 

 

BUSCAR EN PORTAL
PORTAL ELECTROZONA