Procedimiento para el diagnóstico de un interruptor de autosoplado y dispositivo de diagnóstico.

Procedimiento para el diagnóstico de un interruptor de autosoplado (1), en el que el procedimiento comprende:

- desencadenamiento de un proceso de conmutación del interruptor de autosoplado

(1) para desencadenar una onda de presión en un gas de llenado del interruptor de autosoplado (1),

- detección de un desarrollo de presión (41, 42; 51, 52; 56, 57; 61 - 64) dependiente del tiempo en al menos una zona del interruptor de autosoplado (1) como reacción al proceso de conmutación, y

- determinación de un estado de una tobera de erosión (11) del interruptor de autosoplado (1), que se erosiona en un proceso de conmutación bajo carga para el soplado de un arco eléctrico de conmutación con el gas de llenado, en el que el estado de la tobera de erosión (11) se determina en función del desarrollo de presión (41, 42; 51, 52; 56, 57; 61 - 64) dependiente del tiempo.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12007440.

Solicitante: OMICRON ELECTRONICS GMBH.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: Oberes Ried 1 6833 Klaus AUSTRIA.

Inventor/es: KURZ,ANDREAS, HOFFACKER,MATTHIAS, SCHNETTLER,ARMIN, HILLE,CHRISTIAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > H01H11/00 (Aparatos o procedimientos especialmente adaptados a la fabricación de interruptores eléctricos (procedimientos especialmente adaptados para la fabricación de conmutadores móviles rectilíneamente que tienen una pluralidad de elementos de operación asociados a diferentes juegos de contactos, p. ej. teclados, H01H 13/88))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CUADROS, ESTACIONES DE TRANSFORMACION O DISPOSICIONES... > Instalación de aparellaje de conmutación en, o... > H02B13/065 (Medios para detectar, o reaccionar ante, un defecto mecánico o eléctrico (para interruptores H01H 9/50, H01H 33/26, H01H 33/53))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > Interruptores para alta tensión o fuertes corrientes... > H01H33/86 (la corriente bajo presión del fluido extintor del arco desde el espacio de contacto está controlada por una válvula)

PDF original: ES-2534183_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para el diagnóstico de un interruptor de autosoplado y dispositivo de diagnóstico.

La invención se refiere a procedimientos y dispositivos para el diagnóstico de interruptores de potencia. La invención se refiere en particular a procedimientos y dispositivos con los que se puede determinar el estado de una tobera de erosión de un interruptor de autosoplado.

Los interruptores de potencia son elementos de seguridad que se pueden usar actualmente en el sector de media y alta tensión en redes de tensión alterna para la interrupción de corrientes nominales y de cortocircuito. La tecnología de interruptores de potencia también se puede usar en redes de corriente continua. Los interruptores de potencia pueden estar configurados, por ejemplo, como interruptores de potencia en vacío o como interruptores de potencia llenos de gas. En el nivel de alta tensión se usan con frecuencia interruptores de potencia llenos de gas. El gas de llenado puede presentar, por ejemplo, hexafluoruro de azufre (SFe) como gas aislante y extintor.

Un interruptor de potencia presenta la mayoría de las veces dos contactos de conmutación que están en contacto entre sí en el estado cerrado del conductor. Los dos contactos se mueven alejándose uno de otro para el apagado, configurándose un arco eléctrico que se forma entre los contactos. Es decisivo para una desconexión exitosa de la corriente extinguir este arco eléctrico entre los contactos de conmutación. Para ello en interruptores de soplado por pistones y en interruptores de autosoplado, el arco eléctrico se sopla con un gas extintor y aislante que enfria el arco eléctrico. El gas de llenado, con el que se llena el interruptor de soplado por pistones o el interruptor de autosoplado, se puede componer parcialmente o completamente del gas extintor. Este gas debe ser capaz, por un lado, de enfriar el arco eléctrico y extinguirlo, y después de la extinción del arco eléctrico deberla impedir un cebado inverso o nuevo cebado del arco eléctrico entre los contactos.

En los interruptores de autosoplado, la energía aplicada en el arco eléctrico se usa para constituir la presión de gas necesaria para el soplado del arco eléctrico. En este caso el arco eléctrico entre los contactos de conmutación se puede conducir durante el proceso de desconexión en toberas de erosión de un material aislante, como politetrafluoroetileno (PTFE) u otro material apropiado, que se evapora bajo la influencia del arco eléctrico y por consiguiente aumenta una sobrepresión del gas. En las redes de alta tensión actuales se usan interruptores de autosoplado con hexafluoruro de azufre (SFe) como medio aislante.

