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El ABC de la
    seguridad en las
mediciones eléctricas                                                                                             Nota de aplicación


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



                                                                operando. Un examen detenido
                                                                reveló que cada vez que el tren se
                                                                                                                 CAT III
                                                                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
               A
                             mA
                              A           COM
                                                  TEMPERATURE


                                                        V
                                                                significativas mejoras en los circuitos
                   10A MAX
                    FUSED         400mA
                                  FUSED
                                                CAT
                                                1000V           de protección de las entradas de
                                                                los multímetros.
Comprensión de las categorías: Ubicación, ubicación, ubicación...

Protección de transitorios
La verdadera cuestión para un
circuito de protección de un
multímetro no es sólo el máximo
rango de tensiones en estado
estacionario sino una combinación
de capacidades para soportar tanto
la tensión de estado estacionario
como las sobretensiones debidas a
transitorios. La protección contra
transitorios es vital. Cuando
aparecen transitorios en circuitos
de gran energía, los mismos
tienden a ser más peligrosos
porque estos circuitos pueden
entregar grandes corrientes. Si
un transitorio genera un arco, la
alta corriente puede mantenerlo,
produciendo una ruptura de plasma
o explosión, la que tiene lugar
cuando el aire circundante se
ioniza y se hace conductivo. El
resultado es una detonación de
arco, un suceso catastrófico que
causa más daños de tipo eléctrico
cada año que el mejor riesgo
conocido de descarga eléctrica.
(Ver “Transitorios: el peligro oculto”
en la página 4).

Categorías de mediciones
El concepto individual más
importante a comprender sobre las
nuevas normas es la categoría de
medición. La nueva norma define               Figura 1. Ubicación, ubicación, ubicación.
las Categorías I a IV, a menudo
abreviada CAT I, CAT II, etc. (Ver la
Figura 1.) La división de un sistema
                                                Categoría de       Descripción
de distribución de energía en
                                                medición           breve                   Ejemplos
categorías está basada en el hecho
de que un transitorio peligroso
de gran energía tal como la                     CAT IV             Tres fases en la
                                                                   conexión del
                                                                                           • Se refiere a “origen de la instalación”; es decir, en dónde se efectúa
caída de un rayo será atenuado o                                                               la conexión de baja tensión a la alimentación del servicio de
                                                                   servicio de                 energía eléctrica.
amortiguado a medida que recorre
la impedancia (resistencia de CA)
                                                                   energía
                                                                   eléctrica,
                                                                                           •   Medidores de consumo de electricidad, equipos de protección
                                                                                               contra sobrecorrientes.
del sistema. Un número más alto                                    cualquier
                                                                                           •   Exterior y entrada del servicio, acometida del servicio desde el poste al
de CAT se refiere a un entorno                                     conductor                   edificio, recorrido entre el medidor y el panel.
eléctrico de mayor energía                                         externo
                                                                                           •   Línea en altura a edificio separado, línea subterránea a bomba de pozo.
disponible y transitorios de más
energía. Por lo tanto un multímetro             CAT III            Distribución            • Equipos en instalaciones fijas, tales como equipos de conmutación
diseñado para una norma CAT III                                    trifásica,                y distribución y motores polifásicos.
resiste transitorios de mucha más                                  incluyendo
                                                                   iluminación
                                                                                           • Bus y alimentador en plantas industriales.
energía que uno diseñado para                                      comercial
                                                                                           • Alimentadores y circuitos de derivación corta, dispositivos de
una norma CAT II.                                                                            paneles de distribución.
                                                                   monofásica
    Dentro de una categoría, una                                                           • Sistemas de iluminación en edificios grandes.
mayor tensión nominal indica una                                                           • Salidas para aparatos con conexiones cortas a la entrada
                                                                                               del servicio.
mayor calificación para soportar
transitorios; por ejemplo, un                   CAT II              Cargas                 • Artefactos, herramientas portátiles y otras cargas domiciliarias
multímetro CAT III de 1000 V tiene                                  conectadas a             y similares.
una protección superior comparado                                   tomacorrientes
                                                                    monofásicos
                                                                                           • Tomacorrientes y circuitos de derivación larga.
con un multímetro clasificado                                                                • Salidas a más de 10 metros (30 pies) de fuente CAT III.
CAT III de 600 V. El verdadero                                                               • Salidas a más de 20 metros (60 pies) de fuente CAT IV.
malentendido tiene lugar si alguien
selecciona un multímetro CAT II de
1000 V nominales pensando que
                                                CAT I              Electrónica             • Equipos electrónicos protegidos.
es superior a un multímetro CAT III
                                                                                           • Equipos conectados a circuitos (fuente) en los cuales se toman
                                                                                               mediciones para limitar las sobretensiones transitorias a un nivel
de 600 V. (Consulte “¿Cuándo es                                                                adecuadamente bajo.
600 V más que 1000 V?” en la                                                               •   Cualquier fuente de voltaje alto y baja energía derivada de un
página 7).                                                                                     transformador de gran resistencia de bobinado, tal como la sección
                                                                                               de voltaje alto de una fotocopiadora.


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



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

No se trata sólo del nivel
de tensión
En la Figura 1, un técnico que trabaje   Comprobación independiente
con equipos de oficina en una
ubicación CAT I podría de hecho
encontrar tensiones CD mucho más          La clave del cumplimiento
altas que las tensiones de la línea
alimentación de CA medidas por            con las normas de seguridad
el electricista de motores en la          es la comprobación
ubicación CAT III. Sin embargo            independiente
los transitorios en los circuitos         Busque un símbolo y un número de             ¿Qué indica el símbolo CE?
electrónicos CAT I, sin importar el       lista de un laboratorio independiente
voltaje, son claramente una amenaza                                                    Un producto se marca CE (Conformité
                                          de comprobación tal como UL, CSA,            Européenne) para indicar su
menor, porque la energía disponible       TÜV u otra organización reconocida
para un arco es relativamente                                                          conformidad con ciertos requisitos
                                          de comprobación. No se fíe de frases         esenciales relativos a salud,
limitada. Esto no significa que no        tales como “Diseñado para satisfacer
haya riesgos eléctricos presentes                                                      seguridad, ambiente y protección
                                          la especificación...” Los planes de los      al consumidor establecidos por la
en los equipos CAT I o CAT II. El         diseñadores no son nunca un
principal peligro es el de descarga                                                    Comisión Europea e impuestos por
                                          substituto para una verdadera                medio del empleo de “directivas”.
eléctrica, no el de los transitorios y    comprobación independiente.
el arco. Las descargas eléctricas,                                                     Existen directivas que afectan
                                              ¿Cómo se puede saber si se está          muchos tipos de producto, y los
que serán analizadas más adelante,        obteniendo un genuino comprobador
pueden ser igual de letales que                                                        productos de fuera de la Unión
                                          CAT III o CAT II? Lamentablemente            Europea no pueden ser importados
un arco.                                  eso no siempre resulta tan sencillo.
    Para citar otro ejemplo, una línea                                                 y vendidos allí si los mismos no
                                          Es posible que un fabricante certifique      satisfacen las directivas pertinentes.
en altura que corra desde una casa        por sí mismo que su comprobador
a un cobertizo separado puede ser                                                      El cumplimiento con una directiva
                                          es CAT II o CAT III sin ninguna              puede ser satisfecho probando estar
de sólo 120 V o 240 V, pero sin           verificación independiente. La IEC
embargo sigue siendo técnicamente                                                      en conformidad con una norma
                                          (International Electrotechnical              técnica de aplicación, tal como la
CAT IV. ¿Por qué? Cualquier               Commission) desarrolla y propone
conductor situado a la intemperie                                                      IEC 61010 correspondiente a
                                          normas, pero no es responsable               productos para baja tensión. Los
está sujeto a transitorios de muy         por su cumplimiento.
alta energía debidos a rayos. Aún                                                      fabricantes cuentan con autorización
                                              Busque el símbolo y número               para autocertificar que sus productos
conductores enterrados bajo tierra        de registro de un laboratorio
son CAT IV, porque aunque                                                              satisfacen las normas, emitir sus
                                          independiente de comprobación tal            propia Declaraciones de Conformidad
los mismos no van a recibir               como UL, CSA, TÜV u otra entidad
directamente un rayo, el impacto                                                       y marcar sus productos como “CE”.
                                          reconocida de aprobación. Ese                La marca CE no constituye,
de un rayo en las cercanías puede         símbolo puede solamente ser
inducir un transitorio debido a la                                                     por lo tanto, una garantía de
                                          utilizado si el producto completó            comprobación independiente.
presencia de grandes campos               satisfactoriamente su comprobación
electromagnéticos.                        según la norma de la entidad de
    Cuando se trata de las categorías     control, la que está basada en
para mediciones, rigen las reglas         normas nacionales/internacionales.
de los bienes raíces: ubicación,          La UL 3111, por ejemplo, está basada
ubicación, ubicación...                   en la IEC 61010. En un mundo
(Para un análisis adicional sobre las     imperfecto, eso es lo más que se
categorías de instalación, consulte la    puede hacer para asegurar que
página 6, “Aplicación de categorías       el multímetro seleccionado fue
a su trabajo”).                           verdaderamente comprobado en
                                          cuanto a su seguridad.




