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El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas Picos de tensión, un riesgo inevitable A medida que los sistemas de distribución y las cargas se hacen más complejos, aumentan las posibilidades de sobretensiones transitorias. Los motores, condensadores y equipos de conversión de energía tales como los variadores de velocidad pueden ser generadores importantes de picos de tensión. La caída de rayos sobre líneas de transmisión a la intemperie puede también ser causa de transitorios de gran energía extremadamente peligrosos. Si se están efectuando mediciones en sistemas eléctricos, estos transitorios constituyen peligros “invisibles” y en general inevitables. Los mismos tienen lugar generalmente en circuitos de alimentación de energía de baja tensión, y pueden alcanzar valores de pico del orden de los varios miles de voltios. En estos casos, la protección depende del margen de seguridad ya previsto en su comprobador. La tensión nominal por sí sola no le indicará en qué medida ese comprobador fue diseñado para resistir grandes pulsos transitorios. Las primeras claves sobre el riesgo para la seguridad impuesto por los picos transitorios provino de las aplicaciones relacionadas con las mediciones en el bus de suministro de energía eléctrica de los ferrocarriles urbanos. La tensión nominal del bus era de sólo 600 V, pero los multímetros de 1000 V nominales duraban sólo unos pocos minutos cuando se efectuaban mediciones mientras el tren estaba operando. Un examen detenido reveló que cada vez que el tren se detenía o arrancaba se generaban picos de 10.000 voltios. Estos transitorios no se apiadaban de los circuitos de entrada de los multímetros de aquella época. Las lecciones aprendidas a través de esa investigación condujeron a significativas mejoras en los circuitos de protección de las entradas de los multímetros. Nuevas normas de seguridad Para proteger al operador contra los transitorios, se debe incorporar seguridad en los equipos de prueba. ¿Qué especificación de desempeño se debería buscar, especialmente si uno sabe que podría estar trabajando con circuitos de gran energía? La tarea de definir nuevas normas de seguridad para los equipos de comprobación fue recientemente abordada por la IEC (International Electro-technical Commission o Comisión Electrotécnica Internacional). Esta organización desarrolla normas internacionales de seguridad para equipos de comprobación eléctrica. Durante varios años la industria utilizó para el diseño de sus equipos la norma IEC 348. Esa norma fue reemplazada por la IEC 1010, que a su vez fue recientemente actualizada a la IEC 61010. Aunque los comprobadores bien diseñados de acuerdo con la norma IEC 348 han sido utilizados durante años por técnicos y electricistas, el hecho es que los multímetros diseñados según la nueva norma IEC 61010 ofrecen un nivel de seguridad significativamente mayor. Veamos cómo se logra esto. A mA COM V TEMPERATURE A TRUE RMS MULTIMETER 189 400mA FUSED 10A MAX FUSED CAT 1000V Nota de aplicación No descuide la seguridad; su vida puede depender de ello Cuando la seguridad constituye una preocupación, elegir un comprobador eléctrico es como seleccionar un casco de motocicleta: si usted tiene una cabeza “barata”, elija un casco “barato”. Si en cambio valora su cabeza, procúrese un casco seguro. Los riesgos de andar en motocicleta son obvios, ¿pero cómo son las cosas con los comprobadores eléctricos? Si se asegura de seleccionar un comprobador con una tensión nominal suficientemente alta, ¿no es suficiente? Después de todo la tensión es sólo la tensión, ¿no es así? No exactamente. Los ingenieros que analizan la seguridad de los comprobadores a menudo descubren que los equipos que fallaron fueron sometidos a una tensión mucho mayor que la que el usuario pensó que estaba midiendo. Existen accidentes ocasionales cuando el comprobador, especificado para baja tensión (1000 V o menos), es utilizado para medir media tensión, tal como 4160 V. Igual de común, la “patada” eléctrica que voltea a un operario no tiene nada que ver con el uso indebido: fue un pico o transitorio de alto voltaje momentáneo que impactó sobre la entrada del comprobador sin advertencia previa. 1000V CAT III Diseñado y construido de acuerdo con la norma IEC 61010-1

