calibracion de pinza amperometrica

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Av. Independencia 1800

4000 S.M. de Tucumán, Argentina Teléfono: 0381-4364093 Interno 329

Fax: 0381-4364157

Universidad Nacional de Tucumán Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología Departamento de Electricidad, Electrónica y

Computación

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CARRERA INGENIERIA ELECTRONICA

INFORME DE PRÁCTICAS PROFESIONALES SUPERVISADAS

“Trabajo de mantenimiento predictivo y preventivo de instrumental de

medición analógica y digital”

Institución: Servicios Electrónicos.

Fecha de Inicio: 03/01/2012 Fecha de Finalización: 03/05/2012

- “Año 2012” –

INDICE

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1_ Breve descripción de la Institución en la que se realizó la PPS………………. 3

2_Descripcion de las tareas realizadas ……………………………………………. 4

2.1_ Primera Tarea…………………………………….……………………..4

2.2_Segunda Tarea…………………………………………………………..12

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Servicios Electrónicos

La empresa servicios electrónicos se encuentra ubicada en la calle Bolivia en la ciudad de San Miguel de

Tucumán – Tucumán - se dedica a la reparación, mantenimiento, diseño e instalación de equipos electrónicos.

La misma está dividida en tres secciones o aéreas: reparación y mantenimiento de equipos, desarrollo y diseño,

administración y logística.

El personal está conformado por un grupo de personas entre ingenieros, técnicos y personal de administración.

Las prácticas se llevaron a cabo en la sección de mantenimiento y reparación, específicamente se realizaron

trabajos de mantenimiento preventivo y predictivo a instrumental de medición analógica y digital.

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2-DESCRIPCIONDE LAS TAREAS REALIZADAS

El lugar de trabajo donde se desarrollaron las tareas asignadas consta de bancos de trabajo equipados con

herramientas y equipos de medición, entre ellos podemos mencionar osciloscopio, multímetros, equipos de

soldadura, (bomba de aire-calor para soldado/desoldado de componentes “SMD” soldadura superficial, bases de

soldadura/extracción de componentes SMD) etc. Además de PCs para búsqueda de información de

componentes electrónicos en particular.

La duración de la PPS fue de 4 meses, con un régimen horario de cuatro horas por día, de lunes a viernes.

2.1-Primera tarea:

Reparación y calibración de pinzas amperimétricas trifásicas.

2.2-Segunda tarea:

Reparación, estudio, despiece, y relevamiento circuital de equipos analizadores de redes monofásica y

trifásica marca CIRCUTOR CVM – BD, CVM – BDM, CVMK, AR5.

2.1-Primera tarea

Introducción

La primera tarea consistió en reparación y calibración de pinzas amperimétricas trifásicas, una pinza

amperimetrica es un instrumento con capacidad para medir intensidad eléctrica continua o alterna.

La diferencia entre los distintos modelos consiste principalmente en la exactitud conseguida, siendo ésta

consecuencia del método de medida utilizado y del diseño. Existen básicamente dos tipos constructivos de

pinzas: las de tipo transformador de intensidad, y las de efecto Hall; las primeras son capaces de medir

únicamente intensidades alternas (de 50 Hz habitualmente); las de efecto Hall son capaces de medir

intensidades continuas y alternas hasta una frecuencia máxima que varía según la construcción de la pinza, pero

que no suele superar 1kHz, o 10kHz como máximo.

A continuación se describe brevemente el principio de funcionamiento de las pinzas del tipo transformador de

intensidad que son con las que trabajamos.

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Un transformador de intensidad está constituido por dos arrollamientos bobinados sobre un núcleo magnético

común. Cuando una corriente, I1, atraviesa el bobinado primario, crea un campo magnético alterno de la misma

frecuencia. Las líneas del campo magnético que se canalizan por el

circuito magnético atravesarán también el arrollamiento secundario de forma que cada una de sus espiras se

someterá a un flujo periódico variable de la misma frecuencia. Si el arrollamiento secundario se carga por

ejemplo mediante una resistencia, una intensidad, I2, recorrerá este arrollamiento. Si el número de vueltas del

arrollamiento primario y secundario son respectivamente N1, N

2, aplicando las leyes del electromagnetismo se

cumplirá aproximadamente la siguiente relación:

N1

I1

= N2

I2

Una pinza amperimétrica de este tipo es un transformador de intensidad con el circuito magnético partido

dentro de las dos mordazas de la pinza.

Además el conductor abrazado por la pinza hace las veces de arrollamiento primario, de una sola espira (véase

figura 1). Por lo tanto:

N1

I1

= N2

I2

N1

= 1

I2

= I1

/ N2

Figura 1. Principio de funcionamiento de una pinza del tipo transformador de intensidad.