                                                                 El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas   Fluke Corporation 3
Protección contra dos riesgos eléctricos principales
            Transitorios: el peligro oculto

                       Echemos una mirada a una situación                            generar un fuerte ¡pum!, muy           4. Este arco puede tener una
                       con las peores condiciones posibles                           parecido al del disparo de un             temperatura que se aproxima a
                       en la cual un técnico está llevando a                         arma de fuego o la explosión              los 6.000 °C (10.000 °F), que es
                       cabo mediciones sobre un circuito                             en el tubo de escape de un                mayor que la temperatura de un
                       con tensión de un control de motor                            automóvil. En el mismo momento,           soplete de oxiacetileno. A medida
                       trifásico, empleando un multímetro                            el técnico ve destellos de arco de        que el arco crece, alimentado
                       sin las necesarias precauciones                               color azul brillante en las puntas        por la corriente disponible
                       de seguridad.                                                 de prueba; las corrientes de falla        del cortocircuito, el mismo
                           He aquí lo que podría suceder:                            sobrecalientan las puntas de              sobrecalienta el aire circundante.
                       1. La caída de un rayo genera un                              la sonda, que comienzan a                 Se crean tanto una explosión
                           transitorio en la línea de                                quemarse, produciendo un arco             como una bola de fuego de
                           alimentación, el que a su vez                             desde el punto de contacto hasta          plasma. Si el técnico tiene suerte,
                           ocasiona un arco entre los                                la sonda.                                 la explosión lo arroja hacia atrás y
                           terminales de entrada dentro                           3. La reacción natural es retroceder,        lo retira de la vecindad del arco;
                           del multímetro. Los circuitos                             para alejarse del circuito. Pero a        aunque golpeado, salva su vida.
                           y componentes necesarios                                  medida que las manos del técnico          En el peor caso, la víctima
                           para prevenir este suceso                                 retroceden, aparece un arco               experimenta quemaduras fatales
                           sencillamente fallaron o faltaban.                        desde la terminal del motor a             resultantes del fuerte calor del
                           Tal vez no se trataba de un                               cada punta de prueba. Si estos            arco o de la ráfaga de plasma.
                           multímetro clasificado como                               dos arcos se unen para formar
                           CAT III. El resultado es un                                                                      Además de utilizar un multímetro
                                                                                     un arco único, hay ahora otro          clasificado para la categoría
                           cortocircuito directo entre las dos                       cortocircuito directo fase con fase,
                           terminales de medición a través                                                                  adecuada de medición, cualquiera
                                                                                     esta vez directamente entre las        que trabaje con circuitos de
                           del multímetro y las puntas                               terminales del motor.
                           de prueba.                                                                                       alimentación que contengan
                       2. Por el cortocircuito recién creado                                                                tensión deberá estar protegido con
                           fluye una alta corriente de falla,                                                               indumentaria retardante al fuego,
                           posiblemente de varios miles                                                                     deberá utilizar anteojos de seguridad
                           de amperios. Esto sucede en                                                                      o, mejor aún, una máscara facial de
                           milésimas de segundo. Cuando                                                                     seguridad, y deberá emplear guantes
                           se forma el arco dentro del                                                                      de material aislante.
                           multímetro, una onda de choque
                           de muy alta presión puede


                                                    La caída de un rayo genera un
                                            ○
                                                ○   transitorio en la línea de alimentación,                                       Luego fluye una alta corriente por el
                                        ○
                                ○
                                    ○               lo que crea un arco entre los terminales                                       circuito cerrado que se forma. En las
                            ○                       de entrada del multímetro que produce                                          puntas de la sonda aparece un arco.
                        1                           un fuerte ruido.                                                                                                   ○
                                                                        ○




                                                                                                                                                                   ○
                                                                          ○




                                                                                                                                                               ○
                                                                                                                                                           ○
                                                                            ○




                                                                                                                                                       ○
                                                                              1                                                                      2
                                                                              ○




                                                                                                                                     Si dichos arcos se unen, el arco de
                                                                                                                                     alta energía resultante puede crear
                                                                                                                                     una situación que represente una
                                                                                                                                     amenaza contra la vida del usuario.
                                                                                                                                                                           ○
                                                                                                                                                                       ○
                                                                                                                                                                       ○




                                                                                                                                                                   4
                                                                                               3
                                                                                               ○
                                                                                          ○
                                                                                        ○
                                                                                      ○




                                                               Cuando se alejan las puntas de
                                                               prueba, como reacción ante el fuerte
                                                               ruido, se producen arcos hacia las
                                                               terminales del motor que se está
                                                               comprobando.

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


4 Fluke Corporation       El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas
Formación de un arco y descarga eléctrica
                                                                                                                                           Descarga eléctrica
    Utilice los fusibles de alta energía adecuados
                                                                                                                                                Aunque la mayoría de la gente
                                                                                                                                                tiene conciencia del peligro de las
                               TEMPERA
                                                                                                                                                descargas eléctricas, pocos se dan
        A
                mA
                        COM         V
                                                                                                                                                cuenta de la pequeña cantidad de
                 A
                                                                                                                                                corriente y de lo bajo de la tensión
                                                        189 TRUE RMS MULTIMETER

                                                                                                                                                necesarias para producir una
                                                                                                                                                descarga eléctrica fatal. Flujos
                                                                                                                                                de corriente tan bajos como
                                                                                                                                                30 mA pueden ser fatales
                                                                                                                                                (1 mA=1/1000 A). Examinemos
                                                                                                                                                los efectos del flujo de corriente a
                                                                                                                                                través de un “típico” individuo de
                                           V                                                                                                    sexo masculino de 68 kilogramos
                                                                                                                                                (150 libras) de peso:
                                          A
                                          A

                                              10A MAX
                                                        mA
                                                         A      COM
                                                                 COM

                                                                       CAT
                                                                          TEMPERATURE


                                                                               V
                                                                                                                                                •  A alrededor de 10 mA tiene
                                                                                                                                                   lugar la parálisis muscular de
                                               FUSED         400mA     1000V
                                                             FUSED