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El ABC de laseguridad en las

mediciones eléctricas

Picos de tensión, unriesgo inevitableA medida que los sistemas dedistribución y las cargas se hacenmás complejos, aumentan lasposibilidades de sobretensionestransitorias. Los motores,condensadores y equipos deconversión de energía tales como losvariadores de velocidad pueden sergeneradores importantes de picosde tensión. La caída de rayos sobrelíneas de transmisión a la intemperiepuede también ser causa detransitorios de gran energíaextremadamente peligrosos. Si seestán efectuando mediciones ensistemas eléctricos, estos transitoriosconstituyen peligros “invisibles” yen general inevitables. Los mismostienen lugar generalmente encircuitos de alimentación de energíade baja tensión, y pueden alcanzarvalores de pico del orden de losvarios miles de voltios. En estoscasos, la protección depende delmargen de seguridad ya previsto ensu comprobador. La tensión nominalpor sí sola no le indicará en quémedida ese comprobador fuediseñado para resistir grandespulsos transitorios.

Las primeras claves sobre elriesgo para la seguridad impuestopor los picos transitorios provino delas aplicaciones relacionadas con lasmediciones en el bus de suministrode energía eléctrica de losferrocarriles urbanos. La tensiónnominal del bus era de sólo 600 V,pero los multímetros de 1000 Vnominales duraban sólo unos pocosminutos cuando se efectuabanmediciones mientras el tren estabaoperando. Un examen detenidoreveló que cada vez que el tren sedetenía o arrancaba se generabanpicos de 10.000 voltios. Estostransitorios no se apiadaban delos circuitos de entrada de losmultímetros de aquella época. Laslecciones aprendidas a través deesa investigación condujeron asignificativas mejoras en los circuitosde protección de las entradas delos multímetros.

Nuevas normas de seguridadPara proteger al operador contralos transitorios, se debe incorporarseguridad en los equipos de prueba.¿Qué especificación de desempeñose debería buscar, especialmente siuno sabe que podría estar trabajandocon circuitos de gran energía? Latarea de definir nuevas normasde seguridad para los equipos decomprobación fue recientementeabordada por la IEC (InternationalElectro-technical Commissiono Comisión ElectrotécnicaInternacional). Esta organizacióndesarrolla normas internacionalesde seguridad para equipos decomprobación eléctrica.

Durante varios años la industriautilizó para el diseño de sus equiposla norma IEC 348. Esa norma fuereemplazada por la IEC 1010, que asu vez fue recientemente actualizadaa la IEC 61010. Aunque loscomprobadores bien diseñados deacuerdo con la norma IEC 348 hansido utilizados durante años portécnicos y electricistas, el hecho esque los multímetros diseñados segúnla nueva norma IEC 61010 ofrecen unnivel de seguridad significativamentemayor. Veamos cómo se logra esto.

A mA COM V

TEMPERATURE

A

TRUE RMS MULTIMETER189

400mAFUSED

10A MAXFUSED

CAT 1000V

Nota de aplicación

No descuide la seguridad; suvida puede depender de elloCuando la seguridad constituye unapreocupación, elegir un comprobadoreléctrico es como seleccionar un cascode motocicleta: si usted tiene unacabeza “barata”, elija un casco“barato”. Si en cambio valora sucabeza, procúrese un casco seguro.Los riesgos de andar en motocicletason obvios, ¿pero cómo son las cosascon los comprobadores eléctricos?Si se asegura de seleccionar uncomprobador con una tensiónnominal suficientemente alta, ¿noes suficiente? Después de todo latensión es sólo la tensión, ¿no es así?

No exactamente. Los ingenierosque analizan la seguridad de loscomprobadores a menudo descubrenque los equipos que fallaron fueronsometidos a una tensión muchomayor que la que el usuario pensóque estaba midiendo. Existenaccidentes ocasionales cuando elcomprobador, especificado parabaja tensión (1000 V o menos), esutilizado para medir media tensión, talcomo 4160 V. Igual de común, la“patada” eléctrica que voltea a unoperario no tiene nada que vercon el uso indebido: fue un picoo transitorio de alto voltajemomentáneo que impactó sobrela entrada del comprobador sinadvertencia previa.

