De vuelta a lo básico: solución de problemas y comprobación preventivas de circuitos de alarmas de clase 2 y 3

Fluke 77-IV
Herramientas de medición:Multímetro digital Fluke 177 con sondas de prueba y pinzas de cocodrilo estándares
Operario: Barney O'Donnell, HSI Security Systems, Inc., Portland, OR
Pruebas realizadas: Corriente, resistencia, sensibilidad, referencia a tierra y tierra aislada

HSI Security Systems instala, da mantenimiento y monitorea sistemas de seguridad vital en el noroeste de Oregón y el suroeste de Washington. Somos un contratista eléctrico especializado en sistemas de baja tensión y controles eléctricos rudimentarios. Este es nuestro 26.° año en la industria y tenemos seis empleados. Nuestra base de clientes es 65 porciento residencial de gama alta y 35 porciento comercial.

Perfil del sistema

Interactuamos con sistemas de automatización y empresariales, como el control de acceso, contraincendios, de llamadas de emergencia y de monitoreo de procesos, así como controles de circuito que funcionan por evento o programa. La mayoría de los paneles que instalamos cuenta con un controlador programable integrado.

Nuestros productos principales son los controles de acceso, intrusión y contraincendios de Bosch, y las radios de largo alcance. (Contamos con la certificación de Bosch). Nuestras radios SafeCom nos permiten monitorear varios paneles de alarmas de incendio y edificios con altos requisitos de seguridad. Cuando monitoreamos una alarma de incendios, también le damos mantenimiento. Puesto que algunas instalaciones de sistema (realizados por otros) cuentan con distintos niveles de calidad, la solución de problemas puede ser un desafío. En la mayoría de los casos, la documentación de fábrica es solo una lista de buenas intenciones.

Frank O'Donnell
Frank O'Donnell, HSI

Un sistema normal incluye un procesador, un centro de control o de comando, e interfaces directas a PC y teléfono, así como interfaces Ethernet/LAN/WAN, baterías de respaldo, transformadores reductores, cubiertas, aparatos de notificación, y cientos o miles de metros de cable, y de 1 a 238 transpondedores de ID de punto. También agrupamos múltiples sistemas para controlarlos mediante estaciones de trabajo.

Usamos una combinación de buses de interfaz digital serial (SDI, por sus siglas en inglés), y Zonex o Mux (términos genéricos de Bosch). Nuestros sistemas de baja tensión de clase 2 y 3 son predominantemente de 12 o 24 V CC. Nuestros relés lo controlan todo, desde un LED de 10 mA hasta un interruptor de relé de apertura 400 A. El consumo de corriente máximo de nuestros paneles es de 2 A. Instalamos suministros de corriente auxiliares para todo lo que sobrepase ese nivel.

Todos nuestros circuitos de inicio de alarma tienen una resistencia finita como la supervisión de final de línea. Usamos puntos o zonas sobre la tarjeta (entradas de circuitos) y también fuera de la tarjeta. Un punto sobre la tarjeta se encuentra dentro del panel. Los puntos fuera de la tarjeta se ubican en alguno de los buses de datos. Con los puntos sobre la tarjeta, el circuito comienza en el panel. Con los puntos fuera de la tarjeta, el circuito comienza en el transpondedor de ID de punto. A su vez, el transpondedor de ID de punto, se ubica en el bus de datos.

Referencias

Creamos una base de datos de referencias eléctricas dentro de las especificaciones del fabricante para cada cliente. Medimos y registramos la resistencia, y la tensión de todos los circuitos de inicio y supervisión. Esto incluye el consumo de corriente acumulativo del panel. También medimos cada extremo desenergizado del circuito a otra tierra conocida. Esto nos dirá si estamos libres de fallas a tierra.

Cuando volvemos para dar el mantenimiento anual o semestral, ahora tenemos un punto de referencia para medir el circuito. Si la medición de un circuito al instalarlo es de 992 Ω y durante la prueba anual es de 1050 Ω, sabemos dos cosas:

  1. 1. Se encuentra dentro de las especificaciones del fabricante de ±100 Ω.
  2. 2. El circuito llegará a presentar problemas.

También sabemos que cada uno de nuestros transpondedores de ID de punto imparte 1 Ω de resistencia en el bus de datos. Esto nos da un punto de referencia, pues conocemos el número de los transpondedores de ID de punto en el bus de datos.

Puesta a tierra

Puesto que el NEC (y la prudencia) nos exigen que pongamos a tierra cada panel que instalamos y al que damos mantenimiento, verificamos un circuito de puesta a tierra de menos de 1.0 Ω de resistencia a una tierra eléctrica conocida. Sabemos que la electricidad sigue el camino con menos resistencia y, en consecuencia, queremos mantener uno tan abierto como sea posible para las sobretensiones no deseadas.

Medir un bus de datos, o "backbone", es un poco más complicado. Mencioné que un bus de datos puede tener hasta 238 transpondedores (módulos de ID de punto), cada uno con su propia ramificación de resistor de fin de línea. Afortunadamente, cada transpondedor imparte su propia resistencia en el circuito. Si conocemos el total antes de iniciar la solución de problemas, nos encontramos en la mejor posición para aplicar la regla de "divide y vencerás".

