Como proveedor de barras colectoras, a menudo me preguntan cómo medir la impedancia de una barra colectora. Es un aspecto crucial, especialmente cuando se trata de garantizar la eficiencia y seguridad de los sistemas eléctricos. En este blog, compartiré algunas ideas sobre los métodos y la importancia de medir la impedancia de las barras colectoras.
Por qué es importante medir la impedancia de las barras colectoras
En primer lugar, comprendamos por qué nos molestamos en medir la impedancia de una barra colectora. La impedancia es una medida de la oposición que presenta un circuito a una corriente cuando se le aplica un voltaje. Para las barras colectoras, la medición precisa de la impedancia es vital por varias razones.
Ayuda a determinar la capacidad de carga de corriente de la barra colectora. Si la impedancia es demasiado alta, podría provocar una generación excesiva de calor, lo que no sólo reduce la vida útil de la barra colectora sino que también supone un riesgo de incendio. Además, en los sistemas de distribución de energía, los valores de impedancia adecuados garantizan que la energía se distribuya uniformemente y que el equipo conectado a la barra colectora funcione dentro de sus parámetros de diseño.
Tipos de barras colectoras
Antes de profundizar en los métodos de medición, hablemos brevemente sobre los tipos de barras colectoras que ofrecemos. TenemosBarra colectora compacta, conocido por su diseño que ahorra espacio y su alta capacidad de carga de corriente. Es ideal para aplicaciones donde el espacio es escaso, como en pequeños gabinetes eléctricos.
Luego está elBarra colectora fundida en resinayBarra colectora de resina fundida. Estas barras colectoras están encapsuladas en resina, lo que proporciona un excelente aislamiento eléctrico, protección contra factores ambientales y resistencia mecánica. A menudo se utilizan en entornos industriales hostiles.
Métodos de medición de la impedancia de las barras colectoras
1. El método de medición directa
El método de medición directa es una de las formas más sencillas de medir la impedancia de las barras colectoras. Necesitará una fuente de alimentación, un amperímetro, un voltímetro y una resistencia de carga.
Primero, conecte la barra colectora a la fuente de alimentación. Luego, coloque un amperímetro en serie con la barra colectora para medir la corriente que fluye a través de ella. Conecte un voltímetro a través de la barra colectora para medir la caída de voltaje.
Usando la ley de Ohm (V = IZ, donde V es voltaje, I es corriente y Z es impedancia), podemos calcular la impedancia de la barra colectora. La fórmula de la impedancia es Z = V / I.
Sin embargo, este método tiene algunas limitaciones. Sólo proporciona una lectura precisa cuando la barra colectora está en un circuito lineal simple. En aplicaciones del mundo real, la presencia de otros componentes y cargas no lineales pueden afectar la medición.
2. El método de sonda de cuatro puntos
El método de sonda de cuatro puntos es más preciso, especialmente para medir el componente de resistencia de la impedancia. Utiliza dos sondas portadoras de corriente y dos sondas detectoras de voltaje.
Las sondas portadoras de corriente están conectadas a una fuente de corriente y una corriente conocida pasa a través de la barra colectora. Las sondas detectoras de tensión se colocan a una distancia específica a lo largo de la barra colectora para medir la caída de tensión.
Dado que las sondas de detección de voltaje consumen una corriente insignificante, la medición es más precisa ya que elimina la influencia de la resistencia de contacto entre las sondas y la barra colectora. Una vez que tenga la caída de voltaje y el valor actual, puede calcular la resistencia. Para obtener la impedancia, también deberás considerar los componentes inductivos y capacitivos, que pueden estimarse en función de las características físicas de la barra colectora.
3. Usando un medidor LCR
Un medidor LCR (Inductancia, Capacitancia, Resistencia) es una herramienta útil para medir la impedancia de una barra colectora. Puede medir directamente la inductancia, capacitancia y resistencia de la barra colectora a una frecuencia específica.
Para utilizar un medidor LCR, simplemente conecte los cables de prueba a la barra colectora. Luego, el medidor aplica una señal de corriente alterna (CA) de pequeña amplitud a una frecuencia elegida y mide el voltaje resultante y el cambio de fase. A partir de estas medidas calcula la impedancia del embarrado.
Este método es conveniente ya que proporciona una medición rápida y relativamente precisa. Pero es importante tener en cuenta que la impedancia de una barra colectora puede variar con la frecuencia, por lo que debe elegir la frecuencia adecuada en función de las condiciones operativas reales de la barra colectora.
Factores que afectan la impedancia de la barra colectora
Varios factores pueden afectar la impedancia de una barra colectora. El material de la barra colectora juega un papel importante. El cobre y el aluminio son materiales de uso común; el cobre tiene una resistividad menor que el aluminio. Esto significa que una barra colectora de cobre generalmente tendrá una impedancia menor en comparación con una barra colectora de aluminio de las mismas dimensiones.
También importa el área de la sección transversal de la barra colectora. Un área de sección transversal mayor da como resultado una menor resistencia y, en consecuencia, una menor impedancia. La longitud de la barra colectora es otro factor. Las barras colectoras más largas tienen mayor impedancia debido a la mayor longitud del camino de la corriente.
La frecuencia de la corriente que fluye a través de la barra colectora es crucial. A frecuencias más altas, el efecto piel se vuelve más pronunciado. El efecto piel hace que la corriente fluya principalmente cerca de la superficie del conductor, aumentando la resistencia efectiva y la impedancia de la barra colectora.
Importancia de una medición precisa para nuestros clientes
Para nuestros clientes, la medición precisa de la impedancia de las barras colectoras es esencial para el diseño y operación del sistema. En las plantas de generación de energía, los valores precisos de impedancia ayudan a dimensionar los dispositivos de protección, como los disyuntores. Si la impedancia no se mide correctamente, es posible que los disyuntores no se disparen en el momento adecuado, lo que provocará daños en el equipo o incluso accidentes eléctricos.
En los centros de datos, donde es necesario distribuir eficientemente una gran cantidad de energía, una medición adecuada de la impedancia de la barra colectora garantiza que los servidores y otros equipos reciban la cantidad adecuada de energía. Esto ayuda a reducir las pérdidas de energía y mejorar la confiabilidad general del centro de datos.
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Referencias
- Grover, FW (1946). Cálculos de inductancia: fórmulas y tablas de trabajo. Publicaciones de Dover.
- Dermer, RA (1993). Seguridad Eléctrica en el Trabajo. John Wiley e hijos.