1000VCAT III

Diseñado y construido de

acuerdo con la norma

IEC 61010-1

2 Fluke Corporation El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas

Protección de transitoriosLa verdadera cuestión para uncircuito de protección de unmultímetro no es sólo el máximorango de tensiones en estadoestacionario sino una combinaciónde capacidades para soportar tantola tensión de estado estacionariocomo las sobretensiones debidas atransitorios. La protección contratransitorios es vital. Cuandoaparecen transitorios en circuitosde gran energía, los mismostienden a ser más peligrososporque estos circuitos puedenentregar grandes corrientes. Siun transitorio genera un arco, laalta corriente puede mantenerlo,produciendo una ruptura de plasmao explosión, la que tiene lugarcuando el aire circundante seioniza y se hace conductivo. Elresultado es una detonación dearco, un suceso catastrófico quecausa más daños de tipo eléctricocada año que el mejor riesgoconocido de descarga eléctrica.(Ver “Transitorios: el peligro oculto”en la página 4).

Categorías de medicionesEl concepto individual másimportante a comprender sobre lasnuevas normas es la categoría demedición. La nueva norma definelas Categorías I a IV, a menudoabreviada CAT I, CAT II, etc. (Ver laFigura 1.) La división de un sistemade distribución de energía encategorías está basada en el hechode que un transitorio peligrosode gran energía tal como lacaída de un rayo será atenuado oamortiguado a medida que recorrela impedancia (resistencia de CA)del sistema. Un número más altode CAT se refiere a un entornoeléctrico de mayor energíadisponible y transitorios de másenergía. Por lo tanto un multímetrodiseñado para una norma CAT IIIresiste transitorios de mucha másenergía que uno diseñado parauna norma CAT II.

Dentro de una categoría, unamayor tensión nominal indica unamayor calificación para soportartransitorios; por ejemplo, unmultímetro CAT III de 1000 V tieneuna protección superior comparadocon un multímetro clasificadoCAT III de 600 V. El verdaderomalentendido tiene lugar si alguienselecciona un multímetro CAT II de1000 V nominales pensando quees superior a un multímetro CAT IIIde 600 V. (Consulte “¿Cuándo es600 V más que 1000 V?” en lapágina 7).

Figura 1. Ubicación, ubicación, ubicación.

Tabla 1. Categorías de mediciones. La norma IEC 61010 rige para equipos de comprobación de baja tensión (< 1000 V).

CAT IV Tres fases en laconexión delservicio deenergíaeléctrica,cualquierconductorexterno

• Se refiere a “origen de la instalación”; es decir, en dónde se efectúala conexión de baja tensión a la alimentación del servicio deenergía eléctrica.

• Medidores de consumo de electricidad, equipos de proteccióncontra sobrecorrientes.

• Exterior y entrada del servicio, acometida del servicio desde el poste aledificio, recorrido entre el medidor y el panel.

• Línea en altura a edificio separado, línea subterránea a bomba de pozo.

CAT III Distribucióntrifásica,incluyendoiluminacióncomercialmonofásica

• Equipos en instalaciones fijas, tales como equipos de conmutacióny distribución y motores polifásicos.

• Bus y alimentador en plantas industriales.• Alimentadores y circuitos de derivación corta, dispositivos de

paneles de distribución.• Sistemas de iluminación en edificios grandes.• Salidas para aparatos con conexiones cortas a la entrada

del servicio.

CAT II Cargasconectadas atomacorrientesmonofásicos

• Artefactos, herramientas portátiles y otras cargas domiciliariasy similares.

• Tomacorrientes y circuitos de derivación larga.• Salidas a más de 10 metros (30 pies) de fuente CAT III.• Salidas a más de 20 metros (60 pies) de fuente CAT IV.

CAT I Electrónica • Equipos electrónicos protegidos.• Equipos conectados a circuitos (fuente) en los cuales se toman

mediciones para limitar las sobretensiones transitorias a un niveladecuadamente bajo.

• Cualquier fuente de voltaje alto y baja energía derivada de untransformador de gran resistencia de bobinado, tal como la secciónde voltaje alto de una fotocopiadora.

Categoría demedición

Descripciónbreve Ejemplos

Comprensión de las categorías: Ubicación, ubicación, ubicación...

