Multímetro de energía: ¿Qué es?

El multímetro de energía es un dispositivo electrónico basado en microprocesador capaz de medir cantidades eléctricas en un circuito. Permite el acceso a la información de medición a través de cualquier Interfaz Hombre-Máquina (HMI) disponible, con diversas variantes en cuanto a capacidad, magnitudes medidas, accesorios, funcionalidades e interfaces locales o remotas.

Multímetro de energía, multímetro de magnitud eléctrica, multímetro, o simplemente, medidor, son los términos más utilizados y casi siempre se refieren al mismo tipo de equipo, con el mismo objetivo, medir diferentes magnitudes eléctricas, y de ahí el término adjunto “MULTImetro”, realizando así la medida de “MULTI-magnitudes”.

¿Para qué sirve un multímetro de energía?

Hay dos razones principales por las que utilizamos un multímetro de energía, ya que su aplicación puede ser necesaria y posible en cualquier punto de consumo de energía, desde la entrada hasta el Punto de Acoplamiento con la Concesionaria (PAC), donde incluso hay un medidor dedicado a la facturación, hasta paneles y cargas distribuidas por cualquier infraestructura. Si hay una toma de corriente eléctrica, es posible medirla con un multímetro.

Monitoreo y visualización: El monitoreo eléctrico se lleva a cabo cuando existe una preocupación con la gestión energética (aumento del consumo, demanda, etc., costo, ICMS, prorrateo, etc.), o existe la necesidad de ver una descripción general eléctrica de un punto. En estos casos, es habitual, y muchas veces necesario, aplicar más de un contador, ampliando así un sistema, donde posiblemente estará presente un software que gestione todos los datos recogidos, ayudando en el análisis y gestión de quienes lo operan.

Monitoreo y Control:

Un multímetro es necesario en los sistemas de automatización y control como facilitador de parámetros controlables, cuando una magnitud eléctrica está involucrada en un proceso.

Medidor y magnitudes eléctricas medidas

Un multímetro mide los principales parámetros eléctricos, como:

Tensión de línea (entre fases), o/y tensión de fase (entre fase y neutro); Corriente eléctrica; Potencia (Aparente, Activa, Reactiva) (Por fase y/o trifásica); Factor de potencia (Por fase y/o trifásica); Frecuencia; DHT (Distorsión Armónica Total de tensión y corriente DHTu y DHTi); Energía (Activa y reactiva, capacitiva e inductiva); Consumo (activo y reactivo, capacitivo e inductivo); Demanda (activa y reactiva); Entre otros.

Tipos de multímetros de energía

Algunos son más básicos y otros más completos, existen varios modelos, por lo tanto, existen varias capacidades de medición, es decir, un modelo puede medir más parámetros que otros, incluyendo algunos aspectos de calidad energética, como los DHTs, por ejemplo.

En general podemos dividirlos según sus características, por lo que la siguiente tabla sugiere las principales diferencias entre ellos, ayudando en la toma de decisiones para su aplicación.

• Aspectos de la interfazTiene pantalla;Tiene teclado;

• Aspectos mecánicosPara puerta de panel;Para fondo de panel;Portátil;

• Detección de corriente mediante TC; directa; con bobina Rogowski (sensor flexible);

• Cantidades medidas¿Cuántas y cuáles cantidades mide?

• Aspectos de comunicaciónPuerto RS485;Puerto ETHERNET;Sin comunicación;

• Memoria masivaMemoria para registros;Sin memoria;

• Los multímetros disponen de varias interfaces de usuario, siendo las más obvias: Display/pantalla alfanumérica o gráfica, e interfaces de comunicación para inserción en redes locales e internet para uso con software de análisis de datos y generación de informes y gráficos.

Para cada aplicación, un tipo de equipo puede ser más adecuado y viable, dependiendo de las necesidades de diseño y medición, el modelo con las características correctas.

Accesorios y dispositivos importantes

Clave de calibración

Al instalar multímetros, es muy recomendable utilizar llaves de calibración durante la instalación. Permiten maniobras de medidores y sensores/transformadores de corriente, actuando como interruptor intermedio, que separa los circuitos, manteniendo el secundario del TC libre de operaciones con secundario abierto, lo que puede ocasionar accidentes. La llave de calibración facilita las maniobras de mantenimiento, agiliza la operación y proporciona seguridad al especialista involucrado.

Sensores de corriente y sus tipos

Los sensores de corriente permiten que los multímetros lean la corriente. Como existen diferentes capacidades, magnitudes y valores, los sensores son dispositivos dimensionados en función de aspectos mecánicos (si caben en el espacio disponible en una instalación preexistente, por ejemplo), precisión (si se utilizan para protección o medición, que es lo que aquí se centra) y capacidad de medida (Rango/Escala). Existen varios tipos de sensores de corriente y cada uno está adaptado a una aplicación específica.

Transformadores de corriente (TC)

Es un dispositivo que transforma el valor de la corriente eléctrica, permitiendo transformar corrientes altas en corrientes menores, de forma proporcional. En resumen, se compone de un núcleo de hierro, un devanado primario (entrada) y un devanado secundario (salida), los cuales tienen un número suficiente de espiras para obtener una corriente nominal de en torno a 1, 5 o 10A en su salida (secundario). El devanado secundario entrega su corriente (reducida) en función de una corriente del orden de 10 o 100 veces mayor en el devanado primario (entrada).