                                                                                                                                                   los brazos, de modo que no se
                                                                                                                                                   puede soltar el instrumento.
                                                                                                                                                •  A alrededor de 30 mA tiene
                                                                                                                                                   lugar la parálisis respiratoria.
                                                                                                                                                   La respiración se detiene y los
                                                                                                                                                   resultados son a menudo fatales.
                                                                                                                                                •  A alrededor de 75 a 250 mA,
                                                                                                                                                   para una exposición que supere
                                                                                                                                                   los cinco segundos, tiene lugar
                                                                                                                                                   una fibrilación ventricular, que
                                                                                                                                                   ocasiona descoordinación de los
                                                                                                                                                   músculos del corazón; el corazón
  Figura 3. Uso indebido del DMM en modo amperímetro.                                                                                              ya no puede funcionar. Las
                                                                                                                                                   corrientes más intensas
  Los transitorios no son la única fuente                                       quemados - y un potencial desastre.                                ocasionan fibrilación en
  de riesgo de posibles cortocircuitos                                              Utilice sólo un multímetro con                                 menos de cinco segundos.
  y formación de arcos. Uno de los                                              entradas de corriente protegidas por                               Los resultados son
  empleos indebidos más comunes                                                 fusibles para alta energía. Nunca                                  generalmente fatales.
  de los multímetros portátiles puede                                           reemplace un fusible quemado con                                Ahora calculemos el umbral
  generar una cadena similar                                                    un fusible incorrecto. Utilice sólo                             para una tensión “peligrosa”. La
  de sucesos.                                                                   los fusibles para alta energía                                  resistencia aproximada del cuerpo
      Digamos que un usuario                                                    especificados por el fabricante.                                bajo la piel de una mano a la otra a
  está efectuando mediciones de                                                 Estos fusibles están clasificados                               través del cuerpo es de 1000 Ω.
  corriente en circuitos de señales.                                            para una tensión y una capacidad                                Una tensión de sólo 30 V a través
  El procedimiento es seleccionar la                                            de interrupción de cortocircuitos                               de 1000 Ω generará un flujo de
  función de amperímetro, insertar las                                          diseñada para su seguridad.                                     corriente de 30 mA. Por suerte, la
  puntas de prueba en los terminales                                                                                                            resistencia de la piel es mucho más
  de entrada mA o A, abrir el circuito y                                        Protección contra                                               alta. Es la resistencia de la piel,
  realizar una serie de mediciones. En                                          sobrecargas                                                     especialmente la capa exterior de
  un circuito serie, la corriente es                                            Los fusibles protegen contra                                    las células muertas, denominada
  siempre la misma. La impedancia de                                            sobrecorrientes. La alta impedancia                             la “capa córnea”, la que protege
  entrada del circuito de corriente debe                                        de entrada de los terminales de                                 al cuerpo. En condiciones de
  ser lo suficientemente baja como para                                         tensión/resistencia asegura que sea                             humedecimiento, o si existe un
  que la misma no afecte la corriente                                           poco probable una condición de                                  corte, la resistencia de la piel
  del circuito serie. La impedancia de                                          sobrecorriente, de modo que no se                               decrece radicalmente. A alrededor
  entrada en el terminal de 10 A de un                                          necesitan fusibles. En cambio, la                               de 600 V, la resistencia de la piel
  multímetro Fluke es de 0,01 ohmios.                                           protección contra sobretensiones es                             deja de existir. Resulta perforada
  Compárese esto con la impedancia de                                           requerida. La misma es provista por                             por la alta tensión.
  entrada en los terminales de tensión                                          un circuito de protección que limita                                Tanto para los fabricantes de
  de 10 MΩ (10.000.000 Ω).                                                      las altas tensiones a un nivel                                  multímetros como para los usuarios,
      Si las puntas de prueba son                                               aceptable. Además, un circuito                                  el objetivo es evitar a toda costa
  dejadas en los terminales de                                                  de protección térmica detecta las                               contactos accidentales con
  corriente y luego accidentalmente                                             condiciones de sobretensión,                                    circuitos que contengan tensión.
  conectadas a una fuente de tensión,                                           protege al multímetro hasta que
  la baja impedancia de entrada se                                                                                                              Trate de procurarse:
  convierte en un cortocircuito. No
                                                                                dicha condición desaparezca y
                                                                                luego automáticamente retorna a
                                                                                                                                                •  Multímetros y puntas de prueba
  importa si la perilla selectora es                                                                                                               con doble aislamiento.
  girada hacia tensión; las puntas de
                                                                                la operación normal. El beneficio
                                                                                más común es proteger al multímetro
                                                                                                                                                •  Multímetros con conectores de
  prueba están de todas maneras                                                                                                                    entrada embutidos y puntas
                                                                                contra sobrecargas cuando se                                       de prueba con conectores
  físicamente conectadas a un circuito                                          encuentra en el modo de resistencia.
  de baja impedancia.* Esa es la razón                                                                                                             de entrada cubiertos.
  por la cual las terminales de corriente
                                                                                De esta manera, se provee protección
                                                                                contra sobrecargas con recuperación
                                                                                                                                                •  Puntas de prueba con
  deben estar protegidos por fusibles.                                                                                                             protectores de dedos y superficie
                                                                                automática para todas las funciones                                no deslizante.
  Esos fusibles son el único elemento                                           de medición siempre y cuando las
  que constituye la diferencia entre                                            puntas de prueba se encuentren en
                                                                                                                                                •  Multímetro y puntas de prueba
  un mero inconveniente - fusibles                                                                                                                 construidos con materiales de
                                                                                los terminales de entrada de tensión.                              buena calidad, durables y
  *Algunos multímetros cuentan con una Alerta de                                                                                                   no conductivos.
   entrada que provee un sonido de advertencia si el
   multímetro se encuentra en esta configuración.
                                                                                                                 El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas   Fluke Corporation 5
Operación segura                                                     Aplicación de categorías a su trabajo
La seguridad es responsabilidad de todos pero
en última instancia la misma está en sus manos.                      Atajos para entender
   Ninguna herramienta por sí misma puede                            las categorías                           Múltiples categorías
garantizar su seguridad. Es la combinación de las                    Estas son algunas maneras rápidas        Hay una situación que algunas veces
herramientas correctas y las prácticas laborales                     de aplicar el concepto de categorías a   confunde a la gente que trata de
seguras la que le brinda la máxima protección.                       su trabajo cotidiano:                    aplicar categorías a las aplicaciones
He aquí algunos consejos que le pueden ayudar
en su trabajo.
                                                                     •  La regla general es que cuanto        del mundo real. En un único equipo,
                                                                        más cerca se encuentre usted de       existe a menudo más de una
•  Trabaje en circuitos desenergizados cada vez                         la fuente de energía, más alto debe
                                                                        ser el número de la categoría y
                                                                                                              categoría. Por ejemplo, en equipos
                                                                                                              de oficina, desde la fuente de
   que le sea posible. Utilice procedimientos de
   interruptor quitado candado colocado. Si                             mayor será el riesgo potencial        alimentación de 120 V/240 V
   dichos procedimientos no se encuentran en                            de transitorios.                      hasta el tomacorriente es CAT II. Los
   vigencia o no están impuestos, asuma que el                       •  También es que cuanto mayor           circuitos electrónicos, en cambio, son
   circuito está energizado.                                            sea la corriente de cortocircuito     CAT I. En los sistemas de control de
•  En circuitos energizados, utilice elementos                          existente en un punto en
                                                                        particular, mayor debe ser
                                                                                                              edificios, tales como los paneles de
                                                                                                              control de iluminación, o en equipos
   de protección:
    – Utilice herramientas aisladas.                                    el número de la CAT.                  de control industrial tales como
    – Lleve puestos anteojos de seguridad o una                      •  Otra manera de decir la misma         controladores programables, es
       máscara facial.                                                  cosa es que cuanto mayor sea la       común encontrar circuitos
    – Utilice guantes aislados; quítese relojes u                       impedancia de la fuente, menor        electrónicos (CAT I) y circuitos de
       otras joyas.                                                     deberá ser el número de la CAT.       alimentación (CAT III) coexistiendo
    – Párese sobre un tapete de material aislante.                      La impedancia de la fuente es         próximos entre sí.
    – Utilice indumentaria retardante al fuego,                         simplemente la impedancia total,          ¿Qué se hace en esas situaciones?
       no indumentaria común de trabajo.                                incluyendo la impedancia del          Como en todas las situaciones del
•  Cuando efectúe mediciones en                                         cableado, desde el punto donde se
                                                                        está efectuando la medición y la
                                                                                                              mundo real, utilice el sentido común.
                                                                                                              En este caso, eso significa utilizar el
   circuitos energizados:
    – Primero haga contacto con la conexión                             acometida de alimentación. Dicha      multímetro que tenga la clasificación
       de tierra, y luego con el conductor con                          impedancia es la que amortigua        de categoría más alta. De hecho, no
       tensión. Retire primero la punta con                             los transitorios.                     es realista esperar que la gente vaya
       tensión, y luego la de tierra.                                •  Finalmente, si usted tiene alguna     a estudiar todo el tiempo el proceso
    – De ser posible cuelgue o apoye el                                 experiencia con la aplicación de      de definición de categorías. Lo
       multímetro. Trate de evitar sostenerlo en                        dispositivos TVSS (Transient          que sí es realista, y altamente
       sus manos, para minimizar la exposición                          Voltage Surge Suppression o           recomendado, es seleccionar un
       personal a los efectos de los transitorios.                      Supresión de picos transitorios       multímetro clasificado para la
    – Utilice el método de comprobación de tres                         de tensión), comprenderá que un       categoría más alta en la cual el
       puntos, especialmente cuando verifique                           dispositivo TVSS instalado en un      mismo podría ser posiblemente
       para determinar si un circuito no contiene                       panel debe tener mayor capacidad      utilizado. En otras palabras, es
       tensión está energizado. Primero,                                de administración de energía que      preferible mantener un margen
       compruebe un circuito con tensión                                uno instalado directamente en la      de seguridad.
       conocido. Segundo, compruebe el circuito                         computadora. En la terminología
       deseado. Tercero, compruebe nuevamente                           CAT, el TVSS montado sobre un
       el circuito con tensión. Esto verifica que su                    panel es una aplicación CAT III,
       multímetro funcionó correctamente antes y                        mientras que la computadora
       después de la medición.                                          es una carga conectada a un
    – Utilice el viejo truco de los electricistas de                    tomacorriente y es, por lo
       mantener una mano en su bolsillo. Esto                           tanto, una instalación CAT II.
       disminuye la posibilidad de que se forme                      Tal como se puede ver, el concepto
       un circuito cerrado a través de su pecho                      de categorías no es nuevo ni
       pasando por su corazón.                                       extravagante. Es simplemente una
                                                                     extensión de los mismos conceptos
                                                                     de sentido común que la gente que
                                                                     trabaja profesionalmente con
                                                                     electricidad aplica cada día.




