IEC61000-4-30: Conozca todo sobre la norma

Normas ABNT NBR IEC

Imagínense si, como por arte de magia, la constitución y las leyes simplemente desaparecieran. ¿Qué sería todo sin reglas? La respuesta es sencilla: Caos. Si no puedes imaginarlo, mira cualquier película con temática post-apocalíptica, siempre lo abordan.

La organización y las reglas que somos capaces de crear y seguir es una de las muchas cosas que nos diferencia de otras especies. No sabemos vivir de otra manera. Necesitamos leyes y reglas, de lo contrario todo se convierte en un desastre.

Ahora, volviendo al mundo de la ingeniería, las normas ABNT, NBR, IEC, NEMA, entre otras, son nuestras “guías” en todo lo que desarrollamos y creamos. Garantizan la organización, calidad y estandarización de todo.

Necesitamos “bailar al ritmo de la música”, y estas reglas garantizan que bailemos de forma segura. Es nuestra obligación comprenderlos e interpretarlos. ¿Alguna vez has visto lo feo que es cuando alguien baila de manera extraña? Se convierte en un meme. Así que ¡“baila” con la técnica!

Ahora que sabemos que es de vital importancia comprender a fondo las normas que afectan a nuestra vida y a nuestro trabajo, y que su incumplimiento roza el amateurismo y el ridículo, hablemos de una en concreto que nos ayuda mucho en materia de calidad energética: la IEC 61000-4-30.

Definición de IEC 61000

IEC 61000 es una serie de 71 normas que abordan el siguiente tema: Compatibilidad electromagnética. Se divide en 6 partes, abarcando cada una de ellas con mayor profundidad, a saber: 

• Parte 1 – Generalidades: Aquí tenemos introducciones, principios fundamentales, definiciones, terminologías y toda la base para el desarrollo del tema;

• Parte 2 – Entorno: Aquí tenemos la descripción, clasificación y niveles de compatibilidad. Como ocurre con cualquier modelado, ¿cómo podemos definir algo sin saber qué hay en la “ubicación de prueba”? ¿A qué sometemos al objeto del análisis? ¿Hay frecuencias aquí? ¿radiación? Es en este entorno donde ella habla y profundiza. Éstas son las condiciones bajo las cuales la definición es válida: “Esta norma es válida bajo estas condiciones”;

• Parte 3 – Límites: Implica definir los límites de emisión de una perturbación y la inmunidad a la misma. Armónicos generados por equipos, por ejemplo;

• Parte 4 – Técnicas de prueba y medición, ¡aquí está nuestro enfoque! Pero aun así, es demasiado amplio y lo limitaremos a una aplicación más específica;

• Parte 5 – Directrices: Métodos y dispositivos de instalación y mitigación;  

• Parte 6 – Normas genéricas: Aplicadas a viviendas, industrias, subestaciones, etc.

En resumen, la ABNT NBR IEC 61000-4 define los métodos para medir e interpretar los resultados de los parámetros de calidad de energía eléctrica en sistemas de suministro de energía de corriente alterna a 50/60 Hz. 

¡Y prestad mucha atención! Presenta métodos de medición y requisitos de desempeño apropiados, pero no define límites, es decir, no espere ver aquí porcentajes o límites para los fenómenos encontrados en sus estudios y mediciones. Esta norma garantiza que su equipo de análisis o medición funcione correctamente y que usted esté protegido respecto de la confiabilidad de la información generada.

Para evaluar los límites, se requerirá una norma o instrucción adjunta. Ejemplos: 

• Módulo 8 de Prodist para análisis en el punto de acoplamiento con el concesionario;

• ANSI/IEEE 446 para ver la curva CBEMA;

• NEMA MGI 14-34 para desequilibrios;

• Campañas de medición del ONS, etc.

Norma IEC61000-4-30

Ahora ya sabemos de qué trata la norma IEC 61000-4. ¡Aún necesitamos saber qué es 30! Hasta ahora sabemos que la norma IEC 61000-4 trata de la compatibilidad electromagnética, en el campo de las técnicas de medición y prueba.

