Menos é mais para instrumentos de teste elétrico

Por: Jeff Jowett, Application Engineer, Megger

Uma tendência do século 21 na instrumentação elétrica tem se apoiado em dispositivos de teste menores, mais leves e mais fáceis de manipular por meio de microcircuitos. Ser portátil e fácil de manipular pode ser benéfico o suficiente, mas há muito mais do que isso. A redução do tamanho não é apenas para a facilidade de fabricação ou um truque publicitário.

Vários instrumentos podem ser combinados em um único dispositivo de teste portátil, para que uma tarefa inteira possa ser concluída com um único equipamento de teste. O usuário pode se beneficiar de ótimas economias de custo e melhoria no trabalho. Este artigo examinará quantas funções encontradas em vários instrumentos diferentes podem ser incluídas em apenas um dispositivo de teste portátil.

Menos é mais

O teste de motores elétricos para reparo, manutenção e instalação pode usar até seis instrumentos diferentes. Há uma despesa adicional na aquisição, o tempo gasto no trabalho mudando de um instrumento para outro com ligação de operador e a possibilidade de viajar para um trabalho apenas para descobrir que um dos dispositivos de teste foi abandonado. Esses instrumentos podem ter diferentes graus de precisão, criando o desafio adicional de coordenar todos os resultados em um quadro coerente de conformidade regulamentar ou para o cliente. Da mesma forma, geralmente há a necessidade de registrar os resultados dos testes em um banco de dados para uso pessoal ou enviá-los a terceiros, e isso pode ser excessivamente complicado por vários bancos de dados. A forma mais fácil, mais segura e mais confiável de fazer as coisas é simplesmente pressionar o mesmo botão em um único instrumento sempre que um resultado do teste tiver de ser registado e enviá-lo tudo para um único arquivo em uma única operação. Os custos e os atrasos da calibração anual são significativamente reduzidos quando tudo pode ser realizado em uma única operação.

Segurança em primeiro lugar

Um instrumento portátil é o modelo de conveniência, mas a facilidade de operação é aprimorada ainda mais por interruptores seletores robustos e arrojados. Os interruptores de membrana multifunções são sofisticados e parecem futuristas, mas destinam-se ao laboratório, não ao local de trabalho. Os interruptores seletores são mais claros em função, menos propensos a erros do operador e podem ser manipulados mesmo com luvas de segurança. Mas há uma consideração de segurança com unidades portáteis que é necessário entender e observar. O tamanho geral pequeno condensa as distâncias entre os circuitos e os componentes, representando a ameaça de centelhamento interno sob o impactos de picos de tensão e falhas na concessionária que atende o local. Não se preocupe. Todos os instrumentos de qualidade são protegidos contra esse perigo pela classificação IEC61010. A classificação informa ao operador em que ambiente e em qual tensão de operação o dispositivo de teste pode ser usado com segurança, sem ameaça de arco elétrico/ explosão. Aprenda a interpretar essa classificação e sempre aplique-a corretamente no ambiente de trabalho. Se um instrumento não indicar de forma destacada a classificação IEC, não compre.

Figura 1 – O teste de isolamento é facilitado pela codificação por cores e pelos resultados detalhados no visor

Teste de isolamento

Um teste elétrico importante e fundamental é o teste de isolamento, e muitos modelos são construídos em torno disso. O teste aplica uma tensão selecionada no isolamento e mede, mais praticamente quanta corrente ele puxa. Isso é convertido pela Lei de Ohm em resistência. A unidade de medida é Megohm, ou um milhão de ohms. Um bom isolamento não deve medir menos que um Megohm.

Pode haver uma exceção para o isolamento que está enterrado dentro de camadas adicionais, como o verniz isolante nos enrolamentos do motor. Um bom dispositivo de teste terá um aumento de tensão acentuado até a tensão selecionada total no momento em que atingir 1 MΩ. Os dispositivos de teste mal projetados mostrarão um aumento de tensão mais lento, e isso é enganoso porque, na extremidade inferior crítica da faixa de MΩ, onde o equipamento pode estar se desgastando, o isolamento não está sendo totalmente tensionado e os resultados podem ser enganosos. Um termopar integrado aumenta muito a precisão e a eficácia desses testes, pois as medições podem ser corrigidas automaticamente para uma temperatura comum e inseridas em um banco de dados. A temperatura tem um efeito profundo nas leituras de isolamento, mas o aborrecimento da correção manual muitas vezes leva à sua omissão.

Tensão comum da rede elétrica

Equipamentos que funcionam a partir de uma tensão de rede elétrica comum...120, 240, 480...podem ser testados com um dispositivo de teste de 1 kV. O padrão do setor tem sido de 500 V para testes de manutenção, 1 kV para solução de problemas que podem puxar arcos de pontos danificados ou explorar ainda mais outros pontos fracos. Os testes podem ser ainda mais aperfeiçoados com um dispositivo de teste topo de linha que tem seleção de tensão quase infinita. Estes modelos podem ser configurados em incrementos de 1 V em toda a variedade, de modo a que, por exemplo, o equipamento de 600 V possa ser testado a 600 V e não a 500 V. A configuração também deve incluir um sinal sonoro de aprovação/ reprovação, para que o teste possa acelerar quando apenas atender a um requisito de conformidade.