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Esta corriente, I2, se deberá de medir mediante un instrumento apropiado, que en el caso de pinzas de lectura

directa está incorporado en la propia pinza, y en el caso de lectura indirecta debe ser externo a la pinza.

En cuanto al tipo de lectura o indicación proporcionada por estas pinzas es mediante una salida analógica de

tensión prevista para conectarse a un voltímetro digital. Los valores más comunes de la constante de medida son

1mV / A, o 10mV / A, de forma que para obtener la lectura final incorporan una resistencia o un puente

electrónico rectificador a la salida del arrollamiento secundario, de forma que la salida es una tensión alterna o

continua proporcional a la corriente medida, en lugar de una intensidad.

Los modelos de las pinzas para corriente con que se trabajó son de la marca CIRCUTOR.

CP – 2000/200

CPR – 500

CPR – 100

CP – 100

Características Técnicas

MODELO CP - 2000/200 CPR - 500 CPR - 100

Rango medida 1 … 200 A ca 200 … 2000

A ca 5 … 500 A ca 1 … 100 A ca

Precisión

De 1 a 200 A: ±0.5 %, ± 0.3 A

De 200 a 2000 A: ±0.5 %,

±0.5 A

±1 %, ± 1A ±1 %, ± 1A

Tensión Salida 1mV/A / 10mV/A 4 mV/A 4 mV/A

Frecuencia de Trabajo 40 … 1000 Hz

Rigidez dieléctrica 4 KV/50 Hz, 1min 3 KV/50 Hz, 1

min 3 KV/50 Hz, 1 min

Máx. diámetro

conductor 70 mm 45 mm 45 mm

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Figura 2. Modelos de las pinzas CPR500 y CP100

Operaciones previas a la calibración:

Antes de iniciar la calibración se realizan las siguientes operaciones previas.

Se identifica la pinza con su marca y modelo asignándole además un código de identificación que se

adhiere sobre la pinza.

A continuación se comprueba el correcto cierre de una mordaza contra la otra, el estado superficial de

las dos caras accesibles del circuito magnético, que en el caso de existir oxido se remueve el mismo con

una lija fina y productos para la corrosión.

En el caso de existir daños en la carcasa y recubrimiento de las pinzas, se evalúa su reparación o no,

dependiendo del nivel de daño presente en la misma.

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Los conectores como así también los cables de conexión son revisados, reparados y reemplazados si

correspondiese.

La calibración se realizó en un medio en el cual la temperatura ambiente era de 23°C ± 2°C.

Se fija la tolerancia para la calibración asignada a la pinza cumpliendo con las especificaciones del

fabricante.

A la hora de realizar las mediciones se evitará la presencia de cualquier otro conductor u objeto metálico

en la proximidad de la pinza para evitar distorsiones en el campo magnético.

Se elegirán los alcances de medida de los multímetros (de tensión y corriente respectivamente) para que

la variable a medir esté lo más cerca de plena escala y así garantizar la mínima incertidumbre y la mejor

resolución posible.

Equipos y materiales necesarios para la calibración:

- Transformador de tensión alterna Varactor.

POWERSTAT

230 V/115 V 50/60Hz

Max Output: 2.5 KVA

Max Output Current: 9 A

- Multímetro digital

Marca: MASTECH MY 64

Características técnicas.

-Resistencias al 1% por ¼ w

Valores varios.

-Transformador de tensión alterna.

230V/15+15V/1A

Para realizar estos ensayos se contrastaron dos multímetros uno en tensión y otro en corriente respectivamente.

El multímetro que se tomó como referencia para realizar el trazado de los mismos es un instrumento marca

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Agilent calibrado por el Laboratorio de Instrumentación Industrial de la Facultad de Ciencias Exactas y

Tecnología de la U.N.T.

Figura 3. Instrumentos y equipos utilizados para realizar la calibración

Calibración

La calibración de pinzas amperimétricas se realiza por método indirecto.

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El método indirecto se basa en generar una corriente conocida de pequeño valor (como máximo de 1 A,

dependiendo del modelo de la pinza) mediante un transformador eléctrico de tensión conectado a una bobina

que tiene un número de espiras conocido (los valores usados son 150 y 500 espiras) dependiendo del rango de

medida de la pinza a calibrar.

N = 150 vueltas para pinzas con rango de medida de 1…100 A

N = 500 vueltas para pinzas con rango de medida de 200…1000 A

La pinza a calibrar se coloca abrazando la bobina que se usa para conseguir un efecto multiplicativo, de forma

que la intensidad medida por la pinza debe ser igual a la generada por el calibrador multiplicada por el número

de vueltas de la bobina.