                                                                     Utilice equipos de protección
                                                                     tales como anteojos de seguridad
                                                                     y guantes de material aislante.




6 Fluke Corporation    El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas
Cómo evaluar la clasificación de seguridad de
un comprobador

Cómo interpretar la                                                Tensión de
                                                                   operación         Pico del pulso         Fuente de
clasificación de resistencia                 Categoría             (CD o CA-rms      transitorio            comprobación
a la tensión                                 de medición            a tierra)        (20 repeticiones)      (Ω = V/A)
Los procedimientos de                        CAT I                      600 V             2500 V          Fuente de 30 Ohm
comprobación de la norma                     CAT I                     1000 V             4000 V          Fuente de 30 Ohm
IEC 61010 toman en cuenta tres
criterios principales: tensión de            CAT II                     600 V             4000 V          Fuente de 12 Ohm
estado estacionario, tensión de pico         CAT II                    1000 V             6000 V          Fuente de 12 Ohm
de pulsos transitorios e impedancia
de fuente. Estos tres criterios en           CAT III                    600 V             6000 V           Fuente de 2 Ohm
conjunto le informarán sobre el              CAT III                   1000 V             8000 V           Fuente de 2 Ohm
valor de la verdadera resistencia            CAT IV                     600 V             8000 V           Fuente de 2 Ohm
a la tensión de un multímetro.
                                            Tabla 2: Valores de transitorios de comprobación para las categorías demedición.
¿Cuándo es 600 V más                                 (valores de 50 V / 150 V / 300 V no incluidos).
que 1000 V?
La Tabla 2 puede ayudarnos
                                            Separación y espacio libre
a entender la clasificación                 Además de establecer que sean
de verdadera resistencia a la               comprobados con un valor de
tensión de un instrumento:                  sobretensión transitoria, la
1. Dentro de una categoría, una             norma IEC 61010 requiere que
    mayor “tensión de operación”            los multímetros tengan mínimas
    (tensión de estado estacionario)        distancias de “separación” y “espacio
    se asocia con un transitorio más        libre” entre sus componentes
    alto, tal como sería de esperar.        internos y nodos de circuito. La
    Por ejemplo, un multímetro              separación mide la distancia a través
    CAT III de 600 V es comprobado          de una superficie. El espacio libre
    con transitorios de 6000 V,             mide distancias a través del aire.
    mientras que un multímetro CAT          Cuanto más alta sea la categoría y
    III de 1000 V es comprobado con         el nivel de la tensión de operación,
    transitorios de 8000 V. Hasta           mayores son los requisitos de
    aquí, todo bien.                        espaciamiento interno. Una de
2. Lo que no es tan obvio es la             las principales diferencias entre
    diferencia entre el transitorio de      la antigua norma IEC 348 y la
    6000 V para el instrumento CAT III      IEC 61010 la constituye el aumento
    de 600 V y el transitorio de            del espaciamiento requerido en
    6000 V para el instrumento CAT II       la segunda.                               Verifique la categoría y la tensión nominal de las puntas de prueba y
    de 1000 V. Estos no son iguales.                                                  los multímetros.
    Aquí es cuando entra en juego la        Conclusiones finales
    impedancia de la fuente. La ley
    de Ohm (Corriente = Tensión/            Si usted se ve enfrentado con la
    Resistencia) nos dice que la fuente     tarea de reemplazar su multímetro,
    de comprobación de 2 Ω para             realice una simple tarea antes de
    CAT III tiene seis veces la corriente   comenzar su búsqueda: analice el
    de la fuente de comprobación de         peor caso que pueda presentarse
    12 Ω para CAT II.                       en su trabajo y determine en
                                            qué categoría quedaría su uso
El multímetro CAT III de 600 V              o aplicación.
claramente ofrece mejor protección              Primero seleccione un multímetro
contra transitorios en comparación          clasificado para la categoría más alta
con el multímetro CAT II de 1000 V,         en la que podría tener que trabajar.
aún cuando su así llamada “tensión          Luego, busque un multímetro con
nominal” podría ser percibida como          una tensión nominal para la
menor. Es la combinación de la              categoría que corresponda a sus
tensión de estado estacionario              necesidades. Mientras lo hace, no se
(denominada tensión de operación)           olvide de las puntas de prueba. La
y la categoría la que determina la          norma IEC 61010 rige también para
clasificación de resistencia total          las puntas de prueba: las mismas
a la tensión del instrumento de             deberán estar certificadas en una
comprobación, incluyendo la                 categoría y tensión tan alta o mayor
sumamente importante clasificación          que la del multímetro. Cuando se
de resistencia a las tensiones                                                                          Fluke Corporation
                                            trata de su protección personal, no                         PO Box 9090, Everett, WA USA 98206
transitorias.                               permita que las puntas de prueba
    Una nota sobre CAT IV: los                                                                          ©2003 Fluke Corporation. FlukeView es una marca registrada
                                            sean el eslabón mas débil.                                  de Fluke Corporation. Todos los derechos reservados.
valores de ensayo y las normas de                                                                       Impreso en los EE.UU. 6/2003 Pub-ID 10046-spa Rev. 01
diseño para la comprobación de
tensión de la Categoría IV se                                                                           Acceso vía Internet: http://www.fluke.com
comentan en la segunda edición
de la norma IEC 61010.


