DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO PARA LA GENERACION DE UN IMPULSO DE CARGA DEFINIDO PARA LA REALIZACION DE UNA MEDICION DE LA DESCARGA PARCIAL.

Dispositivo para la generación de un impulso de carga definido para la realización de una medición de la descarga parcial en un componente eléctrico (30),

con una carcasa (1) y con un electrodo exterior (4) que se puede aplicar en la carcasa (1), caracterizado por una unidad de control (2), que está configurada de tal forma que, en función de una capacidad de dispersión (Cs) del electrodo exterior (4), genera el impulso de carga definido (Qs)

Dispositivo y procedimiento para la generación de un impulso de carga definido para la realización de una medición de la descarga parcial.

La presente invención se refiere a un dispositivo para la generación de un impulso de carga definido para la realización de una medición de la descarga parcial así como a un procedimiento. De acuerdo con una forma de realización preferida, la presente invención se refiere a la generación de impulsos de carga definidos para la realización de mediciones de la descarga parcial o de verificaciones de aislamiento de componentes eléctricos, como por ejemplo cables, máquinas giratorias, transformadores o similares, en el que la invención se puede aplicar de manera preferida, pro no exclusivamente a la realización de mediciones de la descarga parcial de alta tensión, para reconocer defectos de aislamiento en componentes de alta tensión a través de verificaciones de la descarga parcial y del aislamiento, respectivamente.

Los fenómenos de descarga parcial aluden en muchos casos a defectos de aislamiento de componentes eléctricos, especialmente de componentes de alta tensión. La supervisión, reconocimiento, localización, registro y análisis de fenómenos de descarga parcial son, por lo tanto, la condición previa para una protección fiable de fallos y de reparaciones de costes muy intensivos posteriormente. Por lo tanto, ya se ofrecen sistemas de medición de la descarga parcial de alta precisión y modulares en un amplio espectro de aplicaciones, de manera que con ello se pueden supervisar y detectar descargas parciales tanto para aplicaciones en el laboratorio como también en mediciones en el lugar. En este caso, se pueden analizar todos los tipos de componentes eléctricos, como por ejemplo transformadores, máquinas giratorias y redes de cables (incluidos cables de alta tensión y de máxima tensión).

Para posibilitar la realización de mediciones fiables de la descarga parcial, se utilizan calibradores de la descarga parcial, que se acoplan directamente con el objeto de ensayo y general impulsos de carga continuamente durante un proceso de calibración, de manera que el aparato de medición de la descarga parcial respectivo detecta estos impulsos durante el tiempo de la calibración. Con la ayuda de los impulsos detectados es posible un control de la función del aparato de medición. No obstante, es más importante la determinación del llamado factor de calibración. Los impulsos generados por el calibrador son atenuados en función de la estructura de medición (en primer lugar de la capacidad de la pieza de ensayo o bien de la capacidad del condensador de acoplamiento, pero también en función de la dilatación física así como de la frecuencia de medición). El factor de calibración compensa esta atenuación; debe determinarse de nuevo en cada modificación en la estructura de medición.

Para la generación de los impulsos de carga de calibración definidos se puede utilizar un salto de la tensión rectangular y un condensador exacto, en los que, sin embargo, un condensador incorporado en el calibrador solamente resiste, en general, tensiones de hasta 500V. A través de la utilización de un condensador de alta tensión externo se puede realizar, en efecto, una calibración durante una medición de alta tensión, en la que, sin embargo, tales condensadores de alta tensión son, por una parte, relativamente caros y, por otra parte, elevan claramente la altura de construcción del calibrador. Adicionalmente, tales condensadores de inyección, en colaboración con la capacidad de acoplamiento y de la capacidad de la pieza de prueba, actúan de manera desfavorable sobre la sensibilidad del aparato de medición de la descarga parcial. También existe el riesgo de que el condensador de inyección propiamente dicho no esté libre de descarga parcial y de esta manera falsifique la medición.

Otro problema implicado con calibradores conocidos consiste en que en virtud de las mediciones a realizar a altas tensiones, las líneas entre el objeto de medición y el calibrador deben ser correspondientemente largas, en las que, sin embargo, el impulso de calibración se modifica a través de la inductividad de la línea y en función del lugar de la medición y de la frecuencia de la medición pueden aparecer errores claros durante la medición.