Continuidade

O oposto do isolamento é a continuidade, de modo que as duas funções normalmente se unem. E elas devem ser assim. A continuidade é um teste simples, em que a baixa tensão e uma pequena corrente de teste verificam se os circuitos estão intactos e sem erros de fiação. Mas mesmo este teste simples pode aproveitar vantagens adicionais. Os dispositivos de teste sofisticados mostram a conexão de cabos codificada por cores no monitor, de modo que erros de conexão simples geralmente são o resultado da pressa e são detectados e corrigidos sem erros ou tempo de teste adicionais. Testes unidirecionais e bidirecionais sem a necessidade de trocar os fios, combinados com um teste de diodo, permitem a rápida verificação dos circuitos de partida e similares.

Há muito mais em testes de baixa resistência

No entanto, há mais a testes de baixa resistência do que de continuidade básica. A capacidade de passar um ou dois miliamperes apenas estabelece o contato. Ele não prova que uma conexão pode executar bem seu funcionamento, como produzir calor excessivo ou vibrar solto. Medições genuínas da ponte Kelvin abaixo de 1Ω com uma corrente robusta e resolução micro-ohm tradicionalmente exigiam

Figura 2 - A conexão do motor é facilitada pela orientação na tela

um dispositivo de teste separado, com dois terminais de corrente na parte externa e dois terminais potenciais na parte interna, que não faziam mais nada. Os dispositivos de teste elétricos e de motor com todas as funcionalidades incluem agora esta funcionalidade, com correntes de teste de 0,1 A e medição de 1 mΩ com resolução de 0,01 mΩ. Isso permite que o operador identifique juntas e conexões que estão em processo de enfraquecimento bem antes que elas se tornem um problema. Os monitores gráficos mostram novamente a configuração correta, e o teste bidirecional pode ser feito a partir do painel frontal sem trocar fisicamente os cabos.

Figura 3 – Interruptores seletores claramente marcados e codificação de cores ajudam a eliminar erros do operador

A rotação do motor é importante

Uma função importante, mas negligenciada, nos motores elétricos é a rotação do motor. Tradicionalmente, isso requer um equipamento separado; geralmente, um item pequeno e portátil é facilmente abandonado. Agora, essa função pode ser incluída em um dispositivo de teste multifuncional. Novamente, um sofisticado monitor pode mostrar ao operador a configuração de cabo e, em seguida, uma volta manual do eixo indicará se as conexões estão corretas para essa rotação (L1 L2 L3). O voltímetro de CA/CC e a medição de frequência facilitam as conexões de alimentação corretas para a rotação desejada do eixo. Um medidor LCR integrado mede a indutância, a capacitância e a resistência, para uma solução de problemas mais avançada em componentes como enrolamentos de motores e transformadores. Um dispositivo de teste sofisticado ajudará ainda mais na solução de problemas, determinando o componente principal da carga sem o envolvimento do operador e exibindo essa medição no monitor.

Os cabos de teste são importantes

Os cabos de teste são uma parte indispensável dos testes elétricos e, muitas vezes, têm a importância negligenciada. Eles se desgastam e, sem que os danos sejam perceptíveis a olho nu, podem “vazar”. A manipulação dos cabos não deve afetar a leitura no visor, nem comprimi-los. Os dispositivos de teste modernos minimizam possíveis erros de cabos com monitores coloridos. Um monitor colorido não é apenas para aparência. Ele pode guiar o operador pela codificação por cores com os cabos e funções específicas, reduzindo ou eliminando conexões incorretas que podem custar caro em termos de tempo, precisão e na confiabilidade.

Recursos de segurança adicionais são necessários

Com tantas funções, os dispositivos de teste multifuncionais devem incluir recursos de segurança redundantes. Além dos já mencionados, deve haver descarga automática da carga armazenada no item de teste, aviso de tensão ativa, inibição do teste na presença de tensão externa e tensões de bloqueio de terminal. Esta última proteção permite que os testes prossigam na presença de baixas tensões inofensivas, como diafonia em telecomunicações, enquanto ainda bloqueia com segurança o início do teste em tensões mais altas.

Um homem sábio observou uma vez que tempo é dinheiro, e isso certamente é verdadeiro na manutenção, na instalação e nos reparos elétricos. Um instrumento de teste compacto e multifuncional pode economizar tempo de teste e, ao mesmo tempo, evitar erros dispendiosos e economizar dados para comparação futura. Não apenas testes de motores elétricos, mas também manutenção geral, prevenção e resolução de problemas de toda a fábrica elétrica podem ser implementados. Todas as operações podem ser realizadas de forma bem e precisa, sem comprometer a qualidade dos resultados obtidos com instrumentos dedicados.

Sobre o autor: Jeff Jowett é atualmente engenheiro de aplicações sênior na Megger em Norristown, PA. Ele é bacharel pela Ursinus College, Collegeville, PA em biologia, química.

Jeff tem mais de 40 anos de emprego contínuo, começando com a James G. Biddle Co., depois Biddle Instruments, AVO International e agora a Megger. Nos últimos 25 anos, no Departamento de Marketing, Vendas de Distribuição.

Jeff escreveu inúmeros artigos de periódicos comerciais, conduziu treinamento de equipes de vendas de distribuidoras e clientes e apresentou seminários, sessões de treinamento e palestras para várias sociedades elétricas [incluindo Nat'l Electrical Testing Ass'n (NETA) e Nat'l Joint Apprenticeship Training Committee (NJATC)] e para aquelas abertas ao público em geral.

IEEE membro e comitê para a revisão da Norma 81, Guia recomendado para medir a resistência ao solo e gradientes potenciais na Terra.