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

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  • 1. El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas Nota de aplicación Picos de tensión, un Nuevas normas de seguridad No descuide la seguridad; su riesgo inevitable Para proteger al operador contra vida puede depender de ello los transitorios, se debe incorporar A medida que los sistemas de Cuando la seguridad constituye una distribución y las cargas se hacen seguridad en los equipos de prueba. preocupación, elegir un comprobador más complejos, aumentan las ¿Qué especificación de desempeño eléctrico es como seleccionar un casco posibilidades de sobretensiones se debería buscar, especialmente si de motocicleta: si usted tiene una transitorias. Los motores, uno sabe que podría estar trabajando cabeza “barata”, elija un casco condensadores y equipos de con circuitos de gran energía? La “barato”. Si en cambio valora su conversión de energía tales como los tarea de definir nuevas normas cabeza, procúrese un casco seguro. variadores de velocidad pueden ser de seguridad para los equipos de Los riesgos de andar en motocicleta generadores importantes de picos comprobación fue recientemente son obvios, ¿pero cómo son las cosas de tensión. La caída de rayos sobre abordada por la IEC (International con los comprobadores eléctricos? líneas de transmisión a la intemperie Electro-technical Commission Si se asegura de seleccionar un puede también ser causa de o Comisión Electrotécnica comprobador con una tensión transitorios de gran energía Internacional). Esta organización nominal suficientemente alta, ¿no extremadamente peligrosos. Si se desarrolla normas internacionales es suficiente? Después de todo la están efectuando mediciones en de seguridad para equipos de tensión es sólo la tensión, ¿no es así? sistemas eléctricos, estos transitorios comprobación eléctrica. No exactamente. Los ingenieros constituyen peligros “invisibles” y Durante varios años la industria que analizan la seguridad de los en general inevitables. Los mismos utilizó para el diseño de sus equipos comprobadores a menudo descubren tienen lugar generalmente en la norma IEC 348. Esa norma fue que los equipos que fallaron fueron circuitos de alimentación de energía reemplazada por la IEC 1010, que a sometidos a una tensión mucho de baja tensión, y pueden alcanzar su vez fue recientemente actualizada mayor que la que el usuario pensó valores de pico del orden de los a la IEC 61010. Aunque los que estaba midiendo. Existen varios miles de voltios. En estos comprobadores bien diseñados de accidentes ocasionales cuando el casos, la protección depende del acuerdo con la norma IEC 348 han comprobador, especificado para margen de seguridad ya previsto en sido utilizados durante años por baja tensión (1000 V o menos), es su comprobador. La tensión nominal técnicos y electricistas, el hecho es utilizado para medir media tensión, tal por sí sola no le indicará en qué que los multímetros diseñados según como 4160 V. Igual de común, la medida ese comprobador fue la nueva norma IEC 61010 ofrecen un “patada” eléctrica que voltea a un diseñado para resistir grandes nivel de seguridad significativamente operario no tiene nada que ver pulsos transitorios. mayor. Veamos cómo se logra esto. con el uso indebido: fue un pico Las primeras claves sobre el o transitorio de alto voltaje riesgo para la seguridad impuesto momentáneo que impactó sobre por los picos transitorios provino de la entrada del comprobador sin las aplicaciones relacionadas con las advertencia previa. mediciones en el bus de suministro Diseñado y de energía eléctrica de los construido de ferrocarriles urbanos. La tensión acuerdo con la norma nominal del bus era de sólo 600 V, pero los multímetros de 1000 V IEC 61010-1 nominales duraban sólo unos pocos minutos cuando se efectuaban mediciones mientras el tren estaba 1000V 189 TRUE RMS MULTIMETER operando. Un examen detenido reveló que cada vez que el tren se CAT III 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 A mA A COM TEMPERATURE V significativas mejoras en los circuitos 10A MAX FUSED 400mA FUSED CAT 1000V de protección de las entradas de los multímetros.
  • 2. Comprensión de las categorías: Ubicación, ubicación, ubicación... Protección de transitorios La verdadera cuestión para un circuito de protección de un multímetro no es sólo el máximo rango de tensiones en estado estacionario sino una combinación de capacidades para soportar tanto la tensión de estado estacionario como las sobretensiones debidas a transitorios. La protección contra transitorios es vital. Cuando aparecen transitorios en circuitos de gran energía, los mismos tienden a ser más peligrosos porque estos circuitos pueden entregar grandes corrientes. Si un transitorio genera un arco, la alta corriente puede mantenerlo, produciendo una ruptura de plasma o explosión, la que tiene lugar cuando el aire circundante se ioniza y se hace conductivo. El resultado es una detonación de arco, un suceso catastrófico que causa más daños de tipo eléctrico cada año que el mejor riesgo conocido de descarga eléctrica. (Ver “Transitorios: el peligro oculto” en la página 4). Categorías de mediciones El concepto individual más importante a comprender sobre las nuevas normas es la categoría de medición. La nueva norma define Figura 1. Ubicación, ubicación, ubicación. las Categorías I a IV, a menudo abreviada CAT I, CAT II, etc. (Ver la Figura 1.) La división de un sistema Categoría de Descripción de distribución de energía en medición breve Ejemplos categorías está basada en el hecho de que un transitorio peligroso de gran energía tal como la CAT IV Tres fases en la conexión del • Se refiere a “origen de la instalación”; es decir, en dónde se efectúa caída de un rayo será atenuado o la conexión de baja tensión a la alimentación del servicio de servicio de energía eléctrica. amortiguado a medida que recorre la impedancia (resistencia de CA) energía eléctrica, • Medidores de consumo de electricidad, equipos de protección contra sobrecorrientes. del sistema. Un número más alto cualquier • Exterior y entrada del servicio, acometida del servicio desde el poste al de CAT se refiere a un entorno conductor edificio, recorrido entre el medidor y el panel. eléctrico de mayor energía externo • Línea en altura a edificio separado, línea subterránea a bomba de pozo. disponible y transitorios de más energía. Por lo tanto un multímetro CAT III Distribución • Equipos en instalaciones fijas, tales como equipos de conmutación diseñado para una norma CAT III trifásica, y distribución y motores polifásicos. resiste transitorios de mucha más incluyendo iluminación • Bus y alimentador en plantas industriales. energía que uno diseñado para comercial • Alimentadores y circuitos de derivación corta, dispositivos de una norma CAT II. paneles de distribución. monofásica Dentro de una categoría, una • Sistemas de iluminación en edificios grandes. mayor tensión nominal indica una • Salidas para aparatos con conexiones cortas a la entrada del servicio. mayor calificación para soportar transitorios; por ejemplo, un CAT II Cargas • Artefactos, herramientas portátiles y otras cargas domiciliarias multímetro CAT III de 1000 V tiene conectadas a y similares. una protección superior comparado tomacorrientes monofásicos • Tomacorrientes y circuitos de derivación larga. con un multímetro clasificado • Salidas a más de 10 metros (30 pies) de fuente CAT III. CAT III de 600 V. El verdadero • Salidas a más de 20 metros (60 pies) de fuente CAT IV. malentendido tiene lugar si alguien selecciona un multímetro CAT II de 1000 V nominales pensando que CAT I Electrónica • Equipos electrónicos protegidos. es superior a un multímetro CAT III • Equipos conectados a circuitos (fuente) en los cuales se toman mediciones para limitar las sobretensiones transitorias a un nivel de 600 V. (Consulte “¿Cuándo es adecuadamente bajo. 600 V más que 1000 V?” en la • Cualquier fuente de voltaje alto y baja energía derivada de un página 7). transformador de gran resistencia de bobinado, tal como la sección de voltaje alto de una fotocopiadora. Tabla 1. Categorías de mediciones. La norma IEC 61010 rige para equipos de comprobación de baja tensión (< 1000 V). 2 Fluke Corporation El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas
