DETECCIÓN, LOCALIZACIÓN E INTERPRETACIÓN DE UNA DESCARGA PARCIAL.

Detección, localización e interpretación de una descarga parcial CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un dispositivo para la detección, localización e interpretación de una descarga parcial, por ejemplo en un accesorio eléctrico de una red de distribución eléctrica subterránea, o en cualquier otro tipo de equipamiento eléctrico situado en cualquier entorno. ANTECEDENTES En uniones de cables en redes de conductos subterráneos pueden producirse fallos de corriente eléctrica. Algunos son debidos a descargas parciales dentro de las uniones y a la correspondiente degradación de su aislamiento eléctrico. El diagnóstico de cables subterráneos y de sus accesorios o equipamiento es deseable por motivos de seguridad, y para realizar un mantenimiento predictivo y retirar accesorios o equipamiento defectuosos antes de que fallen. Las patentes US nº 6.809.523 (Ahmed et al.), 5.530.364 (Mashikian et al.), 5.767.684 (Steenis), 6.420.879 (Cooke), 6.507.181 (Pakonen et al.), 6.418.385 (Hücker et al.), 6.255.808 (Hücker), 6.297.645 (Eriksson et al.), 6.392.401 (Cooke), 5.642.038 (Kim et al.), y las patentes CA (de Canadá) nº 2.455.206 (Wendel et al.), US 2004 263 179, WO 2004 005 947 y EP 1 477 820 exponen ciertos métodos y diversos dispositivos para detectar descargas parciales que sin embargo son poco fiables, son imprecisos, sensibles al ruido, rudimentarios, complicados, limitados a algún equipamiento específico a comprobar, requieren que el equipamiento a comprobar esté fuera de servicio, o si no son difíciles de implementar en la práctica debido a manipulaciones que requieren una destreza poco común. Las descargas parciales pueden producirse también en una variedad de aparatos o equipamiento eléctricos, y son frecuentemente precursores de futuros daños más serios si no se hace nada para reparar o reemplazar el equipamiento posiblemente defectuoso. RESUMEN De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un dispositivo para la detección, localización e interpretación de una descarga parcial que supera a los dispositivos conocidos en la técnica. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un dispositivo para detectar, localizar e interpretar una descarga parcial que ocurre en un lugar de descarga parcial en un equipamiento eléctrico, que comprende: dos sondas de medición y una sonda de sincronización instalables en el equipamiento eléctrico de modo que los impulsos que viajan en el equipamiento eléctrico son detectables por las sondas de medición y un ángulo de fase en el equipamiento eléctrico es detectable por la sonda de sincronización; una unidad de control que se conecta a las sondas de medición para recibir las señales representativas de los impulsos detectados, y que se conecta a la sonda de sincronización para adquirir una señal representativa del ángulo de fase detectado, en que la unidad de control tiene un circuito para la preparación selectiva de las señales recibidas; y una unidad de procesamiento digital que se conecta a la unidad de control para adquirir las señales tras una preparación selectiva en función del ángulo de fase detectado y que dirige la unidad de control, en que la unidad de procesamiento digital posee un módulo de medición de correlación para medir la correlación de las señales adquiridas, un módulo para realizar una distribución tiempo-frecuencia de al menos una de las señales adquiridas, un módulo de estimación del factor de forma para estimar un factor de forma que corresponde a una relación de una anchura de banda espectral a una duración temporal de un impulso de descarga derivada de la distribución tiempo-frecuencia, y un módulo de diagnóstico que responde a los resultados generados por los módulos de medición de correlación y de estimación de factor de forma para generar un diagnóstico indicativo de una detección de una descarga parcial y de su localización en el equipamiento eléctrico. Preferiblemente, la unidad de procesamiento comprende además un módulo de eliminación de candidatos para eliminar candidatos de soluciones de diagnóstico correspondientes a rastros en las señales adquiridas derivadas de los impulsos detectados que tienen retrasos de propagación fuera de rango entre las sondas de medición. Puede ser establecido por el usuario un umbral para retrasos considerados fuera de rango por el módulo de eliminación de candidatos. La unidad de control puede comprender además un circuito para generar una señal de prueba transmitida a la sonda de sincronización que la inyecta en el equipamiento eléctrico. De este modo, la unidad de procesamiento digital puede determinar el retraso de propagación entre las sondas de medición a partir de las señales 2   adquiridas correspondientes a los impulsos detectados por las sondas de medición causados por la señal de prueba inyectada en el equipamiento eléctrico. El umbral para considerar fuera de rango los retrasos puede establecerse entonces en función del retraso de propagación así determinado. La unidad de procesamiento digital puede verificar alternativa o concurrentemente una configuración de las sondas de medición en función de las señales adquiridas correspondientes a la señal de prueba inyectada en el