DISPOSITIVO PARA LA INSPECCION DE UN ELEMENTO DE PROTECCION DE UNA LINEA ELECTRICA Y PARA LA VERIFICACION DE DICHA LINEA ELECTRICA.

Dispositivo para la inspección de un elemento de protección de una línea eléctrica y para la verificación de dicha línea eléctrica que está dispuesto,

en uso, parte en serie y parte en paralelo con el correspondiente elemento de protección y comprende: medios de procesamiento que controlan y vinculan funcionalmente entre sí el resto de componentes del dispositivo y que reciben tensión directamente desde un punto de la línea aguas arriba de dicho elemento de protección; medios de medición de tensión que incluyen montajes primero y segundo de medición interpuestos entre dichos medios de procesamiento y la línea; medios de interruptor situados en un puente que conecta entre sí las ramas de circuito en las que están situados dichos montajes primero y segundo de medición; y medios de alerta que informan del estado de dicho elemento de protección y de la línea

Dispositivo para la inspección de un elemento de protección de una línea eléctrica y para la verificación de dicha línea eléctrica.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo para la inspección de un elemento de protección de una línea eléctrica y para la verificación de dicha línea eléctrica. El dispositivo de la invención puede ser utilizado en redes de líneas eléctricas sobre las cuales existan uno o más elementos de protección para cada una de las líneas y siempre que sus voltajes de alimentación estén referenciados unos con respecto a otros.

Más en particular, la presente invención se refiere a un dispositivo eléctrico/electrónico para inspeccionar el estado del elemento de protección de una línea eléctrica (de alimentación, de señal o de otra índole), así como para medir la corriente demandada por la carga asociada, con el fin de recoger datos sobre un eventual estado anómalo.

Antecedentes de la invención

Los circuitos electrónicos y eléctricos normalmente se encuentran protegidos por elementos que proporcionan una gran seguridad frente a cortocircuitos y sobre-intensidades, evitando la degradación de los dispositivos y las líneas eléctricas a los que están conectados.

Sin embargo, en la actualidad no existe una protección universal para cualquier imprevisto que pueda ocurrir en la línea: transitorios rápidos, sobre intensidades puntuales, etc. por lo que es posible que, en ciertos casos, un elemento de protección pueda proteger en exceso una línea o por el contrario no protegerla.

Además, algunos de dichos elementos de protección son elementos de protección destructivos, como láminas fundentes, que generan transitorios de corriente semejantes a una inductancia y que pueden llegar a degradar la carga asociada en el momento de su activación.

En todo caso, es aconsejable verificar los motivos de la activación del elemento de protección antes de su rearme ya que, dependiendo de su naturaleza, se debe realizar unas operaciones u otras (rearmar el elemento de protección, reparar la línea, sustituir la carga por su deterioro, etc.).

Los dispositivos de verificación existentes para tal propósito muestran, sin embargo, algunos inconvenientes, entre los que cabe destacar que funcionan en base a mediciones de intensidad (que son más difíciles de manejar que las mediciones de voltaje) y que su aplicación para una verificación conjunta de una pluralidad de líneas requiere una adaptación, cuando menos, altamente compleja.

Sumario de la invención

La presente invención aborda los problemas mencionados anteriormente mediante un dispositivo para inspeccionar el estado del elemento de protección de una línea eléctrica y para medir la corriente demandada por la carga asociada, con el fin de recoger datos sobre un eventual estado anómalo.

El dispositivo de la presente invención para la inspección de un elemento de protección de una línea eléctrica y para la verificación de dicha línea eléctrica está dispuesto, en uso, de un modo permanente o de un modo desmontable, parte en serie y parte en paralelo con el correspondiente elemento de protección y comprende: medios de procesamiento que controlan y vinculan funcionalmente entre sí el resto de componentes del dispositivo y que reciben tensión directamente desde un punto de la línea aguas arriba de dicho elemento de protección; medios de medición de tensión que incluyen un primer montaje de medición (interpuesto entre dichos medios de procesamiento y un punto de la línea aguas arriba de dicho elemento de protección) y un segundo montaje de medición (interpuesto entre dichos medios de procesamiento y un punto de la línea aguas abajo de dicho elemento de protección); medios de interruptor situados en un puente que conecta entre sí las ramas de circuito en las que están situados dichos montajes primero y segundo de medición, conectando entre sí dichas ramas de circuito en una posición entre dichos montajes primero y segundo de medición y la línea; y medios de alerta que informan del estado de dicho elemento de protección y del estado de la línea.