  • 3. ubicación… No se trata sólo del nivel de tensión En la Figura 1, un técnico que trabaje Comprobación independiente con equipos de oficina en una ubicación CAT I podría de hecho encontrar tensiones CD mucho más La clave del cumplimiento altas que las tensiones de la línea alimentación de CA medidas por con las normas de seguridad el electricista de motores en la es la comprobación ubicación CAT III. Sin embargo independiente los transitorios en los circuitos Busque un símbolo y un número de ¿Qué indica el símbolo CE? electrónicos CAT I, sin importar el lista de un laboratorio independiente voltaje, son claramente una amenaza Un producto se marca CE (Conformité de comprobación tal como UL, CSA, Européenne) para indicar su menor, porque la energía disponible TÜV u otra organización reconocida para un arco es relativamente conformidad con ciertos requisitos de comprobación. No se fíe de frases esenciales relativos a salud, limitada. Esto no significa que no tales como “Diseñado para satisfacer haya riesgos eléctricos presentes seguridad, ambiente y protección la especificación...” Los planes de los al consumidor establecidos por la en los equipos CAT I o CAT II. El diseñadores no son nunca un principal peligro es el de descarga Comisión Europea e impuestos por substituto para una verdadera medio del empleo de “directivas”. eléctrica, no el de los transitorios y comprobación independiente. el arco. Las descargas eléctricas, Existen directivas que afectan ¿Cómo se puede saber si se está muchos tipos de producto, y los que serán analizadas más adelante, obteniendo un genuino comprobador pueden ser igual de letales que productos de fuera de la Unión CAT III o CAT II? Lamentablemente Europea no pueden ser importados un arco. eso no siempre resulta tan sencillo. Para citar otro ejemplo, una línea y vendidos allí si los mismos no Es posible que un fabricante certifique satisfacen las directivas pertinentes. en altura que corra desde una casa por sí mismo que su comprobador a un cobertizo separado puede ser El cumplimiento con una directiva es CAT II o CAT III sin ninguna puede ser satisfecho probando estar de sólo 120 V o 240 V, pero sin verificación independiente. La IEC embargo sigue siendo técnicamente en conformidad con una norma (International Electrotechnical técnica de aplicación, tal como la CAT IV. ¿Por qué? Cualquier Commission) desarrolla y propone conductor situado a la intemperie IEC 61010 correspondiente a normas, pero no es responsable productos para baja tensión. Los está sujeto a transitorios de muy por su cumplimiento. alta energía debidos a rayos. Aún fabricantes cuentan con autorización Busque el símbolo y número para autocertificar que sus productos conductores enterrados bajo tierra de registro de un laboratorio son CAT IV, porque aunque satisfacen las normas, emitir sus independiente de comprobación tal propia Declaraciones de Conformidad los mismos no van a recibir como UL, CSA, TÜV u otra entidad directamente un rayo, el impacto y marcar sus productos como “CE”. reconocida de aprobación. Ese La marca CE no constituye, de un rayo en las cercanías puede símbolo puede solamente ser inducir un transitorio debido a la por lo tanto, una garantía de utilizado si el producto completó comprobación independiente. presencia de grandes campos satisfactoriamente su comprobación electromagnéticos. según la norma de la entidad de Cuando se trata de las categorías control, la que está basada en para mediciones, rigen las reglas normas nacionales/internacionales. de los bienes raíces: ubicación, La UL 3111, por ejemplo, está basada ubicación, ubicación... en la IEC 61010. En un mundo (Para un análisis adicional sobre las imperfecto, eso es lo más que se categorías de instalación, consulte la puede hacer para asegurar que página 6, “Aplicación de categorías el multímetro seleccionado fue a su trabajo”). verdaderamente comprobado en cuanto a su seguridad. El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas Fluke Corporation 3
  • 4. Protección contra dos riesgos eléctricos principales Transitorios: el peligro oculto Echemos una mirada a una situación generar un fuerte ¡pum!, muy 4. Este arco puede tener una con las peores condiciones posibles parecido al del disparo de un temperatura que se aproxima a en la cual un técnico está llevando a arma de fuego o la explosión los 6.000 °C (10.000 °F), que es cabo mediciones sobre un circuito en el tubo de escape de un mayor que la temperatura de un con tensión de un control de motor automóvil. En el mismo momento, soplete de oxiacetileno. A medida trifásico, empleando un multímetro el técnico ve destellos de arco de que el arco crece, alimentado sin las necesarias precauciones color azul brillante en las puntas por la corriente disponible de seguridad. de prueba; las corrientes de falla del cortocircuito, el mismo He aquí lo que podría suceder: sobrecalientan las puntas de sobrecalienta el aire circundante. 1. La caída de un rayo genera un la sonda, que comienzan a Se crean tanto una explosión transitorio en la línea de quemarse, produciendo un arco como una bola de fuego de alimentación, el que a su vez desde el punto de contacto hasta plasma. Si el técnico tiene suerte, ocasiona un arco entre los la sonda. la explosión lo arroja hacia atrás y terminales de entrada dentro 3. La reacción natural es retroceder, lo retira de la vecindad del arco; del multímetro. Los circuitos para alejarse del circuito. Pero a aunque golpeado, salva su vida. y componentes necesarios medida que las manos del técnico En el peor caso, la víctima para prevenir este suceso retroceden, aparece un arco experimenta quemaduras fatales sencillamente fallaron o faltaban. desde la terminal del motor a resultantes del fuerte calor del Tal vez no se trataba de un cada punta de prueba. Si estos arco o de la ráfaga de plasma. multímetro clasificado como dos arcos se unen para formar CAT III. El resultado es un Además de utilizar un multímetro un arco único, hay ahora otro clasificado para la categoría cortocircuito directo entre las dos cortocircuito directo fase con fase, terminales de medición a través adecuada de medición, cualquiera esta vez directamente entre las que trabaje con circuitos de del multímetro y las puntas terminales del motor. de prueba. alimentación que contengan 2. Por el cortocircuito recién creado tensión deberá estar protegido con fluye una alta corriente de falla, indumentaria retardante al fuego, posiblemente de varios miles deberá utilizar anteojos de seguridad de amperios. Esto sucede en o, mejor aún, una máscara facial de milésimas de segundo. Cuando seguridad, y deberá emplear guantes se forma el arco dentro del de material aislante. multímetro, una onda de choque de muy alta presión puede La caída de un rayo genera un ○ ○ transitorio en la línea de alimentación, Luego fluye una alta corriente por el ○ ○ ○ lo que crea un arco entre los terminales circuito cerrado que se forma. En las ○ de entrada del multímetro que produce puntas de la sonda aparece un arco. 1 un fuerte ruido. ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 1 2 ○ Si dichos arcos se unen, el arco de alta energía resultante puede crear una situación que represente una amenaza contra la vida del usuario. ○ ○ ○ 4 3 ○ ○ ○ ○ Cuando se alejan las puntas de prueba, como reacción ante el fuerte ruido, se producen arcos hacia las terminales del motor que se está comprobando. Figura 2. Secuencia del peor caso, con la potencial aparición de un arco. 4 Fluke Corporation El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas
  • 5. Formación de un arco y descarga eléctrica Descarga eléctrica Utilice los fusibles de alta energía adecuados Aunque la mayoría de la gente tiene conciencia del peligro de las TEMPERA descargas eléctricas, pocos se dan A mA COM V cuenta de la pequeña cantidad de A corriente y de lo bajo de la tensión 189 TRUE RMS MULTIMETER necesarias para producir una descarga eléctrica fatal. Flujos de corriente tan bajos como 30 mA pueden ser fatales (1 mA=1/1000 A). Examinemos los efectos del flujo de corriente a través de un “típico” individuo de V sexo masculino de 68 kilogramos (150 libras) de peso: A A 10A MAX mA A COM COM CAT TEMPERATURE V • A alrededor de 10 mA tiene lugar la parálisis muscular de FUSED 400mA 1000V FUSED los brazos, de modo que no se puede soltar el instrumento. • A alrededor de 30 mA tiene lugar la parálisis respiratoria. La respiración se detiene y los resultados son a menudo fatales. • A alrededor de 75 a 250 mA, para una exposición que supere los cinco segundos, tiene lugar una fibrilación ventricular, que ocasiona descoordinación de los músculos del corazón; el corazón Figura 3. Uso indebido del DMM en modo amperímetro. ya no puede funcionar. Las corrientes más intensas Los transitorios no son la única fuente quemados - y un potencial desastre. ocasionan fibrilación en de riesgo de posibles cortocircuitos Utilice sólo un multímetro con menos de cinco segundos. y formación de arcos. Uno de los entradas de corriente protegidas por Los resultados son empleos indebidos más comunes fusibles para alta energía. Nunca generalmente fatales. de los multímetros portátiles puede reemplace un fusible quemado con Ahora calculemos el umbral generar una cadena similar un fusible incorrecto. Utilice sólo para una tensión “peligrosa”. La de sucesos. los fusibles para alta energía resistencia aproximada del cuerpo Digamos que un usuario especificados por el fabricante. bajo la piel de una mano a la otra a está efectuando mediciones de Estos fusibles están clasificados través del cuerpo es de 1000 Ω. corriente en circuitos de señales. para una tensión y una capacidad Una tensión de sólo 30 V a través El procedimiento es seleccionar la de interrupción de cortocircuitos de 1000 Ω generará un flujo de función de amperímetro, insertar las diseñada para su seguridad. corriente de 30 mA. Por suerte, la puntas de prueba en los terminales resistencia de la piel es mucho más de entrada mA o A, abrir el circuito y Protección contra alta. Es la resistencia de la piel, realizar una serie de mediciones. En sobrecargas especialmente la capa exterior de un circuito serie, la corriente es Los fusibles protegen contra las células muertas, denominada siempre la misma. La impedancia de sobrecorrientes. La alta impedancia la “capa córnea”, la que protege entrada del circuito de corriente debe de entrada de los terminales de al cuerpo. En condiciones de ser lo suficientemente baja como para tensión/resistencia asegura que sea humedecimiento, o si existe un que la misma no afecte la corriente poco probable una condición de corte, la resistencia de la piel del circuito serie. La impedancia de sobrecorriente, de modo que no se decrece radicalmente. A alrededor entrada en el terminal de 10 A de un necesitan fusibles. En cambio, la de 600 V, la resistencia de la piel multímetro Fluke es de 0,01 ohmios. protección contra sobretensiones es deja de existir. Resulta perforada Compárese esto con la impedancia de requerida. La misma es provista por por la alta tensión. entrada en los terminales de tensión un circuito de protección que limita Tanto para los fabricantes de de 10 MΩ (10.000.000 Ω). las altas tensiones a un nivel multímetros como para los usuarios, Si las puntas de prueba son aceptable. Además, un circuito el objetivo es evitar a toda costa dejadas en los terminales de de protección térmica detecta las contactos accidentales con corriente y luego accidentalmente condiciones de sobretensión, circuitos que contengan tensión. conectadas a una fuente de tensión, protege al multímetro hasta que la baja impedancia de entrada se Trate de procurarse: convierte en un cortocircuito. No dicha condición desaparezca y luego automáticamente retorna a • Multímetros y puntas de prueba importa si la perilla selectora es con doble aislamiento. girada hacia tensión; las puntas de la operación normal. El beneficio más común es proteger al multímetro • Multímetros con conectores de prueba están de todas maneras entrada embutidos y puntas contra sobrecargas cuando se de prueba con conectores físicamente conectadas a un circuito encuentra en el modo de resistencia. de baja impedancia.* Esa es la razón de entrada cubiertos. por la cual las terminales de corriente De esta manera, se provee protección contra sobrecargas con recuperación • Puntas de prueba con deben estar protegidos por fusibles. protectores de dedos y superficie automática para todas las funciones no deslizante. Esos fusibles son el único elemento de medición siempre y cuando las que constituye la diferencia entre puntas de prueba se encuentren en • Multímetro y puntas de prueba un mero inconveniente - fusibles construidos con materiales de los terminales de entrada de tensión. buena calidad, durables y *Algunos multímetros cuentan con una Alerta de no conductivos. entrada que provee un sonido de advertencia si el multímetro se encuentra en esta configuración. El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas Fluke Corporation 5
  • 6. Operación segura Aplicación de categorías a su trabajo La seguridad es responsabilidad de todos pero en última instancia la misma está en sus manos. Atajos para entender Ninguna herramienta por sí misma puede las categorías Múltiples categorías garantizar su seguridad. Es la combinación de las Estas son algunas maneras rápidas Hay una situación que algunas veces herramientas correctas y las prácticas laborales de aplicar el concepto de categorías a confunde a la gente que trata de seguras la que le brinda la máxima protección. su trabajo cotidiano: aplicar categorías a las aplicaciones He aquí algunos consejos que le pueden ayudar en su trabajo. • La regla general es que cuanto del mundo real. En un único equipo, más cerca se encuentre usted de existe a menudo más de una • Trabaje en circuitos desenergizados cada vez la fuente de energía, más alto debe ser el número de la categoría y categoría. Por ejemplo, en equipos de oficina, desde la fuente de que le sea posible. Utilice procedimientos de interruptor quitado candado colocado. Si mayor será el riesgo potencial alimentación de 120 V/240 V dichos procedimientos no se encuentran en de transitorios. hasta el tomacorriente es CAT II. Los vigencia o no están impuestos, asuma que el • También es que cuanto mayor circuitos electrónicos, en cambio, son circuito está energizado. sea la corriente de cortocircuito CAT I. En los sistemas de control de • En circuitos energizados, utilice elementos existente en un punto en particular, mayor debe ser edificios, tales como los paneles de control de iluminación, o en equipos de protección: – Utilice herramientas aisladas. el número de la CAT. de control industrial