equipamiento eléctrico, por ejemplo sobre la base de la polaridad de las señales adquiridas. Preferiblemente, la unidad de procesamiento comprende además un módulo para estimar una probabilidad de error en función de una relación entre un pico de un máximo de correlación y otros picos de correlación, en que se produce una señal de aviso indicativa de un segundo candidato probable de explicación diagnóstica cuando la probabilidad de error excede un umbral preestablecido. Preferiblemente, la unidad de procesamiento detecta además rastros típicos de radiación en las señales adquiridas. Cuando se establece que las señales adquiridas corresponden a radiación, se para su procesamiento y se retiene un diagnóstico de radiación. Preferiblemente, el módulo de medición de correlación proporciona al módulo de diagnóstico una señal indicativa de las polaridades de los impulsos en las señales adquiridas, un factor de correlación de las señales correlacionadas, una parte de rastro temporal de una descarga de mayor amplitud, y una distancia temporal entre una misma descarga captada por las sondas de medición. Preferiblemente, la unidad de procesamiento comprende además un módulo para estimar una anchura de banda equivalente y un tiempo de aumento de la descarga de mayor amplitud, ambos proporcionados al módulo de diagnóstico. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para detectar, localizar e interpretar una descarga parcial que ocurre en un lugar de descarga parcial en un equipamiento eléctrico, que comprende: detectar impulsos que viajan en el equipamiento eléctrico utilizando dos sondas de medición separadas entre sí en el equipamiento eléctrico; detectar un ángulo de fase en el equipamiento eléctrico utilizando una sonda de sincronización situada en el equipamiento eléctrico; realizar una preparación selectiva de señales representativas de los impulsos detectados; adquirir las señales después de la preparación selectiva en función del ángulo de fase detectado; poner las señales adquiridas en correlación; presentar al menos una de las señales adquiridas en una distribución tiempo-frecuencia; estimar un factor de forma que corresponde a una relación de una anchura de banda espectral a una duración temporal de un impulso de descarga derivada de la distribución tiempo-frecuencia; y establecer un diagnóstico indicativo de una detección de una descarga parcial y de su localización en el equipamiento eléctrico en función de los resultados de la correlación y del factor de forma. Preferiblemente, el método puede comprender además: eliminar candidatos de soluciones de diagnóstico correspondientes a rastros en las señales adquiridas derivadas de impulsos detectados que presentan retrasos de propagación fuera de rango entre las sondas de medición. El método puede comprender además: generar una señal de prueba transmitida a la sonda de sincronización que la inyecta en el equipamiento eléctrico; y determinar el retraso de propagación entre las sondas de medición a partir de las señales adquiridas correspondientes a los impulsos detectados por las sondas de medición causados por la señal de prueba inyectada en el equipamiento eléctrico, en que el umbral para retrasos considerados fuera de rango es establecido entonces en función del retraso de propagación así determinado. La señal de prueba puede usarse también para verificar una configuración de las sondas de medición, por ejemplo en función de las polaridades de las señales adquiridas correspondientes a la señal de prueba inyectada en el equipamiento eléctrico. 3... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo para detectar, localizar e interpretar una descarga parcial que ocurre en un lugar de descarga parcial (13) en un equipamiento eléctrico (8, 10), que comprende: dos sondas de medición (4, 6) y una sonda de sincronización (14) instalables en el equipamiento eléctrico (8, 10) de modo que los impulsos que viajan en el equipamiento eléctrico (8, 10) son detectables por las sondas de medición (4, 6) y un ángulo de fase en el equipamiento eléctrico (8, 10) es detectable por la sonda de sincronización; una unidad de control (16) que se conecta a las sondas de medición (4, 6) para recibir las señales representativas de los impulsos detectados, y que se conecta a la sonda de sincronización (14) para adquirir una señal representativa del ángulo de fase detectado, en que la unidad de control (16) tiene un circuito (81, 63, 91, 87) para la preparación selectiva de las señales recibidas; y una unidad de procesamiento digital (1) que se conecta a la unidad de control (16) para adquirir las señales tras una preparación selectiva en función del ángulo de fase detectado y que dirige la unidad de control (16), en que la unidad de procesamiento digital (1) posee un módulo de medición de correlación (64) para medir la correlación de las señales adquiridas, un módulo (70) para realizar una distribución tiempo-frecuencia de al menos una de las señales adquiridas, un módulo de estimación de factor de forma (68) para estimar un factor de forma que corresponde a una relación de una anchura de banda espectral a una duración temporal de un impulso de descarga derivada de la distribución tiempo-frecuencia, y un módulo de diagnóstico (82) que responde a los resultados generados por los módulos de medición de correlación y de estimación de factor de forma (64, 68) para generar un diagnóstico indicativo de una detección de una descarga parcial y de su localización en el equipamiento eléctrico (8, 10). 