Ohmímetros de alto voltaje

La mayoría de los ohmímetros del diseño que se muestra en la sección anterior utilizan una batería de voltaje relativamente bajo, generalmente nueve voltios o menos. Esto es perfectamente adecuado para medir resistencias por debajo de varios megaohmios (MΩ), pero cuando es necesario medir resistencias extremadamente altas, una batería de 9 voltios es insuficiente para generar suficiente corriente para activar el movimiento de un medidor electromecánico.

Además, como se discutió en un capítulo anterior, la resistencia no siempre es una cantidad estable (lineal). Esto es especialmente cierto en el caso de los no metales. Recuerde el gráfico de sobretensión actual para un espacio de aire pequeño (menos de una pulgada):

Si bien este es un ejemplo extremo de conducción no lineal, otras sustancias exhiben propiedades aislantes / conductoras similares cuando se exponen a altos voltajes. Obviamente, un ohmímetro que usa una batería de bajo voltaje como fuente de energía no puede medir la resistencia al potencial de ionización de un gas o al voltaje de ruptura de un aislante. Si es necesario medir tales valores de resistencia, solo será suficiente un ohmímetro de alto voltaje.

Ohmímetro simple de alto voltaje

El método más directo de medición de la resistencia de alto voltaje consiste simplemente en sustituir una batería de voltaje más alto en el mismo diseño básico de ohmímetro investigado anteriormente:

Sin embargo, sabiendo que la resistencia de algunos materiales tiende a cambiar con el voltaje aplicado, sería ventajoso poder ajustar el voltaje de este ohmímetro para obtener medidas de resistencia en diferentes condiciones:

Desafortunadamente, esto crearía un problema de calibración para el medidor. Si el movimiento del medidor se desvía a escala completa con una cierta cantidad de corriente a través de él, el rango de escala completa del medidor en ohmios cambiaría a medida que cambia el voltaje de la fuente. Imagine conectar una resistencia estable a través de los cables de prueba de este ohmímetro mientras varía el voltaje de la fuente:a medida que aumenta el voltaje, habrá más corriente a través del movimiento del medidor, por lo tanto, una mayor cantidad de deflexión. Lo que realmente necesitamos es un movimiento del medidor que produzca una deflexión constante y estable para cualquier valor de resistencia estable medido, independientemente del voltaje aplicado.

Medidor Megger

Lograr este objetivo de diseño requiere un movimiento de medidor especial, uno que es peculiar de los megaóhmetros , o megagigas , como se conocen estos instrumentos.

Los bloques rectangulares numerados de la ilustración anterior son representaciones en sección transversal de bobinas de alambre. Todas estas tres bobinas se mueven con el mecanismo de la aguja. No hay ningún mecanismo de resorte para devolver la aguja a la posición establecida. Cuando el movimiento no se activa, la aguja "flotará" aleatoriamente. Las bobinas están conectadas eléctricamente así:

Con una resistencia infinita entre los cables de prueba (circuito abierto), no habrá corriente a través de la bobina 1, solo a través de las bobinas 2 y 3. Cuando están energizadas, estas bobinas intentan centrarse en el espacio entre los dos polos magnéticos, impulsando la aguja completamente a la derecha de la escala donde apunta al "infinito".

Cualquier corriente a través de la bobina 1 (a través de una resistencia medida conectada entre los cables de prueba) tiende a conducir la aguja hacia la izquierda de la escala, de regreso a cero. Los valores de la resistencia interna del movimiento del medidor se calibran de modo que cuando los cables de prueba se cortocircuitan, la aguja se desvía exactamente a la posición 0 Ω.

Debido a que cualquier variación en el voltaje de la batería afectará el par generado por ambos conjuntos de bobinas (bobinas 2 y 3, que impulsan la aguja hacia la derecha, y bobina 1, que impulsa la aguja hacia la izquierda), esas variaciones no tendrán efecto en la calibración del movimiento. En otras palabras, la precisión de este movimiento del ohmímetro no se ve afectada por el voltaje de la batería:una determinada cantidad de resistencia medida producirá una cierta desviación de la aguja, sin importar cuánto o poco voltaje de la batería esté presente.

El único efecto que tendrá una variación de voltaje en la indicación del medidor es el grado en que la resistencia medida cambia con el voltaje aplicado. Entonces, si usáramos un megóhmetro para medir la resistencia de una lámpara de descarga de gas, leería una resistencia muy alta (aguja en el extremo derecho de la escala) para voltajes bajos y baja resistencia (la aguja se mueve a la izquierda de la escala). escala) para altos voltajes. Esto es precisamente lo que esperamos de un buen ohmímetro de alto voltaje:proporcionar una indicación precisa de la resistencia del sujeto en diferentes circunstancias.