Se conoce a partir del documento DE 39 12 654 A1 un dispositivo para la generación de un impulso de carga definido para la realización de una medición de la descarga parcial de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Con esta finalidad, de acuerdo con esta publicación se propone un inyector de carga, que comprende un condensador de acumulación de carga que se encuentra en una carcasa y que es alimentado desde una instalación de carga y está conectado en paralelo con un conmutador de corta dirección en serie con resistencias de alta impedancia. En un punto de unión entre una de las resistencias de alta impedancia y el conmutador de corta duración está conectado un condensador en serie acoplado con una primera conexión de salida del inyector de carga, en el que una segunda conexión de salida del inyector de carga está acoplada con la otra conexión del conmutador de corta durante. Con la ayuda del conmutador de corta duración se conecta el condensador en serie durante corto espacio de tiempo con un potencial de referencia, en el que se anula de nuevo a continuación la conexión directa entre el condensador en serie y el potencial de referencia. Para el acoplamiento de la carga almacenada de esta manera se puede utilizar o bien la carcasa del inyector de carga o una antena acoplada con la primera conexión de salida del inyector de carga como radiador. El inyector de carga de esta publicación se utiliza con preferencia para la calibración de un circuito de la red de descarga parcial para poder simular descargas parciales en instalaciones de alta tensión.

Se conocen a partir de los documentos US 7.119.579 B1 y US 2005/0128655 A1 otros dispositivos para generar a través de la carga de corta duración de un condensador impulsos de corriente o bien de tensión para el ensayo de una pieza de ensayo.

La presente invención tiene el cometido de preparar un dispositivo así como un procedimiento para la generación de un impulso de carga definido para la realización de una medición de la descarga parcial en un componente eléctrico, con el que se pueden solucionar los problemas mencionados anteriormente. En particular, la invención tiene el cometido de preparar un dispositivo así como un procedimiento para la generación de impulsos de carga definidos para la realización de mediciones de la descarga parcial de alta tensión en componentes de alta tensión, como por ejemplo transformadores, máquinas giratorias o cables, con el que es posible una calibración de coste favorable, fiable y fácil de manipular durante la realización de las mediciones de la descarga parcial de alta tensión.

Este cometido se soluciona de acuerdo con la invención a través de un dispositivo con las características de la reivindicación 1 y a través de un procedimiento con las características de la reivindicación 26. Las reivindicaciones dependientes definen en cada caso formas de realización preferidas y ventajosas de la presente invención.

De acuerdo con la invención, se prepara un dispositivo para la generación de un impulso de carga definido para la realización de mediciones de la descarga parcial en un componente eléctrico, de manera que el dispositivo comprende una carcasa, un electrodo exterior a aplicar en la carcasa y una unidad de control. La unidad de control está configurada de tal forma que genera el impulso de carga definido en función de una capacidad de dispersión del electrodo exterior.

El electrodo exterior se puede instalar en el exterior en la carcasa del dispositivo de acuerdo con la invención, que se designa a continuación también como dispositivo de calibración o bien simplemente como calibrador, en el que la capacidad de dispersión entre el electrodo exterior y la toma de tierra está definida. De acuerdo con la invención, esta capacidad de dispersión se utiliza, en el lugar de un condensador de alta tensión discreto, para la alimentación de los impulsos de calibración y de descarga, respectivamente, para la realización de las mediciones de la descarga parcial. Por lo tanto, no son necesarios cables de conexión adicionales, para conectar la conexión de salida con el objeto de ensayo. En su lugar, el dispositivo de acuerdo con la invención se puede conectar directamente y, por lo tanto, en gran medida libre de inducción en el objeto de ensayo, de modo que la capacidad de dispersión se encuentra...

1. Dispositivo para la generación de un impulso de carga definido para la realización de una medición de la descarga parcial en un componente eléctrico (30), con una carcasa (1) y con un electrodo exterior (4) que se puede aplicar en la carcasa (1), caracterizado por una unidad de control (2), que está configurada de tal forma que, en función de una capacidad de dispersión (C_s) del electrodo exterior (4), genera el impulso de carga definido (Q_s).

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo presenta una batería (23) o un acumulador para la alimentación de energía del dispositivo.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo está en forma de un aparato portátil.

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo presenta una instalación de entrada (22) para el ajuste del nivel de la carga del impulso de carga (Q_s).

5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo presenta una instalación de pantalla (21) para la representación de informaciones de estado del dispositivo.

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo presenta una interfaz óptica (11, 12) para el mando a distancia del dispositivo a través de una línea de fibra de vidrio que debe conectarse en la interfaz óptica (11, 12).

7. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo presenta una fuente de tensión (6) controlable, que está configurada y conectada con el electrodo exterior (4) de tal forma que a través de la aplicación de un salto de la tensión se puede emitir una carga acumulada en el electrodo exterior (4), en virtud de su capacidad de dispersión (C_s), como impulso de carga (Q_s) a través de una conexión (10) del dispositivo.