2. El dispositivo según la reivindicación 1, en que la unidad de procesamiento (1) comprende además un módulo de eliminación de candidatos (94) para eliminar candidatos de soluciones de diagnóstico correspondientes a rastros en las señales adquiridas derivadas de impulsos detectados que presentan retrasos de propagación fuera de rango entre las sondas de medición. 3. El dispositivo según la reivindicación 2, en que es establecible por un usuario un umbral para retrasos considerados fuera de rango por el módulo de eliminación de candidatos (94). 4. El dispositivo según la reivindicación 2, en que la unidad de control (16) comprende un circuito (77) para generar una señal de prueba transmitida a la sonda de sincronización (14) que la inyecta en el equipamiento eléctrico (8, 10), en que la unidad de procesamiento digital (1) es apta para, a partir de las señales adquiridas correspondientes a los impulsos detectados por las sondas de medición (4, 6) causados por la señal de prueba inyectada en el equipamiento eléctrico (8, 10), determinar el retraso de propagación entre las sondas de medida (4, 6), en que el umbral para considerar fuera de rango los retrasos es establecido en función del retraso de propagación así determinado. 5. El dispositivo según la reivindicación 1, en que la unidad de procesamiento (1) comprende además un módulo (96) para estimar una probabilidad de error en función de una relación entre un pico de un máximo de correlación y otros picos de correlación, en que una señal de aviso indicativa de un segundo candidato probable de explicación diagnóstica es transmitida al módulo de diagnóstico (82) cuando la probabilidad de error excede un umbral preestablecido. 6. El dispositivo según la reivindicación 1, en que la unidad de procesamiento (1) comprende además un módulo (66) para detectar rastros típicos de radiación en las señales adquiridas, parando su procesamiento y reteniendo un diagnóstico de radiación cuando se establece que las señales adquiridas corresponden a radiación. 7. El dispositivo según la reivindicación 1, en que el módulo de medición de correlación (64) proporciona al módulo de diagnóstico (82) una señal indicativa de las polaridades de los impulsos en las señales adquiridas, un factor de correlación de las señales correlacionadas, una parte de rastro temporal de una descarga de mayor amplitud, y una distancia temporal entre una misma descarga captada por las sondas de medición (4, 6). 8. El dispositivo según la reivindicación 7, en que la unidad de procesamiento (1) comprende además un módulo (110) para estimar una anchura de banda equivalente y un tiempo de aumento de la descarga de mayor amplitud, ambos proporcionados al módulo de diagnóstico (82). 9. El dispositivo según la reivindicación 1, en que la unidad de procesamiento (1) comprende además un módulo de agrupación (62) corriente arriba del módulo de medición de correlación (64) y del módulo (70) que realiza la distribución tiempo-frecuencia, para agrupar las señales adquiridas en los grupos respectivos y producir las rúbricas que 18   caracterizan las señales en los grupos, en que la correlación y la distribución tiempo-frecuencia son obtenidas con las rúbricas. 10. Un método para detectar, localizar e interpretar una descarga parcial que ocurre en un lugar de descarga parcial en un equipamiento eléctrico, que comprende: detectar impulsos que viajan en el equipamiento eléctrico (8, 10) utilizando dos sondas de medición (4, 6) separadas entre sí en el equipamiento eléctrico; detectar un ángulo de fase en el equipamiento eléctrico (8, 10) utilizando una sonda de sincronización (14) situada en el equipamiento eléctrico (8, 10); realizar una preparación selectiva de señales representativas de los impulsos detectados; adquirir las señales después de la preparación selectiva en función del ángulo de fase detectado; poner las señales adquiridas en correlación; presentar al menos una de las señales adquiridas en una distribución tiempo-frecuencia; estimar un factor de forma que corresponde a una relación de una anchura de banda espectral a una duración temporal de un impulso de descarga derivada de la distribución tiempo-frecuencia; y establecer un diagnóstico indicativo de una detección de una descarga parcial y de su localización en el equipamiento eléctrico (8, 10) en función de los resultados de la correlación y del factor de forma. 11. El método según la reivindicación 10, que comprende además: eliminar candidatos de soluciones de diagnóstico correspondientes a rastros en las señales adquiridas derivadas de impulsos detectados que presentan retrasos de propagación fuera de rango entre las sondas de medición. 12. El método según la reivindicación 11, que comprende además: generar una señal de prueba transmitida a la sonda de sincronización (14) que la inyecta en el equipamiento eléctrico (8, 10); y determinar el retraso de propagación entre las sondas de medición a partir de las señales adquiridas correspondientes a los impulsos detectados por las sondas de medición (4, 6) causados por la señal de prueba inyectada en el equipamiento eléctrico (8, 10), en que el umbral para retrasos considerados fuera de rango es establecido entonces en función del retraso de propagación así determinado. 