El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas Fluke Corporation 3

ubicación…

No se trata sólo del nivelde tensiónEn la Figura 1, un técnico que trabajecon equipos de oficina en unaubicación CAT I podría de hechoencontrar tensiones CD mucho másaltas que las tensiones de la líneaalimentación de CA medidas porel electricista de motores en laubicación CAT III. Sin embargolos transitorios en los circuitoselectrónicos CAT I, sin importar elvoltaje, son claramente una amenazamenor, porque la energía disponiblepara un arco es relativamentelimitada. Esto no significa que nohaya riesgos eléctricos presentesen los equipos CAT I o CAT II. Elprincipal peligro es el de descargaeléctrica, no el de los transitorios yel arco. Las descargas eléctricas,que serán analizadas más adelante,pueden ser igual de letales queun arco.

Para citar otro ejemplo, una líneaen altura que corra desde una casaa un cobertizo separado puede serde sólo 120 V o 240 V, pero sinembargo sigue siendo técnicamenteCAT IV. ¿Por qué? Cualquierconductor situado a la intemperieestá sujeto a transitorios de muyalta energía debidos a rayos. Aúnconductores enterrados bajo tierrason CAT IV, porque aunquelos mismos no van a recibirdirectamente un rayo, el impactode un rayo en las cercanías puedeinducir un transitorio debido a lapresencia de grandes camposelectromagnéticos.

Cuando se trata de las categoríaspara mediciones, rigen las reglasde los bienes raíces: ubicación,ubicación, ubicación...(Para un análisis adicional sobre lascategorías de instalación, consulte lapágina 6, “Aplicación de categoríasa su trabajo”).

La clave del cumplimientocon las normas de seguridades la comprobaciónindependienteBusque un símbolo y un número delista de un laboratorio independientede comprobación tal como UL, CSA,TÜV u otra organización reconocidade comprobación. No se fíe de frasestales como “Diseñado para satisfacerla especificación...” Los planes de losdiseñadores no son nunca unsubstituto para una verdaderacomprobación independiente.

¿Cómo se puede saber si se estáobteniendo un genuino comprobadorCAT III o CAT II? Lamentablementeeso no siempre resulta tan sencillo.Es posible que un fabricante certifiquepor sí mismo que su comprobadores CAT II o CAT III sin ningunaverificación independiente. La IEC(International ElectrotechnicalCommission) desarrolla y proponenormas, pero no es responsablepor su cumplimiento.

Busque el símbolo y númerode registro de un laboratorioindependiente de comprobación talcomo UL, CSA, TÜV u otra entidadreconocida de aprobación. Esesímbolo puede solamente serutilizado si el producto completósatisfactoriamente su comprobaciónsegún la norma de la entidad decontrol, la que está basada ennormas nacionales/internacionales.La UL 3111, por ejemplo, está basadaen la IEC 61010. En un mundoimperfecto, eso es lo más que sepuede hacer para asegurar queel multímetro seleccionado fueverdaderamente comprobado encuanto a su seguridad.

Comprobación independiente

¿Qué indica el símbolo CE?Un producto se marca CE (ConformitéEuropéenne) para indicar suconformidad con ciertos requisitosesenciales relativos a salud,seguridad, ambiente y protecciónal consumidor establecidos por laComisión Europea e impuestos pormedio del empleo de “directivas”.Existen directivas que afectanmuchos tipos de producto, y losproductos de fuera de la UniónEuropea no pueden ser importadosy vendidos allí si los mismos nosatisfacen las directivas pertinentes.El cumplimiento con una directivapuede ser satisfecho probando estaren conformidad con una normatécnica de aplicación, tal como laIEC 61010 correspondiente aproductos para baja tensión. Losfabricantes cuentan con autorizaciónpara autocertificar que sus productossatisfacen las normas, emitir suspropia Declaraciones de Conformidady marcar sus productos como “CE”.La marca CE no constituye,por lo tanto, una garantía decomprobación independiente.

4 Fluke Corporation El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas

Protección contra dos riesgos eléctricos principales

Echemos una mirada a una situacióncon las peores condiciones posiblesen la cual un técnico está llevando acabo mediciones sobre un circuitocon tensión de un control de motortrifásico, empleando un multímetrosin las necesarias precaucionesde seguridad.

He aquí lo que podría suceder:1. La caída de un rayo genera un

transitorio en la línea dealimentación, el que a su vezocasiona un arco entre losterminales de entrada dentrodel multímetro. Los circuitosy componentes necesariospara prevenir este sucesosencillamente fallaron o faltaban.Tal vez no se trataba de unmultímetro clasificado comoCAT III. El resultado es uncortocircuito directo entre las dosterminales de medición a travésdel multímetro y las puntasde prueba.