Imaginemos que el multímetro se instalará en una barra o cable que transporta una corriente de hasta 2000A. El transformador de corriente recibe esta corriente en su devanado primario, y suministra una corriente 400 veces menor en su secundario, lo que permite la lectura del medidor, que a su vez normalmente acepta corrientes en torno a los 5A.

A este TC lo llamamos en el ejemplo TC 2000/5A, y hay numerosas corrientes posibles en el primario y, obviamente, cambiando el “tamaño” del dispositivo. Las corrientes mayores requieren más vueltas y núcleos más grandes, por lo que tenemos transformadores de mayor tamaño y volumen.

Sensores de corriente y sus tipos

Los sensores de corriente permiten que los multímetros lean la corriente. Como existen diferentes capacidades, magnitudes y valores, los sensores son dispositivos dimensionados en función de aspectos mecánicos (si caben en el espacio disponible en una instalación preexistente, por ejemplo), precisión (si se utilizan para protección o medición, que es lo que aquí se centra) y capacidad de medida (Rango/Escala). Existen varios tipos de sensores de corriente y cada uno está adaptado a una aplicación específica.

Transformadores de corriente (TC)

Es un dispositivo que transforma el valor de la corriente eléctrica, permitiendo transformar corrientes altas en corrientes menores, de forma proporcional. En resumen, se compone de un núcleo de hierro, un devanado primario (entrada) y un devanado secundario (salida), los cuales tienen un número suficiente de espiras para obtener una corriente nominal de en torno a 1, 5 o 10A en su salida (secundario). El devanado secundario entrega su corriente (reducida) en función de una corriente del orden de 10 o 100 veces mayor en el devanado primario (entrada).

Imaginemos que el multímetro se instalará en una barra o cable que transporta una corriente de hasta 2000A. El transformador de corriente recibe esta corriente en su devanado primario, y suministra una corriente 400 veces menor en su secundario, lo que permite la lectura del medidor, que a su vez normalmente acepta corrientes en torno a los 5A.

A este TC lo llamamos en el ejemplo TC 2000/5A, y hay numerosas corrientes posibles en el primario y, obviamente, cambiando el “tamaño” del dispositivo. Las corrientes mayores requieren más vueltas y núcleos más grandes, por lo que tenemos transformadores de mayor tamaño y volumen.

Es común encontrar dos tipos de transformadores de corriente, a saber: Split y ventana, con diferentes tamaños y valores de corriente aceptables.

Podemos elegir según facilidad de instalación, costo beneficio, precisión, material del que está hecho y principalmente sus corrientes nominales.

TC de tipo bipartito

Transformador de núcleo partido (montable), que permite su desmontaje, facilitando su instalación. Para instalar este tipo de transformador no es necesario desmontar el circuito a medir.

Tipo de ventana CT

Transformador con núcleo sólido, macizo, que no permite apertura. En este caso es necesario desmontar el circuito a medir, para que el conductor pueda pasar por el transformador.

Sensor de corriente flexible

Los sensores de corriente flexibles son dispositivos que funcionan según la teoría de la bobina de Rogowski. Básicamente este tipo de sensor tiene una serie de ventajas frente a los transformadores de corriente. Alta precisión;

Facilidad de instalación debido a la posibilidad de deformación y adaptación al espacio disponible;Señal convertida de A a mV, reduciendo la necesidad de utilizar llaves de calibración;Mayor seguridad operacional.

Características adicionales

Comunicación

Para diversas aplicaciones en sistemas de gestión, o en automatización de procesos, es necesario que un multímetro se comunique con otros dispositivos, ya sean ordenadores, servidores, PLCs, o incluso concentradores de datos y/o módems.

La comunicación nos permite pasar del ámbito de un dispositivo a un sistema online, o mejor dicho, a una solución más autónoma, que nos permite optimizar acciones y, a su vez, costes. Tenemos pues la participación del multímetro en un sistema, con otros activos, otros multímetros, y con una aplicación mucho más amplia y vital. Existen una variedad de puertos y protocolos de comunicación disponibles, siendo MODBUS TCP/IP, encapsulado en una salida ETHERNET – RJ45 o incluso RTU vía RS485, el más utilizado a nivel mundial.

Salidas de relé

En numerosas aplicaciones, el usuario puede necesitar realizar algún tipo de control o activación basada en disparadores, activados en función de la medición del multímetro. Encienda la salida en función de un voltaje superior a 127 V y apáguela si la corriente supera los 52 A o 100 kW. Estos son ejemplos de activación.

Además de este tipo, todavía es posible, en algunos casos, apagarlo o encenderlo dependiendo de la hora. Podemos pensar, por ejemplo, en un escaparate que debe apagarse al final de la jornada laboral y encenderse al anochecer, garantizando así un consumo optimizado y lineal (previsible).

Entradas digitales

Los multímetros con entradas digitales permiten realizar lecturas de otras cantidades desde medidores que tienen salidas de pulsos. Este tipo de entrada permite el conteo de pulsos provenientes de contadores de agua, gas u otros fluidos, etc., posibilitando así la gestión de magnitudes no eléctricas, utilizando el mismo equipo multímetro.

Ejemplo de multímetro Varios modelos

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