8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la unidad de control (2) está configurada de tal forma que, en función de la capacidad de dispersión (C_s) del electrodo exterior (4), calcula el salto de la tensión (?V), que es necesario para la generación del impulso de carga (Q_s) definido y activa de manera correspondiente la fuente de tensión (6) controlable.

9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el dispositivo está configurado de tal forma que calcula de manera automática la capacidad de dispersión (C_s) del electrodo exterior (4), para generar en función de ello, a través de la activación correspondiente de la fuente de tensión (6), el impulso de carga (Q_s) definido.

10. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la unidad de control (2) está configurada de tal forma que para la determinación de la capacidad de dispersión (C_s) del electrodo exterior (4) a través de la activación correspondiente de la fuente de tensión (6), aplica una tensión conocida en un divisor capacitivo de la tensión, que comprende la capacidad de dispersión (C_s) del electrodo exterior (4) y una capacidad de referencia interna (5) conocida, para calcular a continuación a través de la evaluación de la tensión (U_ref) que cae en la capacidad de referencia interna (5) conocida, en función de la tensión conocida y en función del valor (C_ref) conocido de la capacidad de referencia interna (5), la capacidad de dispersión (C_s) del electrodo exterior (4).

11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque el dispositivo calcula durante el funcionamiento continuamente la capacidad de dispersión (C_s) del electrodo exterior (4).

12. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo comprende una instalación de detección de la luz (20) para la sincronización del funcionamiento del dispositivo con una fuente de luz externa.

13. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el electrodo exterior (4) se puede acoplar de forma desprendible con la carcasa (1) del dispositivo.

14. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el electrodo exterior (4) es parte de la carcasa (1).

15. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el electrodo exterior (4) presenta al menos una superficie parcialmente esférica o esférica.

16. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque el electrodo exterior (4) presenta una superficie totalmente esférica o hemisférica.

17. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el electrodo exterior (4) presenta una superficie de forma toroidal.

18. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque el electrodo exterior (4) presenta una superficie de electrodo al menos parcialmente esférica, en el que el cuerpo de electrodo de forma toroidal se puede acoplar con la carcasa (1).

19. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo presenta una instalación de blindaje para el blindaje del electrodo exterior (4) frente a las influencias de interferencia externas, en el que el electrodo exterior (4) se puede disponer dentro de la instalación de blindaje.

20. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque la instalación de blindaje comprende un depósito puesto a tierra, en el que se puede disponer el electrodo exterior (4).

21. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque la instalación de blindaje comprende un primer cuerpo de forma toroidal y un segundo cuerpo de forma toroidal, en el que el primer cuerpo de forma toroidal se encuentra en potencial de tierra y el segundo cuerpo de forma toroidal se encuentra en un potencial de tensión más elevado y el electrodo exterior (4) se puede disponer dentro de los dos cuerpos de forma toroidal.

22. Sistema de medición para la realización de una medición de la descarga parcial en un componente eléctrico, con al menos un aparato de medición de la descarga parcial (100, 101) para la realización de una medición de la descarga parcial en el componente eléctrico (30), y con un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores para la generación de un impulso de carga de calibración definido para la calibración de la realización de la medición de la descarga parcial a través de al menos un aparato de medición de la descarga parcial (100, 101).

23. Sistema de medición de acuerdo con la reivindicación 22, caracterizado porque el sistema de medición está configurado para la realización de mediciones de la descarga parcial de alta tensión.

24. Sistema de medición de acuerdo con la reivindicación 22 ó 23, caracterizado porque el sistema de medición está configurado para la realización de mediciones de la descarga parcial en un cable o un transformador como el componente eléctrico.

25. Sistema de medición de acuerdo con una de las reivindicaciones 22 a 24, caracterizado porque el dispositivo (1) para la generación del impulso de carga de calibración definido y al menos un aparato de medición de la descarga parcial (100, 101) están conectados entre sí a través de una conexión de fibra de vidrio óptica (4).

26. Procedimiento para la generación de un impulso de carga definido para la realización de una medición de la descarga parcial en un componente eléctrico (30), que comprende la etapa de generar el impulso de carga definido (Q_s) en función de una capacidad de dispersión (Q_s) de un electrodo exterior (4) de un dispositivo correspondiente (1), en el que el impulso de carga (Q_s) definido es generado en función de una carga acumulada como consecuencia de un salto de la tensión (?V) en el electrodo exterior (4).

27. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 26, caracterizado porque el impulso de carga (Q_s) definido es generado utilizando un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 21.