2. Por el cortocircuito recién creadofluye una alta corriente de falla,posiblemente de varios milesde amperios. Esto sucede enmilésimas de segundo. Cuandose forma el arco dentro delmultímetro, una onda de choquede muy alta presión puede

generar un fuerte ¡pum!, muyparecido al del disparo de unarma de fuego o la explosiónen el tubo de escape de unautomóvil. En el mismo momento,el técnico ve destellos de arco decolor azul brillante en las puntasde prueba; las corrientes de fallasobrecalientan las puntas dela sonda, que comienzan aquemarse, produciendo un arcodesde el punto de contacto hastala sonda.

3. La reacción natural es retroceder,para alejarse del circuito. Pero amedida que las manos del técnicoretroceden, aparece un arcodesde la terminal del motor acada punta de prueba. Si estosdos arcos se unen para formarun arco único, hay ahora otrocortocircuito directo fase con fase,esta vez directamente entre lasterminales del motor.

4. Este arco puede tener unatemperatura que se aproxima alos 6.000 °C (10.000 °F), que esmayor que la temperatura de unsoplete de oxiacetileno. A medidaque el arco crece, alimentadopor la corriente disponibledel cortocircuito, el mismosobrecalienta el aire circundante.Se crean tanto una explosióncomo una bola de fuego deplasma. Si el técnico tiene suerte,la explosión lo arroja hacia atrás ylo retira de la vecindad del arco;aunque golpeado, salva su vida.En el peor caso, la víctimaexperimenta quemaduras fatalesresultantes del fuerte calor delarco o de la ráfaga de plasma.

Además de utilizar un multímetroclasificado para la categoríaadecuada de medición, cualquieraque trabaje con circuitos dealimentación que contengantensión deberá estar protegido conindumentaria retardante al fuego,deberá utilizar anteojos de seguridado, mejor aún, una máscara facial deseguridad, y deberá emplear guantesde material aislante.

La caída de un rayo genera untransitorio en la línea de alimentación,lo que crea un arco entre los terminalesde entrada del multímetro que produceun fuerte ruido.

Luego fluye una alta corriente por elcircuito cerrado que se forma. En laspuntas de la sonda aparece un arco.

Si dichos arcos se unen, el arco dealta energía resultante puede crearuna situación que represente unaamenaza contra la vida del usuario.

Cuando se alejan las puntas deprueba, como reacción ante el fuerteruido, se producen arcos hacia lasterminales del motor que se estácomprobando.

Transitorios: el peligro oculto

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Figura 2. Secuencia del peor caso, con la potencial aparición de un arco.

El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas Fluke Corporation 5

Los transitorios no son la única fuentede riesgo de posibles cortocircuitosy formación de arcos. Uno de losempleos indebidos más comunesde los multímetros portátiles puedegenerar una cadena similarde sucesos.

Digamos que un usuarioestá efectuando mediciones decorriente en circuitos de señales.El procedimiento es seleccionar lafunción de amperímetro, insertar laspuntas de prueba en los terminalesde entrada mA o A, abrir el circuito yrealizar una serie de mediciones. Enun circuito serie, la corriente essiempre la misma. La impedancia deentrada del circuito de corriente debeser lo suficientemente baja como paraque la misma no afecte la corrientedel circuito serie. La impedancia deentrada en el terminal de 10 A de unmultímetro Fluke es de 0,01 ohmios.Compárese esto con la impedancia deentrada en los terminales de tensiónde 10 MΩ (10.000.000 Ω).

Si las puntas de prueba sondejadas en los terminales decorriente y luego accidentalmenteconectadas a una fuente de tensión,la baja impedancia de entrada seconvierte en un cortocircuito. Noimporta si la perilla selectora esgirada hacia tensión; las puntas deprueba están de todas manerasfísicamente conectadas a un circuitode baja impedancia.* Esa es la razónpor la cual las terminales de corrientedeben estar protegidos por fusibles.Esos fusibles son el único elementoque constituye la diferencia entreun mero inconveniente - fusibles

quemados - y un potencial desastre.Utilice sólo un multímetro con

entradas de corriente protegidas porfusibles para alta energía. Nuncareemplace un fusible quemado conun fusible incorrecto. Utilice sólolos fusibles para alta energíaespecificados por el fabricante.Estos fusibles están clasificadospara una tensión y una capacidadde interrupción de cortocircuitosdiseñada para su seguridad.