Solución de problemas

Montaje deficiente

Montaje deficiente

La capacidad de solucionar los problemas de un circuito siempre ha sido un arte, en parte intuición y en parte trabajo duro de la vieja escuela. Es aquí donde unos buenos puntos de referencia hacen que se note nuestra experiencia. Si durante la instalación o el mantenimiento previo medimos y registramos el circuito, sabemos lo que queremos ver durante la solución de problemas.

La regla de "divide y vencerás" puede aplicarse a cualquier circuito con problemas. Primero, recorremos el circuito con la esperanza de encontrar daños físicos o, como estamos en Oregón, por agua. Si esto falla, sacamos nuestros confiables medidores de ohmios de Fluke. Sabemos cuál es la resistencia de final de línea que debe haber. Si medimos una resistencia infinita, entonces tenemos una abertura. Si medimos cero (o cerca de cero), sabemos que tenemos un corto. Si tenemos resistencia alta, es decir, fuera de las especificaciones del circuito, podríamos tener un dispositivo o un cable defectuoso, o un problema de impedancia.

Una vez que sabemos lo que buscamos, podemos colocar un resistor de un valor distinto en el extremos del panel o el transpondedor. Ahora sabemos que si cortamos el circuito por la mitad deberíamos obtener X ohmios en una dirección e Y ohmios en la otra. El valor que no cumpla con nuestras expectativas indica la dirección en la que debemos proceder. Repetimos la regla de "divide y vencerás" hasta que aislemos la causa del problema.

También puede aplicarse la regla de "divide y vencerás" a una falla de tierra. Si el panel en el que estamos solucionando problemas es lo suficientemente inteligente como para decirnos que existe una falla en tierra, entonces podemos seguir el método anterior, con excepción de que mediremos cada extremo en una tierra eléctrica conocida. Si determina que la falla se encuentra en un extremo, puede conectar el otro extremo a tierra y usarlo como la referencia de tierra mientras mide el circuito.

Quizá la falla de tierra más complicada a la que me he enfrentado fue en un espacio para inquilinos en Bridgeport Village, Portland. Se trataba de un problema intermitente en una alarma de incendios dirigible, donde el bus se había instalado como una telaraña. Con mi medidor de ohmios en varias llamadas de servicio, localicé una caja de empalmes oculta en donde el agua goteaba sobre un cable MC. Algunos días después de una lluvia, el agua se filtraba al cable MC, goteaba en las tuercas para cable volcadas en la caja eléctrica, causaba una falla de tierra y después se secaba.

Medición del sensor

Otro uso importante de nuestros multímetros es comprobar que el elemento sensor de los detectores de humo no análogos o convencionales cumpla con los requisitos. Medimos la tensión y entonces un múltiple para leer y registrar la sensibilidad.

La precisión de su equipo de pruebas es muy importante, especialmente al medir tensiones pequeñas. Los detectores de humo son un buen ejemplo. EL fabricante especifica la sensibilidad. Usamos esa especificación como punto de referencia. El detector de humo DS284 de Bosch tiene una sensibilidad especificada de 3.0 % a ± 0.9 %. Esto quiere decir que nuestra medición de sensibilidad puede ser de 2.1 a 3.9 %. Medimos la tensión de CC del circuito de sensibilidad y la multiplicamos por dos, a fin de saber qué tan cerca estamos de la especificación. Multiplicar por 2 significa que si nuestro medidor está descalibrado por 0.45 V de CC, podríamos obtener resultados sesgados.

Como puede verse en el ejemplo anterior del detector de humo, no tenemos mucho margen en nuestra precisión de medición. Si nuestras mediciones son erróneas, podríamos desacreditar un dispositivo con la misma facilidad que acreditarlo por equivocación.

Tendencias

Como el antiguo adagio que dice que "la tecnología más avanzada es la más frágil" cobra una mayor vigencia con cada innovación aceptada por nuestros varios sectores eléctricos/electrónicos, nos parece que nuestros medidores y nuestra documentación son cruciales para tener éxito.

Solución de problemas previa a la prevención

Un factor importante en nuestro campo es el movimiento de más y más electricistas de alta tensión al limitado campo de la energía. Nos encontramos en esta posición, pero lo hemos logrado al obtener una licencia limitada de energía primero, y después convertirnos en un contratista eléctrico cuando un empleado se convirtió en un electricista supervisor. Como resultado, hemos observado ambos lados. Aunque estamos sujetos a los códigos NEC y NFPA, la manera en que instalamos cables y equipos nos coloca en dos mundos distintos. He visto instaladores que usan grapas Romex con cables de categoría 5, atenuando así el ancho de banda al grado de presión al que se ha sometido a la grapa sobre la cubierta. He visto cables de baja tensión instalados demasiado cerca de cables de tensión de línea, adquiriendo así inducción de CA en circuitos de CC.

El conjunto de habilidades para instalar cables y dispositivos de baja tensión debe ser el del cuidado. Tan solo con esto se puede reducir el número de habilidades de solución de problemas que necesitará después de completar el trabajo.