Los fabricantes de interruptores de potencia prescriben en sus directrices de mantenimiento abrir el espacio de gas de un interruptor de autosoplado a intervalos determinados o después de un número determinado de conmutaciones. El control de la erosión de los sistemas de contactos y toberas representa el motivo para ello. En el pasado se podría establecer un procedimiento fiable para la determinación de la erosión de los contactos con la medición de resistencia dinámica. No obstante, los interruptores con soplado se deben abrir de forma convencional para el control de la erosión de la tobera de la tobera de erosión de aislante.

Esto conlleva varias desventajas para el operador del Interruptor de autosoplado. La abertura del Interruptor de autosoplado requiere tiempo y es laboriosa y conduce con ello a costes elevados. Además, la Instalación de conmutación en la que se usa el interruptor de autosoplado se debe poner parcialmente fuera de servicio. Después de la abertura de la carcasa de un interruptor de autosoplado se puede registrar una elevada propensión a averías, que se puede fundamentar en el riesgo de un nuevo montaje erróneo o por la Introducción de sustancias extrañas.

Un método no invasivo y fiable para la determinación de la erosión de la tobera podría retrasar una abertura de la cámara de conmutación o incluso evitarla completamente. Un enfoque para la determinación no invasiva de la erosión de la tobera puede consistir en la medición de una respuesta de frecuencia. En este caso el Interruptor de autosoplado se puede exponer como objeto de test a una señal eléctrica o mecánica como estímulo y determinar una reacción en el marco de un análisis de respuesta de frecuencia ("Frequency Response Analysis", FRA). De esta manera se puede determinar, por ejemplo, la erosión del material de la tobera. No obstante, la realización de un enfoque de este tipo es costosa. La realización puede estar unida con dificultades en particular en el uso de campo.

Otro enfoque para la determinación no invasiva de la erosión de la tobera es la medición con resolución temporal de las corrientes que aparecen en la red a fin de calcular la erosión de la tobera que aparece con la corriente presente gracias a la ayuda de simulaciones. No obstante, la realización de este enfoque requeriría un equipamiento que cubra totalmente la presente técnica de protección y mando con unidades correspondientes para la detección de datos y almacenamiento de datos, lo que conduciría a un esfuerzo en instalaciones considerable y a costes en instalaciones considerables.

Los métodos para la supervisión de interruptores de potencia, según se describen por ejemplo en el documento DE 196 04 203 A1, están limitados a la observación del dispositivo de accionamiento o del contacto móvil del interruptor de potencia y no permiten sacar conclusiones de la erosión de la tobera.

El documento US 5 636 134 A1 describe un procedimiento, determinándose el desgaste de la tobera y detectándose el desarrollo de presión.

Además, por consiguiente existe la necesidad de procedimientos y dispositivos con los que se pueda estimar una erosión de la tobera, sin que se deba abrir la cámara de conmutación del interruptor de autosoplado. En particular existe una necesidad de procedimientos y dispositivos de este tipo, que se pueden integrar fácilmente en las actividades de mantenimiento existentes y sólo conlleven bajos costes y requerimientos de tiempo adicionales.

El objetivo de la invención es especificar procedimientos y dispositivos que ofrezcan mejoras con vistas a los problemas descritos.

Se proporcionan un procedimiento y un dispositivo con las características especificadas en las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes definen formas de realización ventajosas o preferidas.

En un procedimiento para el diagnóstico de un interruptor de autosoplado se desencadena un procedimiento de conmutación del interruptor de autosoplado para desencadenar una onda de presión en un gas de llenado del interruptor de autosoplado. Se detecta un desarrollo de presión dependiente del tiempo, que aparece en al menos una zona del interruptor de autosoplado como reacción al proceso de conmutación. Un estado de una tobera de erosión del interruptor de autosoplado, que se erosiona en un proceso de conmutación bajo carga para el soplado de un arco eléctrico de conmutación con el gas de llenado, se determina en función del desarrollo de presión dependiente del tiempo.

En el procedimiento a partir del desarrollo de presión dependiente del tiempo se infiere sobre el estado de la tobera de erosión. La detección del desarrollo de presión se puede realizar sin que para ello se deba desmontar el Interruptor de autosoplado y/o abrir la cámara de conmutación. La constitución de presión necesaria para la medición se puede generar mediante una compresión de un volumen en el interruptor mismo, por ejemplo bajo el efecto del accionamiento del interruptor de autosoplado o de otro modo y manera. En este caso el desarrollo de presión transitorio se influye por una resistencia... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Procedimiento para el diagnóstico de un interruptor de autosoplado (1), en el que el procedimiento comprende:

- desencadenamiento de un proceso de conmutación del interruptor de autosoplado (1) para desencadenar una onda de presión en un gas de llenado del interruptor de autosoplado (1),

- detección de un desarrollo de presión (41, 42; 51, 52; 56, 57; 61 -64) dependiente del tiempo en al menos una zona del interruptor de autosoplado (1) como reacción al proceso de conmutación, y

- determinación de un estado de una tobera de erosión (11) del interruptor de autosoplado (1), que se erosiona en un proceso de conmutación bajo carga para el soplado de un arco eléctrico de conmutación con el gas de llenado, en el que el estado de la tobera de erosión (11) se determina en función del desarrollo de presión (41, 42; 51, 52; 56, 57; 61 - 64) dependiente del tiempo.

