Tensões parasitas ou stray voltages, muitas vezes referidas como tensões fantasmas, são tensões que surgem num condutor elétrico (fio), mesmo após ele ter sido desligado de um circuito elétrico. Eletricistas e técnicos encontram frequentemente essas tensões nos sistemas elétricos, quando da medida de tensões CA em circuitos que foram desconectados. Medindo-se o circuito com um multímetro digital portátil de alta impedância, pode ficar difícil diferenciar essas "stray voltages" das leituras verdadeiras. Numa situação dessas, identificar e resolver a fonte das tensões parasitas poderá custar tempo, esforço e dinheiro.
Nota: Artigo publicado na Saber Eletrônica 454 de Julho/Agosto de 2011
Este "application note" apresenta uma ferramenta alternativa para a identificação da presença de tensões parasitas: o multímetro digital portátil U1272 A, da Agilent. O documento explica também como a característica ZLow do instrumento facilita o trabalho de técnicos e eletricistas de qualquer nível de experiência, no tocante à identificação da presença de "stray voltages" em todos os tipos de instalações elétricas. Para ilustrar as diferenças entre as ferramentas de medida de tensões, este A.N. aborda uma situação real onde tensões parasitas foram identificadas.
Encontrando "Stray Voltage"
Conforme mostra a figura 1, um eletricista está instalando lâmpadas numa instalação de baixa tensão em um depósito equipado com 2 fios que correm paralelamente no conduíte. Um deles é para a lâmpada A, que está acesa, e o outro par de fios será usado para instalar uma nova lâmpada empregando uma nova extensão de cabo que corre paralelo com a lâmpada A.
Antes de iniciar a instalação, o eletricista verifica a tensão no fio usando o seu multímetro portátil de alta impedância em azul, na ilustração). Ele lê uma tensão de 40 V, mesmo com a linha desligada pelo interruptor principal, o que o faz suspeitar de fios em contato provocando um curto-circuito e originando uma tensão que escoa através da isolação dos condutores. No entanto, após uma investigação completa, ele não encontra nenhum curto-circuito para a terra.
Causas da "Stray Voltage"
Leituras de tensão parasita, tal qual a encontrada pelo eletricista em nosso exemplo, poderão ser causadas pelo acoplamento capacitivo dos fios energizados com um condutor não utilizado que corre paralelamente a eles numa distância próxima. Essa capacitância aumenta com o comprimento do condutor. Quanto maior o comprimento do fio, mais fácil de detectar uma tensão parasita. A corrente no circuito ativo também pode gatilhar a leitura da "stray voltage": quanto maior a intensidade da corrente, maior o valor da tensão parasita. Leituras assim, causadas por circuitos energizados, podem variar entre alguns volts e uma tensão alta similar às tensões dos condutores adjacentes.
Devemos lembrar que de acordo com o Underwriters Laboratories, Inc. - UL - a " stray voltage" não é uma tensão real e não pode causar qualquer dano físico a uma pessoa. O UL especifica, inclusive, que deve ser tomado cuidado para garantir que a leitura de tensão seja mesmo uma "stray voltage" e não o resultado de um defeito no cabo ou instalação imprópria, situações que podem resultar em perigo de choque elétrico.
Impedância versus Precisão de Medida
A maior parte dos multímetros digitais portáteis possui impedância de entrada alta quando comparada à impedância do circuito que está sendo medida. Esses HH DMMs foram projetados para detectar cargas baixíssimas no circuito em teste e, por isso, a tensão parasita é medida pelo DMM. Tipicamente esses multímetros portáteis têm impedância de entrada maior do que 1 MΩ, sendo que esse valor depende do projeto do DMM.
Para trabalhar em sistemas elétricos, medidores (testes) com baixa impedância de entrada a exemplo do teste de solenoide ou do teste de Wiggington, são preferidos pelos eletricistas porque eles não captam "stray voltage", ao contrário dos multímetros digitais de alta impedância. No entanto, com uma eletrônica sensível ocorre que a baixa impedância de entrada irá afetar a corrente que flui pelo circuito e poderá danificar realmente os componentes em prova ou alterar a leitura medida.
Se um multímetro de baixa impedância for usado para realizar uma medida de tensão CA no caso do nosso exemplo, o eletricista não encontrará virtualmente nenhuma tensão parasita, isso porque a "stray voltage" é um fenômeno físico que envolve valores baixíssimos de capacitância, os quais não podem energizar uma carga.
A Solução Híbrida
Torna-se impraticável e caro para o eletricista ter dois multímetros (um de alta e outro de baixa impedância de entrada) para identificar a "stray voltage". O instrumento U1272A da Agilent, com a sua função ZLow única, consiste numa solução que permite aos usuários chavearem do modo de alta impedância para o modo de baixa impedância para checar a presença da tensão parasita.
A função ZLow atua como um indicador de tensão backup, eliminando a necessidade de carregar outras ferramentas adicionais para executar o serviço. No caso de ser medida uma tensão real utilizando-se a função ZLow do UL1272A, o termistor PTC que foi projetado como um protetor contra sobrecorrente irá garantir que o multímetro opere sempre no modo de alta impedância de entrada.
Resumo
Tendo em vista que os sistemas elétricos e eletrônicos tornam-se gradualmente mais sofisticados a cada dia que passa, os eletricistas e técnicos tenderão a optar por multímetros digitais mais precisos e fáceis de operar para executarem suas tarefas diárias com mais eficiência. Eles querem que seus serviços sejam feitos com segurança, convenientemente, e com medidas confiáveis. O multímetro digital U1272 A, da Agilent, é a ferramenta certa, equipada com toda a funcionalidade e proteção requeridas no ambiente industrial.