Obviamente, dichos medios de procesamiento pueden ser digitales (lógica programable, microprocesadores, etc.) o analógicos.

Opcionalmente, el dispositivo de la presente invención está provisto de medios de estabilización de tensión, dispuestos en la rama de circuito que entrega tensión a dichos medios de procesamiento directamente desde un punto de la línea aguas arriba de dicho elemento de protección.

En caso de que la línea disponga de medios propios de interruptor aguas arriba y/o aguas debajo de dicho dispositivo de protección, el dispositivo de la presente invención estará provisto de medios adicionales de interruptor, dispuestos en paralelo con dichos medios propios de interruptor.

Dichos medios de alerta pueden ser de cualquier índole, dependiendo de la acción a realizar y de la aplicación en particular. A modo de ejemplo, dichos medios de alerta pueden emitir señales luminosas (LEDs, lámparas, etc.), acústicas (diferentes frecuencias sonoras, melodías, etc.), de comunicación de datos (bluetooth, ethernet, etc.) o una combinación de ellas.

Dependiendo de los valores medidos por dichos medios de medición de tensión y de los valores detectados por dichos medios de procesamiento, dichos medios de procesamiento identifican varios estados de la línea:

- Estado de inactividad de línea: En este estado los valores son cero y no llega corriente eléctrica por la línea. Este estado se presenta cuando la línea está desconectada de la alimentación por un elemento externo al dispositivo de la presente invención (por ejemplo por un relé o un interruptor) o bien presenta una avería que interrumpe la línea aguas arriba dispositivo de la presente invención.

- Estado de línea activa: Este estado se presenta cuando el valor en el borne positivo de dicho elemento de protección es semejante al valor de la alimentación. Este estado incluye tres modos alternativos: que la diferencia de voltaje sea baja (estado de funcionamiento normal), que tenga un valor medio (modo de funcionamiento al límite del elemento de protección) o semejante al valor de alimentación o alto (modo de funcionamiento anómalo). En el primer modo, la línea eléctrica no presenta ninguna avería y su funcionamiento es correcto electrónicamente hablando. En el segundo modo, dicho elemento de protección está funcionando en una situación forzada debido a una demanda de energía cercana a la de su propia activación. En el tercer modo, simplemente dicho elemento de protección está activo y no fluye corriente eléctrica por la línea.

- Estado de verificación de línea: Este estado se presenta cuando dicho elemento de protección está activo, con objeto de verificar las causas por las cuales se ha llegado a este estado, o bien cuando la línea está desactivada eléctricamente y se desea verificar el valor de la carga. Dichos medios de interruptor del dispositivo de la presente invención están cerrados con objeto de poder inyectar corriente de un modo controlado a la carga.

En caso de que el dispositivo de la presente invención esté compartido por varias líneas, es decir, en redes eléctricas, las corrientes pueden desviarse de unas ramas a otras dependiendo del estado de los diversos elementos interruptores, del estado de los elementos de protección y de los valores de las cargas, por lo que el algoritmo definido aquí para una sola línea debe generalizarse a través de la resolución de las Ecuaciones de Mallas y Nudos (leyes de Kirchoff). Es necesario realizar un barrido sobre las diversas situaciones de activación de los interruptores que unen las líneas, obteniéndose así un sistema de ecuaciones que determine el valor de las cargas y la situación de los elementos de protección de cada línea.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra un diagrama de bloques del dispositivo de la presente invención.

La figura 2 muestra un esquema de una primera realización del dispositivo de la presente invención.

La figura 3 muestra un esquema de una segunda realización del dispositivo de la presente invención.

La figura 4 muestra un esquema de una tercera realización del dispositivo de la presente invención.

Descripción de realizaciones de la invención

En lo sucesivo, V_a designará al valor de voltaje de la alimentación de la línea eléctrica, y V_b...