Protección contrasobrecargasLos fusibles protegen contrasobrecorrientes. La alta impedanciade entrada de los terminales detensión/resistencia asegura que seapoco probable una condición desobrecorriente, de modo que no senecesitan fusibles. En cambio, laprotección contra sobretensiones esrequerida. La misma es provista porun circuito de protección que limitalas altas tensiones a un nivelaceptable. Además, un circuitode protección térmica detecta lascondiciones de sobretensión,protege al multímetro hasta quedicha condición desaparezca yluego automáticamente retorna ala operación normal. El beneficiomás común es proteger al multímetrocontra sobrecargas cuando seencuentra en el modo de resistencia.De esta manera, se provee proteccióncontra sobrecargas con recuperaciónautomática para todas las funcionesde medición siempre y cuando laspuntas de prueba se encuentren enlos terminales de entrada de tensión.

A mA COM V

TEMPERA

A

A mA COM V

TEMPERATURE

A

V

TRUE RMS MULTIMETER189

400mAFUSED

10A MAXFUSED

CAT 1000V

A COM

Figura 3. Uso indebido del DMM en modo amperímetro.

Aunque la mayoría de la gentetiene conciencia del peligro de lasdescargas eléctricas, pocos se dancuenta de la pequeña cantidad decorriente y de lo bajo de la tensiónnecesarias para producir unadescarga eléctrica fatal. Flujosde corriente tan bajos como30 mA pueden ser fatales(1 mA=1/1000 A). Examinemoslos efectos del flujo de corriente através de un “típico” individuo desexo masculino de 68 kilogramos(150 libras) de peso:• A alrededor de 10 mA tiene

lugar la parálisis muscular delos brazos, de modo que no sepuede soltar el instrumento.

• A alrededor de 30 mA tienelugar la parálisis respiratoria.La respiración se detiene y losresultados son a menudo fatales.

• A alrededor de 75 a 250 mA,para una exposición que superelos cinco segundos, tiene lugaruna fibrilación ventricular, queocasiona descoordinación de losmúsculos del corazón; el corazónya no puede funcionar. Lascorrientes más intensasocasionan fibrilación enmenos de cinco segundos.Los resultados songeneralmente fatales.

Ahora calculemos el umbralpara una tensión “peligrosa”. Laresistencia aproximada del cuerpobajo la piel de una mano a la otra através del cuerpo es de 1000 Ω.Una tensión de sólo 30 V a travésde 1000 Ω generará un flujo decorriente de 30 mA. Por suerte, laresistencia de la piel es mucho másalta. Es la resistencia de la piel,especialmente la capa exterior delas células muertas, denominadala “capa córnea”, la que protegeal cuerpo. En condiciones dehumedecimiento, o si existe uncorte, la resistencia de la pieldecrece radicalmente. A alrededorde 600 V, la resistencia de la pieldeja de existir. Resulta perforadapor la alta tensión.

Tanto para los fabricantes demultímetros como para los usuarios,el objetivo es evitar a toda costacontactos accidentales concircuitos que contengan tensión.Trate de procurarse:• Multímetros y puntas de prueba

con doble aislamiento.• Multímetros con conectores de

entrada embutidos y puntasde prueba con conectoresde entrada cubiertos.

• Puntas de prueba conprotectores de dedos y superficieno deslizante.

• Multímetro y puntas de pruebaconstruidos con materiales debuena calidad, durables yno conductivos.

Utilice los fusibles de alta energía adecuadosDescarga eléctrica

*Algunos multímetros cuentan con una Alerta deentrada que provee un sonido de advertencia si elmultímetro se encuentra en esta configuración.

Formación de un arco y descarga eléctrica

6 Fluke Corporation El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas

Múltiples categoríasHay una situación que algunas vecesconfunde a la gente que trata deaplicar categorías a las aplicacionesdel mundo real. En un único equipo,existe a menudo más de unacategoría. Por ejemplo, en equiposde oficina, desde la fuente dealimentación de 120 V/240 Vhasta el tomacorriente es CAT II. Loscircuitos electrónicos, en cambio, sonCAT I. En los sistemas de control deedificios, tales como los paneles decontrol de iluminación, o en equiposde control industrial tales comocontroladores programables, escomún encontrar circuitoselectrónicos (CAT I) y circuitos dealimentación (CAT III) coexistiendopróximos entre sí.