tales como – Lleve puestos anteojos de seguridad o una • Otra manera de decir la misma controladores programables, es máscara facial. cosa es que cuanto mayor sea la común encontrar circuitos – Utilice guantes aislados; quítese relojes u impedancia de la fuente, menor electrónicos (CAT I) y circuitos de otras joyas. deberá ser el número de la CAT. alimentación (CAT III) coexistiendo – Párese sobre un tapete de material aislante. La impedancia de la fuente es próximos entre sí. – Utilice indumentaria retardante al fuego, simplemente la impedancia total, ¿Qué se hace en esas situaciones? no indumentaria común de trabajo. incluyendo la impedancia del Como en todas las situaciones del • Cuando efectúe mediciones en cableado, desde el punto donde se está efectuando la medición y la mundo real, utilice el sentido común. En este caso, eso significa utilizar el circuitos energizados: – Primero haga contacto con la conexión acometida de alimentación. Dicha multímetro que tenga la clasificación de tierra, y luego con el conductor con impedancia es la que amortigua de categoría más alta. De hecho, no tensión. Retire primero la punta con los transitorios. es realista esperar que la gente vaya tensión, y luego la de tierra. • Finalmente, si usted tiene alguna a estudiar todo el tiempo el proceso – De ser posible cuelgue o apoye el experiencia con la aplicación de de definición de categorías. Lo multímetro. Trate de evitar sostenerlo en dispositivos TVSS (Transient que sí es realista, y altamente sus manos, para minimizar la exposición Voltage Surge Suppression o recomendado, es seleccionar un personal a los efectos de los transitorios. Supresión de picos transitorios multímetro clasificado para la – Utilice el método de comprobación de tres de tensión), comprenderá que un categoría más alta en la cual el puntos, especialmente cuando verifique dispositivo TVSS instalado en un mismo podría ser posiblemente para determinar si un circuito no contiene panel debe tener mayor capacidad utilizado. En otras palabras, es tensión está energizado. Primero, de administración de energía que preferible mantener un margen compruebe un circuito con tensión uno instalado directamente en la de seguridad. conocido. Segundo, compruebe el circuito computadora. En la terminología deseado. Tercero, compruebe nuevamente CAT, el TVSS montado sobre un el circuito con tensión. Esto verifica que su panel es una aplicación CAT III, multímetro funcionó correctamente antes y mientras que la computadora después de la medición. es una carga conectada a un – Utilice el viejo truco de los electricistas de tomacorriente y es, por lo mantener una mano en su bolsillo. Esto tanto, una instalación CAT II. disminuye la posibilidad de que se forme Tal como se puede ver, el concepto un circuito cerrado a través de su pecho de categorías no es nuevo ni pasando por su corazón. extravagante. Es simplemente una extensión de los mismos conceptos de sentido común que la gente que trabaja profesionalmente con electricidad aplica cada día. Utilice equipos de protección tales como anteojos de seguridad y guantes de material aislante. 6 Fluke Corporation El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas
  • 7. Cómo evaluar la clasificación de seguridad de un comprobador Cómo interpretar la Tensión de operación Pico del pulso Fuente de clasificación de resistencia Categoría (CD o CA-rms transitorio comprobación a la tensión de medición a tierra) (20 repeticiones) (Ω = V/A) Los procedimientos de CAT I 600 V 2500 V Fuente de 30 Ohm comprobación de la norma CAT I 1000 V 4000 V Fuente de 30 Ohm IEC 61010 toman en cuenta tres criterios principales: tensión de CAT II 600 V 4000 V Fuente de 12 Ohm estado estacionario, tensión de pico CAT II 1000 V 6000 V Fuente de 12 Ohm de pulsos transitorios e impedancia de fuente. Estos tres criterios en CAT III 600 V 6000 V Fuente de 2 Ohm conjunto le informarán sobre el CAT III 1000 V 8000 V Fuente de 2 Ohm valor de la verdadera resistencia CAT IV 600 V 8000 V Fuente de 2 Ohm a la tensión de un multímetro. Tabla 2: Valores de transitorios de comprobación para las categorías demedición. ¿Cuándo es 600 V más (valores de 50 V / 150 V / 300 V no incluidos). que 1000 V? La Tabla 2 puede ayudarnos Separación y espacio libre a entender la clasificación Además de establecer que sean de verdadera resistencia a la comprobados con un valor de tensión de un instrumento: sobretensión transitoria, la 1. Dentro de una categoría, una norma IEC 61010 requiere que mayor “tensión de operación” los multímetros tengan mínimas (tensión de estado estacionario) distancias de “separación” y “espacio se asocia con un transitorio más libre” entre sus componentes alto, tal como sería de esperar. internos y nodos de circuito. La Por ejemplo, un multímetro separación mide la distancia a través CAT III de 600 V es comprobado de una superficie. El espacio libre con transitorios de 6000 V, mide distancias a través del aire. mientras que un multímetro CAT Cuanto más alta sea la categoría y III de 1000 V es comprobado con el nivel de la tensión de operación, transitorios de 8000 V. Hasta mayores son los requisitos de aquí, todo bien. espaciamiento interno. Una de 2. Lo que no es tan obvio es la las principales diferencias entre diferencia entre el transitorio de la antigua norma IEC 348 y la 6000 V para el instrumento CAT III IEC 61010 la constituye el aumento de 600 V y el transitorio de del espaciamiento requerido en 6000 V para el instrumento CAT II la segunda. Verifique la categoría y la tensión nominal de las puntas de prueba y de 1000 V. Estos no son iguales. los multímetros. Aquí es cuando entra en juego la Conclusiones finales impedancia de la fuente. La ley de Ohm (Corriente = Tensión/ Si usted se ve enfrentado con la Resistencia) nos dice que la fuente tarea de reemplazar su multímetro, de comprobación de 2 Ω para realice una simple tarea antes de CAT III tiene seis veces la corriente comenzar su búsqueda: analice el de la fuente de comprobación de peor caso que pueda presentarse 12 Ω para CAT II. en su trabajo y determine en qué categoría quedaría su uso El multímetro CAT III de 600 V o aplicación. claramente ofrece mejor protección Primero seleccione un multímetro contra transitorios en comparación clasificado para la categoría más alta con el multímetro CAT II de 1000 V, en la que podría tener que trabajar. aún cuando su así llamada “tensión Luego, busque un multímetro con nominal” podría ser percibida como una tensión nominal para la menor. Es la combinación de la categoría que corresponda a sus tensión de estado estacionario necesidades. Mientras lo hace, no se (denominada tensión de operación) olvide de las puntas de prueba. La y la categoría la que determina la norma IEC 61010 rige también para clasificación de resistencia total las puntas de prueba: las mismas a la tensión del instrumento de deberán estar certificadas en una comprobación, incluyendo la categoría y tensión tan alta o mayor sumamente importante clasificación que la del multímetro. Cuando se de resistencia a las tensiones Fluke Corporation trata de su protección personal, no PO Box 9090, Everett, WA USA 98206 transitorias. permita que las puntas de prueba Una nota sobre CAT IV: los ©2003 Fluke Corporation. FlukeView es una marca registrada sean el eslabón mas débil. de Fluke Corporation. Todos los derechos reservados. valores de ensayo y las normas de Impreso en los EE.UU. 6/2003 Pub-ID 10046-spa Rev. 01 diseño para la comprobación de tensión de la Categoría IV se Acceso vía Internet: http://www.fluke.com comentan en la segunda edición de la norma IEC 61010. El ABC de la seguridad en las mediciones eléctricas Fluke Corporation 7