2.- Procedimiento según la reivindicación 1,

en el que el estado de la tobera de erosión (11) se determina en función de una modificación de presión transitoria en el desarrollo de presión (41, 42; 51, 52; 56, 57; 61 - 64) dependiente del tiempo que se detecta como reacción al proceso de conmutación en un intervalo de tiempo (43).

3.- Procedimiento según la reivindicación 2,

en el que el desarrollo de presión (41, 42; 51, 52; 56, 57; 61 -64) dependiente del tiempo se detecta en una abertura de llenado (9) del interruptor de autosoplado (1) para el relleno del gas de llenado, que está espaciada de la tobera de erosión (11).

4.- Procedimiento según la reivindicación 2 ó reivindicación 3, en el que el procedimiento comprende además:

- detección de una separación de contactos de los contactos (3, 4) del interruptor de autosoplado (1),

en el que el intervalo de tiempo (43) se establece en función del instante en el que se realiza la separación de contactos.

- Procedimiento según la reivindicación 4,

en el que para la detección de la separación de contactos se supervisa una accionamiento mecánico (5, 6) del interruptor de autosoplado (1) y/o una conexión eléctrica de los contactos (3, 4) del interruptor de autosoplado (1).

6.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 5, en el que el procedimiento comprende además:

- detección de una presión (40; 50; 60) y de una temperatura del gas de llenado antes del desencadenamiento del proceso de conmutación,

en el que el intervalo de tiempo (43) se establece en función de la presión (40; 50; 60) y la temperatura del gas de llenado que se detecta antes del desencadenamiento del proceso de conmutación.

7.- Procedimiento según la reivindicación 6,

en el que el intervalo de tiempo (43) se establece además en función de una geometría del interruptor de autosoplado (1)-

8.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 7,

en el que el estado de la tobera de erosión (11) se determina en función de una integral en el tiempo de la modificación de presión transitoria detectada.

9.- Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que el estado de la tobera de erosión (11) se determina en función de al menos una componente espectral del desarrollo de presión (41, 42; 51, 52; 56, 57; 61 -64) dependiente del tiempo.

10.- Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el procedimiento comprende además:

- recepción de una entrada del usuario con informaciones que están asociadas al interruptor de autosoplado,

en el que el estado de la tobera de erosión (11) se determina en función del desarrollo de presión (41, 42; 51, 52; 56, 57; 61 - 64) dependiente del tiempo y en función de una consulta de la base de datos que se realiza en base a la entrada del usuario.

11.- Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,

en el que el estado determinado de la tobera de erosión (11) está seleccionado de un primer estado que permite otra operación del interruptor de autosoplado (1), y un segundo estado que requiere un examen visual de la tobera de erosión (11) del interruptor de autosoplado (1).

12.- Dispositivo de diagnóstico para el interruptor de autosoplado (1), que comprende:

- una interfaz (26) para la recepción de datos de presión que Indican un desarrollo de presión (41, 42; 51, 52; 56, 57; 61 - 64) dependiente del tiempo en al menos una zona del Interruptor de autosoplado (1) como reacción a un proceso de conmutación del interruptor de autosoplado (1), y

- un control (25) que está acoplado con la interfaz (26) y configurado para determinar un estado de una tobera de erosión (11) del interruptor de autosoplado (1), que se erosiona en un proceso de conmutación bajo carga, en función de los datos de presión.

13.- Dispositivo de diagnóstico según la reivindicación 12, que comprende:

un sensor de presión (22) acoplable con la interfaz, en el que el sensor de presión (22) presenta una estructura de acoplamiento (24) que está configurada para la fijación en una abertura de llenado (9) del interruptor de

autosoplado (1).

14.- Dispositivo de diagnóstico según la reivindicación 12 ó reivindicación 13, que comprende:

un sensor de ángulo de rotación (23) para la detección de un ángulo de rotación de un árbol de accionamiento (5) del interruptor de autosoplado (1),

en el que el control (25) está acoplado con el sensor de ángulo de rotación (23) y está configurado para determinar el estado de la tobera de erosión (11) en función de una modificación de presión en un intervalo de tiempo (43) que depende del ángulo de rotación detectado.

- Dispositivo de diagnóstico según una de las reivindicaciones 12 a 14, que está configurado como dispositivo de diagnóstico móvil y que está configurado para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11.