¿Qué se hace en esas situaciones?Como en todas las situaciones delmundo real, utilice el sentido común.En este caso, eso significa utilizar elmultímetro que tenga la clasificaciónde categoría más alta. De hecho, noes realista esperar que la gente vayaa estudiar todo el tiempo el procesode definición de categorías. Loque sí es realista, y altamenterecomendado, es seleccionar unmultímetro clasificado para lacategoría más alta en la cual elmismo podría ser posiblementeutilizado. En otras palabras, espreferible mantener un margende seguridad.

Atajos para entenderlas categoríasEstas son algunas maneras rápidasde aplicar el concepto de categorías asu trabajo cotidiano:

• La regla general es que cuantomás cerca se encuentre usted dela fuente de energía, más alto debeser el número de la categoría ymayor será el riesgo potencialde transitorios.

• También es que cuanto mayorsea la corriente de cortocircuitoexistente en un punto enparticular, mayor debe serel número de la CAT.

• Otra manera de decir la mismacosa es que cuanto mayor sea laimpedancia de la fuente, menordeberá ser el número de la CAT.La impedancia de la fuente essimplemente la impedancia total,incluyendo la impedancia delcableado, desde el punto donde seestá efectuando la medición y laacometida de alimentación. Dichaimpedancia es la que amortigualos transitorios.

• Finalmente, si usted tiene algunaexperiencia con la aplicación dedispositivos TVSS (TransientVoltage Surge Suppression oSupresión de picos transitoriosde tensión), comprenderá que undispositivo TVSS instalado en unpanel debe tener mayor capacidadde administración de energía queuno instalado directamente en lacomputadora. En la terminologíaCAT, el TVSS montado sobre unpanel es una aplicación CAT III,mientras que la computadoraes una carga conectada a untomacorriente y es, por lotanto, una instalación CAT II.

Tal como se puede ver, el conceptode categorías no es nuevo niextravagante. Es simplemente unaextensión de los mismos conceptosde sentido común que la gente quetrabaja profesionalmente conelectricidad aplica cada día.

Operación segura

La seguridad es responsabilidad de todos peroen última instancia la misma está en sus manos.

Ninguna herramienta por sí misma puedegarantizar su seguridad. Es la combinación de lasherramientas correctas y las prácticas laboralesseguras la que le brinda la máxima protección.He aquí algunos consejos que le pueden ayudaren su trabajo.

• Trabaje en circuitos desenergizados cada vezque le sea posible. Utilice procedimientos deinterruptor quitado candado colocado. Sidichos procedimientos no se encuentran envigencia o no están impuestos, asuma que elcircuito está energizado.

• En circuitos energizados, utilice elementosde protección:– Utilice herramientas aisladas.– Lleve puestos anteojos de seguridad o una

máscara facial.– Utilice guantes aislados; quítese relojes u

otras joyas.– Párese sobre un tapete de material aislante.– Utilice indumentaria retardante al fuego,

no indumentaria común de trabajo.• Cuando efectúe mediciones en

circuitos energizados:– Primero haga contacto con la conexión

de tierra, y luego con el conductor contensión. Retire primero la punta contensión, y luego la de tierra.

– De ser posible cuelgue o apoye elmultímetro. Trate de evitar sostenerlo ensus manos, para minimizar la exposiciónpersonal a los efectos de los transitorios.

– Utilice el método de comprobación de trespuntos, especialmente cuando verifiquepara determinar si un circuito no contienetensión está energizado. Primero,compruebe un circuito con tensiónconocido. Segundo, compruebe el circuitodeseado. Tercero, compruebe nuevamenteel circuito con tensión. Esto verifica que sumultímetro funcionó correctamente antes ydespués de la medición.

– Utilice el viejo truco de los electricistas demantener una mano en su bolsillo. Estodisminuye la posibilidad de que se formeun circuito cerrado a través de su pechopasando por su corazón.

Aplicación de categorías a su trabajo

Utilice equipos de proteccióntales como anteojos de seguridady guantes de material aislante.