Para una máxima seguridad, la mayoría de los megafonos están equipados con generadores de manivela para producir el alto voltaje de CC (hasta 1000 voltios). Si el operador del medidor recibe una descarga de alto voltaje, la condición se corregirá automáticamente, ya que naturalmente dejará de arrancar el generador. A veces, se utiliza un "embrague deslizante" para estabilizar la velocidad del generador en diferentes condiciones de arranque, a fin de proporcionar un voltaje bastante estable, ya sea que se arranque rápido o lento. Se encuentran disponibles múltiples niveles de salida de voltaje del generador mediante el ajuste de un interruptor selector.

En esta fotografía se muestra un simple megóhmetro de manivela:

Algunos meggers funcionan con baterías para proporcionar una mayor precisión en el voltaje de salida. Por razones de seguridad, estos meggers se activan mediante un interruptor de botón pulsador de contacto momentáneo, por lo que el interruptor no puede dejarse en la posición de "encendido" y representa un peligro de descarga eléctrica significativa para el operador del medidor.

Meggers reales

Los meggers reales están equipados con tres terminales de conexión, etiquetados como Line , Tierra y Guardia . El esquema es bastante similar a la versión simplificada que se mostró anteriormente:

La resistencia se mide entre los terminales de línea y tierra, donde la corriente viajará a través de la bobina 1. El terminal "Guard" se proporciona para situaciones de prueba especiales en las que una resistencia debe aislarse de otra. Tomemos, por ejemplo, este escenario en el que se va a probar la resistencia del aislamiento en un cable de dos hilos:

Para medir la resistencia del aislamiento de un conductor al exterior del cable, necesitamos conectar el cable de "Línea" del megóhmetro a uno de los conductores y conectar el cable de "Tierra" del megóhmetro a un cable enrollado alrededor de la cubierta del megóhmetro. cable:

En esta configuración, el megóhmetro debería leer la resistencia entre un conductor y la cubierta exterior. ¿O lo hará? Si dibujamos un diagrama esquemático que muestra todas las resistencias de aislamiento como símbolos de resistencia, lo que tenemos se ve así:

En lugar de simplemente medir la resistencia del segundo conductor a la funda (R _c2-s ), lo que realmente mediremos es la resistencia en paralelo con la combinación en serie de resistencia de conductor a conductor (R _c1-c2 ) y el primer conductor a la vaina (R _c1-s ). Si no nos importa este hecho, podemos continuar con la prueba configurada. Si deseamos medir solo la resistencia entre el segundo conductor y la vaina (R _c2-s ), entonces necesitamos usar la terminal "Guard" del megger:

Ahora el esquema del circuito se ve así:

Conectar el terminal “Guard” al primer conductor coloca a los dos conductores a un potencial casi igual. Con poco o ningún voltaje entre ellos, la resistencia de aislamiento es casi infinita y, por lo tanto, no habrá corriente entre los dos conductores. En consecuencia, la indicación de resistencia del megóhmetro se basará exclusivamente en la corriente a través del aislamiento del segundo conductor, a través de la cubierta del cable y al alambre enrollado, no la corriente que se escapa a través del aislamiento del primer conductor.

Los Meggers son instrumentos de campo:es decir, están diseñados para ser portátiles y operados por un técnico en el lugar de trabajo con tanta facilidad como un ohmímetro normal. Son muy útiles para verificar fallas “cortas” de alta resistencia entre cables causadas por aislamiento húmedo o degradado. Debido a que utilizan voltajes tan altos, no se ven afectados por voltajes parásitos (voltajes menores a 1 voltio producidos por reacciones electroquímicas entre conductores, o "inducidos" por campos magnéticos vecinos) como los ohmímetros ordinarios.

Probadores Hi-Pot

Para una prueba más completa del aislamiento del cable, otro ohmímetro de alto voltaje comúnmente llamado hi-pot se utiliza el probador. Estos instrumentos especializados producen voltajes superiores a 1 kV y pueden usarse para probar la eficacia aislante del aceite, los aislantes cerámicos e incluso la integridad de otros instrumentos de alto voltaje. Debido a que son capaces de producir voltajes tan altos, deben ser operados con el mayor cuidado y solo por personal capacitado.

Cabe señalar que los probadores de alta potencia e incluso los megafuegos (en determinadas condiciones) son capaces de dañar aislamiento de cables si se utiliza incorrectamente. Una vez que un material aislante ha sido sometido a rotura por la aplicación de un voltaje excesivo, su capacidad para aislar eléctricamente se verá comprometida. Nuevamente, estos instrumentos deben ser utilizados únicamente por personal capacitado.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de uso básico del ohmímetro