Secuencia de calibración:

Aplicar la intensidad correspondiente al punto de calibración. Esto se consigue variando la tensión del

variac que alimenta al transformador conectado a la bobina que abraza la pinza.

Comprobar que se han estabilizado las indicaciones y tomar las lecturas del multimetro (tensión)

conectado al secundario o salida de la pinza, y el multimetro (de corriente) conectado en serie con la

bobina.

Con el valor de tensión obtenido en la pinza, mediante la relación tensión - corriente propia de cada

modelo, determinar la corriente medida por la misma.

Ejemplo:

Modelo: CPR 100

100 A - 2 V

Tensión medida: 1,73V

Corriente equivalente a 86,5 A

A la lectura de corriente medida en la bobina se la afecta por el numero de vueltas de la misma.

Con estos datos se llena una planilla que se detalla en la página siguiente, si los valores de corriente medidos

indirectamente con la pinza se encuentran fuera del rango de medición especificado por el fabricante, se

modifica la impedancia del circuito que realiza la conversión de corriente a tensión que se encuentra en la parte

posterior de la pinza. Se detalla en la siguiente figura.

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Figura 4. Circuito que realiza la conversión de corriente a tensión.

Planilla para calibración.

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CALIBRACIÓN DE PINZAS AMPEROMETRICAS TRIFASICAS

JUEGO PINZAS N° : TIPO DE PINZA: FECHA DE CALIBRACION:

TEMP AMB:

MULTIMETROS UTILIZADOS:

TENSION CORRIENTE

MODELO: MODELO:

MARCA: MARCA:

PINZAS CORRIENTE MEDIDA

CON TESTER [A]

TENSION MEDIDA CON

PINZA [V]

CORRIENTE MEDIDA

CON PINZA [A]

OBS.

ROJA

AMARILLA

NEGRA

RANGO DE MEDICION : BOBINA UTILIZADA PARA CALIBRACION

VALOR ANTES DE CALIBRAR

VALOR LUEGO DE

OBSERVACIONES:

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2.2- Segunda Tarea.

Introducción

Un analizador de redes es un instrumento que mide, calcula, visualiza y memoriza los principales parámetros

eléctricos en redes industriales trifásicas (equilibradas o desequilibradas). La medida se realiza en verdadero

valor eficaz, mediante tres entradas de tensión c.a. y tres entradas de intensidad c.a. (a través de transformadores

de corriente In / 5 A).

Aplicaciones del equipo:

Aplicación de control en cuadros de distribución y acometidas de baja y media tensión

Control de valores instantáneos, máximos mínimos de los parámetros eléctricos medidos

Central de alarmas con señal analógica.

Características del equipo

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- Medición en verdadero valor eficaz.

- Memoria Interna.

- Memorización de los valores máximos y mínimos.

- 2 leds luminosos para indicar funcionamiento de la CPU y las comunicaciones.

- Medida de distorsión armónica de tensión y corriente ( %THD ó %D).

- Medida descomposición armónica en tensión y corriente.

- Está compuesto por tres módulos: de alimentación y comunicación, placa de procesamiento y digitalización de

señales, y la interface de usuario o visualizador, los cuales van ensamblados dentro de un gabinete de

protección.

Mantenimiento realizado.

A estos equipos se les realiza un mantenimiento preventivo que consiste en:

Chequeo de la placa de alimentación y comunicación: consiste en medir si los valores de tensión que

alimentan a la próxima etapa son los adecuados, verificar el correcto funcionamiento del transformador

de tensión, como los reguladores, la etapa de filtrado y comunicación.

En la placa de procesamiento y digitalización de señales se procede de la siguiente manera:

1° Examinar si la placa se encuentra quemada por suba de tensión (este es un daño frecuente en estos

equipos).

2° Revisar mediante la medición correspondiente que no existan cortocircuitos en los integrados y que

no estén dañados.

3° Mediante un osciloscopio medir que la señal alterna de entrada luego de ser atenuada y procesada por

la etapa operacional ingrese al microprocesador con la forma y valor de tensión correspondiente.

4° Limpiar el sulfato en caso de existir, una de las principales causas es debido a la batería incorporada y

a que el equipo se encuentra a la intemperie.

5° Por ultimo a la etapa de visualización se deben medir las tensiones de alimentación, comprobar que

los pulsadores (seteo y reset) funcionen correctamente, y el estado del display (si se presenta daño

alguno).

Las reparaciones realizadas consistieron en cambios de componentes de la placa de procesamiento uno de ellos

fue una memoria EEPROM AT24C164 (previamente cargada con un código de configuración del equipo) por

falla detectada en el arranque del equipo.

Las herramientas utilizadas fueron multímetros, osciloscopios, y equipos de soldado/desoldado de componentes

“SMD” soldadura superficial como la bomba de aire-calor.

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