El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas Fluke Corporation 7

Cómo interpretar laclasificación de resistenciaa la tensiónLos procedimientos decomprobación de la normaIEC 61010 toman en cuenta trescriterios principales: tensión deestado estacionario, tensión de picode pulsos transitorios e impedanciade fuente. Estos tres criterios enconjunto le informarán sobre elvalor de la verdadera resistenciaa la tensión de un multímetro.

¿Cuándo es 600 V másque 1000 V?La Tabla 2 puede ayudarnosa entender la clasificaciónde verdadera resistencia a latensión de un instrumento:1. Dentro de una categoría, una

mayor “tensión de operación”(tensión de estado estacionario)se asocia con un transitorio másalto, tal como sería de esperar.Por ejemplo, un multímetroCAT III de 600 V es comprobadocon transitorios de 6000 V,mientras que un multímetro CATIII de 1000 V es comprobado contransitorios de 8000 V. Hastaaquí, todo bien.

2. Lo que no es tan obvio es ladiferencia entre el transitorio de6000 V para el instrumento CAT IIIde 600 V y el transitorio de6000 V para el instrumento CAT IIde 1000 V. Estos no son iguales.Aquí es cuando entra en juego laimpedancia de la fuente. La leyde Ohm (Corriente = Tensión/Resistencia) nos dice que la fuentede comprobación de 2 Ω paraCAT III tiene seis veces la corrientede la fuente de comprobación de12 Ω para CAT II.

El multímetro CAT III de 600 Vclaramente ofrece mejor proteccióncontra transitorios en comparacióncon el multímetro CAT II de 1000 V,aún cuando su así llamada “tensiónnominal” podría ser percibida comomenor. Es la combinación de latensión de estado estacionario(denominada tensión de operación)y la categoría la que determina laclasificación de resistencia totala la tensión del instrumento decomprobación, incluyendo lasumamente importante clasificaciónde resistencia a las tensionestransitorias.

Una nota sobre CAT IV: losvalores de ensayo y las normas dediseño para la comprobación detensión de la Categoría IV secomentan en la segunda ediciónde la norma IEC 61010.

Tensión deoperación Pico del pulso Fuente de

Categoría (CD o CA-rms transitorio comprobaciónde medición a tierra) (20 repeticiones) (Ω = V/A)

CAT I 600 V 2500 V Fuente de 30 Ohm

CAT I 1000 V 4000 V Fuente de 30 Ohm

CAT II 600 V 4000 V Fuente de 12 Ohm

CAT II 1000 V 6000 V Fuente de 12 Ohm

CAT III 600 V 6000 V Fuente de 2 Ohm

CAT III 1000 V 8000 V Fuente de 2 Ohm

CAT IV 600 V 8000 V Fuente de 2 OhmTabla 2: Valores de transitorios de comprobación para las categorías demedición.

(valores de 50 V / 150 V / 300 V no incluidos).

Cómo evaluar la clasificación de seguridad deun comprobador

Separación y espacio libreAdemás de establecer que seancomprobados con un valor desobretensión transitoria, lanorma IEC 61010 requiere quelos multímetros tengan mínimasdistancias de “separación” y “espaciolibre” entre sus componentesinternos y nodos de circuito. Laseparación mide la distancia a travésde una superficie. El espacio libremide distancias a través del aire.Cuanto más alta sea la categoría yel nivel de la tensión de operación,mayores son los requisitos deespaciamiento interno. Una delas principales diferencias entrela antigua norma IEC 348 y laIEC 61010 la constituye el aumentodel espaciamiento requerido enla segunda.

Conclusiones finalesSi usted se ve enfrentado con latarea de reemplazar su multímetro,realice una simple tarea antes decomenzar su búsqueda: analice elpeor caso que pueda presentarseen su trabajo y determine enqué categoría quedaría su usoo aplicación.

Primero seleccione un multímetroclasificado para la categoría más altaen la que podría tener que trabajar.Luego, busque un multímetro conuna tensión nominal para lacategoría que corresponda a susnecesidades. Mientras lo hace, no seolvide de las puntas de prueba. Lanorma IEC 61010 rige también paralas puntas de prueba: las mismasdeberán estar certificadas en unacategoría y tensión tan alta o mayorque la del multímetro. Cuando setrata de su protección personal, nopermita que las puntas de pruebasean el eslabón mas débil.

Verifique la categoría y la tensión nominal de las puntas de prueba ylos multímetros.

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