Hay 34 variantes de esta sección. La variante IEC61000-4-30 presenta métodos para medir aspectos de calidad de energía, que es el foco del análisis y medición de equipos involucrados en consultorías, estudios e inspecciones. Aquí es donde centraremos nuestro enfoque, pero destacaré algunos relacionados, principalmente para pruebas de homologación y certificación de clases. Ellos son:

• IEC61000-4-7: Guía general sobre medición e instrumentación de armónicos e interarmónicos para sistemas de potencia y equipos conectados a ellos;

• IEC61000-4-15: Medidor de parpadeo – Especificaciones funcionales y de diseño.

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IEC61000-4-30 define los métodos para medir los siguientes parámetros:

• Frecuencia del sistema eléctrico¹;

• Magnitud de la tensión de alimentación¹;

• Parpadeo de luz (Parpadeo¹);

• Caídas y subidas de tensión¹;

• Interrupciones de tensión¹;

• Tensiones transitorias;

• Desequilibrio de tensión¹;

• armónicos e interarmónicos de tensión¹;

• Señales transmitidas a través de la tensión de alimentación;

• variaciones rápidas de voltaje;

Nota¹: El módulo 8 del PRODIST menciona estos fenómenos, y establece límites, en el punto de acoplamiento con el concesionario.

Clases de equipos

Para cada parámetro se definen tres clases: A, S y B. Y aquí debes preguntarte: ¿Por qué en este orden? Al menos tenía curiosidad. ¿Qué cambia entre ellos? Bien, vayamos a las definiciones.

Analizador de energía CLASE A

• Extracto de la norma: “Esta clase se utiliza cuando se requieren mediciones precisas, por ejemplo para aplicaciones contractuales que pueden requerir resolución de disputas, verificación del cumplimiento de las normas, etc.”

Ahora, mire, léalo nuevamente: ¡Auditorías y situaciones probatorias más complejas!

• Extracto de la norma: “Cualquier medición de un parámetro realizada con dos instrumentos diferentes que cumplan con los requisitos de la Clase A, al medir las mismas señales, produce resultados iguales dentro de la incertidumbre especificada para el parámetro”.

Aquí está el truco. La característica crucial que define la clase: alta precisión, es decir, exactitud dentro de los límites de la incertidumbre de la medición y sincronización. Por la primera característica, os digo, son equipos con mayor valor añadido, mayor tecnología, etc. No esperéis ver equipos de esta clase al mismo precio que otros.

Entonces el método universal para la sincronización es el GPS. Y tenga en cuenta que no estamos hablando de coordenadas espaciales, a pesar de las pantallas de nuestros dispositivos, sino de relojes. Si tienes que medir un transitorio “igualmente” en la misma línea, ten en cuenta que 1 segundo de error es una eternidad. Entonces no hay manera de que un dispositivo cumpla con la clase, sin sincronización, por lo tanto sin GPS. Vea a continuación la función en RE8000 .

Analizador de energía CLASE S

• Extracto del estándar: « Esta clase se utiliza para aplicaciones estadísticas, como encuestas o evaluaciones de la calidad de la energía, posiblemente con un subconjunto limitado de parámetros. Si bien utiliza rangos de medición equivalentes a los de la Clase A, los requisitos de procesamiento de la Clase S son menores».

Aquí va la “S”: “S”earch, que traducido significa investigación. Entiendo. Pero no lo entiendo. Yo, Lucas, preferiría una B y luego una C, ya que me da una mejor idea del orden, pero en fin, continuamos. Esta clase está sujeta a las mismas pruebas que la clase A, sin embargo, con algunos cambios en la incertidumbre y, por supuesto, sin el requisito de sincronización.

Analizador y medidor de CLASE B

• Extracto de la norma: “Definida con el propósito de evitar la fabricación continua de diseños obsoletos para muchos instrumentos existentes”.

Al leer esto, tengo la sensación de que es una clase no recomendada, y no es solo una sensación; véase otro extracto: «NOTA: Los métodos de clase B no se recomiendan para proyectos nuevos. Se advierte que la clase B podría eliminarse en una futura edición de esta norma».

¡Aquí está mi primer y único desacuerdo con esta norma! Todo en la ingeniería de la “vida real” implica un análisis entre el costo y el resultado del proyecto. Los equipos de clase A y S tienen obviamente valores de adquisición superiores a los B. Y si tomamos como base los parámetros que cita la norma, en numerosas aplicaciones, no habrá preocupación con todas ellas.