1. Dispositivo para la inspección de un elemento (101) de protección de una línea eléctrica y para la verificación de dicha línea eléctrica caracterizado porque está dispuesto, en uso, parte en serie y parte en paralelo con dicho elemento (101) de protección y porque comprende: medios (200; M₁) de procesamiento que controlan y vinculan funcionalmente entre sí el resto de componentes del dispositivo y que reciben tensión directamente desde un punto (A) de la línea aguas arriba de dicho elemento (101) de protección; medios de medición de tensión que incluyen un primer montaje (204; R₂, R₃) de medición, interpuesto entre dichos medios (200; M₁) de procesamiento y un punto (B) de la línea aguas arriba de dicho elemento (101) de protección, y un segundo montaje (205; R₄, R₅; S₁, R₁₀, S₂, R₂₀, S₃, R₃₀, R₁₀₀) de medición, interpuesto entre dichos medios (200) de procesamiento y un punto (C) de la línea aguas abajo de dicho elemento (101) de protección; medios (202; T₂) de interruptor situados en un puente que conecta entre sí las ramas de circuito en las que están situados dichos montajes primero y segundo (204, 205; R₂, R₃, R₄, R₅; S₁, R₁₀, S₂, R₂₀, S₃, R₃₀, R₁₀₀) de medición, conectando entre sí dichas ramas de circuito en una posición entre dichos montajes primero y segundo (204, 205; R₂, R₃, R₄, R₅; S₁, R₁₀, S₂, R₂₀, S₃, R₃₀, R₁₀₀) de medición y la línea; y medios (208; L₁, L₂, L₃, L₄) de alerta.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque está provisto de medios (R₁, Z₁; U₁) de estabilización de tensión, dispuestos en la rama de circuito que entrega tensión a dichos medios (M₁) de procesamiento.

3. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está provisto de medios adicionales (T₁, T₃; T₁₀, T₂₀, T₃₀) de interruptor, dispuestos en paralelo con medios (I₁, I₂; I₁₀, I₂₀, I₃₀) de interruptor propios de la línea.

4. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está aplicado sobre un conjunto de líneas eléctricas.

5. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos medios (208) de alerta incluyen dispositivos que emiten señales luminosas, acústicas, de comunicación de datos o una combinación de ellas.

6. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está instalado de un modo permanente o de un modo desmontable.

7. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos medios (200) de procesamiento son analógicos.

8. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dichos medios (200) de procesamiento son digitales.

9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque dichos medios digitales (200) de procesamiento incluyen lógica programable y/o al menos un microprocesador.

10. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos medios (202; T₂; T₁, T₃; T₁₀, T₂₀, T₃₀, S₁₀, S₂₀, S₃₀) de interruptor comprenden:

- al menos un transistor de conmutación realizado en soporte semiconductor,

- al menos una fuente de corriente gobernable por tensión, y/o

- al menos un relé.

11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque dicho transistor de conmutación es de tipo MOSFET, de tipo bipolar o una combinación de ellos.

12. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está fabricado como un circuito integrado.

13. Método de funcionamiento de un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos medios (200; M₁) de procesamiento identifican varios estados de la línea y emiten una señal que indica de cada estado, en base al valor V_a de voltaje en dicho punto (A) de la línea, al valor V_b de voltaje en dicho punto (B) de la línea, al valor V_c de voltaje en dicho punto (C) de la línea, y al valor V_f de voltaje correspondiente a un valor mayor que cero e inferior a dicho valor V_a de voltaje para el cual dicho elemento (101) de protección está cercano a su activación, siendo dichos estados:

- Estado de desconexión de alimentación y/o carga eléctrica, determinado por los valores de voltaje V_b approx V_c approx 0;

- Estado de buen funcionamiento de la línea, determinado por los valores de voltaje V_b approx V_c approx V_a;

- Estado de funcionamiento límite de dicho elemento (101) de protección, determinado por los valores de voltaje V_b-V_c approx V_f;

- Estado de activación de dicho elemento (101) de protección, determinado por los valores de voltaje V_b-V_c approx V_a;

- Estado de línea desactivada, determinado por los valores de voltaje V_b approx V_c approx 0.

14. Método de funcionamiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque dichos medios (200; M₁) de procesamiento generan pulsos, trenes de pulsos, señales de prueba tipo rampa, señales de prueba tipo senoide o una combinación de ellos.