Es posible que desee monitorear solo uno o dos, con un requisito de precisión más flexible (menos exigente), solo como indicador, y en función de ellos, usar una clase superior puntualmente según sea necesario.

Considero un error extinguirlo. E incluso pienso que podría tener más detalles de pruebas para estandarizar los innumerables productos que vemos en el mercado, con una fiabilidad extremadamente dudosa. ¡El hecho de que se acepte un error conocido no significa que se pueda omitir cualquier otro error!

Aquí está mi campaña: ¡Salven la clase B, puede tener incluso más aplicaciones que las demás en volumen! Fin de mi campaña. Volvamos al tema.

Acceso a la clase analizador

• Extracto de la norma: “El fabricante del instrumento debe declarar qué parámetros se miden, qué clase se utiliza para cada parámetro, el rango Udin (voltaje de entrada declarado) para el que cumple cada clase y todos los requisitos y accesorios necesarios (sincronización, cables de prueba, período de calibración, rangos de temperatura, etc.) para cumplir con cada clase”.

Este extracto deja claro, además de la clase, un pequeño detalle que ya estaba implícito: “ el fabricante del instrumento declara”. Esta norma se aplica al instrumento de medición, comúnmente llamado analizador de calidad de energía. Es responsabilidad del fabricante cumplir y aprobar la norma.

Para el usuario lo más importante hasta ahora es conocerlo, y asegurar el servicio al utilizar tal instrumento, observando también sus anexos que hablan sobre el correcto uso en la medición. Pero ojo, estar en cumplimiento no es lo mismo que estar certificado.

Las siguientes 20 o 30 páginas de la norma, comenzando con la definición de la clase B, explican: cómo debe medir el equipo, cuáles son las reglas, los porcentajes de error, los métodos, etc., es decir, los aspectos de diseño del instrumento, con el objetivo de realizar pruebas que indiquen "¡Bien!". Este equipo cumple con la clase A para medir una "caída" (por ejemplo).

Y fíjense que mencioné el sag, porque la norma trata cada parámetro de calidad por separado y en detalle, es decir, tiene métodos y pruebas específicas para cada parámetro de calidad energética.

A partir de aquí, en lugar de describir la técnica, me centraré en el resultado de la prueba, ya que dará una idea razonable del cumplimiento de la norma, en función de los parámetros analizados.

Equipo certificado según IEC 61000-4-30

La aprobación de un equipo se describe a través de un documento de certificación con los resultados de todas las pruebas aplicadas para determinar el cumplimiento de los requisitos, es decir, la garantía de que un equipo cumple con la clase se prueba mediante un documento de al menos 60 páginas de resultados, emitido por un organismo competente.

Vea a continuación la compilación de rangos de incertidumbre, junto con las clases. Para cada línea de la tabla se determina detalladamente una prueba y un rango de certeza (la parte del estándar que estoy ignorando, y que no es apta para usar, a menos que estés creando un equipo y quieras aprobarlo, o tengas curiosidad por fórmulas y técnicas). Mirar:

Embrasul posee certificación de conformidad y cumple con las técnicas de medición de la norma IEC61000-4-30 completa, lo que resulta en el siguiente certificado completo:

Vea a continuación el resultado de una de estas pruebas en el vídeo, completo:

De esta tabla se puede concluir que este equipo es capaz de medir tensión en régimen estacionario, dentro del rango Udin establecido, con un error inferior al 0,1% entre el 10 y el 150% del rango.

La primera página que resume y prueba la aprobación:

Si lo desea, descargue el documento de certificado soporte IEC para analizar:

certificado-RE8000.pdf

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¡Atención! ¡No te rindas, hemos llegado a 32 de las 63 páginas de la norma! Si estás cansado ¡no te rindas!

La primera parte de este artículo le ayudará a elegir un buen equipo y cómo la IEC señala una metodología y pruebas para clasificar los equipos. ¡La segunda parte explica cómo usarlo para tomar una medida! Sigue nuestro blog para la segunda parte: ¡Haz clic aquí!ui!