13. El método según la reivindicación 10, que comprende además: generar una señal de prueba transmitida a la sonda de sincronización (14) que la inyecta en el equipamiento eléctrico (8, 10); y verificar una configuración de las sondas de medición (4, 6) en función de las señales adquiridas correspondientes a la señal de prueba inyectada en el equipamiento eléctrico (8, 10). 14. El método según la reivindicación 10, que comprende además: estimar una probabilidad de error en función de una relación entre un pico de un máximo de correlación y otros picos de correlación, en que se produce una señal de aviso indicativa de un segundo candidato probable de explicación diagnóstica cuando la probabilidad de error excede un umbral preestablecido; 15. El método según la reivindicación 10, que comprende además: detectar rastros típicos de radiación en las señales adquiridas, en que se para su procesamiento y se retiene un diagnóstico de radiación cuando se establece que las señales adquiridas corresponden a una radiación. 16. El método según la reivindicación 10, en que también se establece el diagnóstico sobre la base de una señal indicativa de las polaridades de los impulsos en las señales adquiridas, un factor de correlación de las señales correlacionadas, una parte de rastro temporal de una descarga de mayor amplitud, una distancia temporal entre una misma descarga captada por las sondas de medición (4, 6), una anchura de banda equivalente y un tiempo de aumento de la descarga de mayor amplitud. 19   17. El método según la reivindicación 10, en que el factor de forma corresponde a una relación de una anchura de banda espectral a una duración temporal de un impulso de descarga en una de las señales adquiridas, en que la anchura de banda espectral y la duración temporal son estimadas a partir de una línea espectral prevaleciente y un marginal temporal de la descarga parcial proporcionados en una distribución tiempo-frecuencia. 18. El método según la reivindicación 17, en que la distribución tiempo-frecuencia corresponde a un espectrograma, una transformada Wigner-Ville, o a una transformada de ondícula de dicha al menos una señal adquirida. 19. El método según la reivindicación 17, en que la distribución tiempo-frecuencia es primeramente sometida a un filtrado en tiempo-frecuencia antes de la estimación del factor de forma con el fin de eliminar el ruido de fondo que exhibe una potencia espectral sustancialmente constante en el dominio de tiempo. 20. El método según la reivindicación 10, que comprende además interpolar las señales adquiridas antes de la correlación. 21. El método según la reivindicación 10, que comprende además agrupar las señales adquiridas en grupos respectivos y producir rúbricas que caracterizan las señales en los grupos, en que la correlación y la distribución tiempo-frecuencia se obtienen con las rúbricas. 22. Un dispositivo para detectar descargas parciales en un equipamiento eléctrico, que comprende: una sonda de medición y una sonda de sincronización instalables en el equipamiento eléctrico de modo que los impulsos que viajan en el equipamiento eléctrico son detectables por la sonda de medición y una señal indicativa de un ángulo de fase en el equipamiento eléctrico es detectable por la sonda de sincronización; una unidad de control que se conecta a la sonda de medición para recibir las señales representativas de los impulsos detectados, y que se conecta a la sonda de sincronización para adquirir la señal indicativa del ángulo de fase, en que la unidad de control posee un circuito para la preparación selectiva de las señales recibidas; y una unidad de procesamiento digital que se conecta a la unidad de control para adquirir las señales después de la preparación selectiva en función de una evaluación del ángulo de fase y que dirige la unidad de control, en que la unidad de procesamiento digital presenta un módulo de agrupación para agrupar las señales adquiridas en grupos respectivos y produce rúbricas que caracterizan las señales en los grupos, un módulo para realizar una distribución tiempo-frecuencia de las rúbricas, un módulo de estimación de factor de forma para estimar un factor de forma correspondiente a una relación de una anchura de banda espectral a una duración temporal de un impulso de descarga derivada de la distribución tiempo-frecuencia, un módulo para determinar tiempos de aumento de las rúbricas, y un módulo de diagnóstico que responde a los resultados generados por el módulo de estimación de factor de forma y el módulo para determinar tiempos de aumento para generar un diagnóstico indicativo de una detección de descargas parciales y producir una señal de aviso en función del diagnóstico. 23. Un método para detectar descargas parciales en un equipamiento eléctrico, que comprende: detectar loa impulsos que viajan en el equipamiento eléctrico usando una sonda de medición situada en el equipamiento eléctrico; detectar una señal indicativa de un ángulo de fase en el equipamiento eléctrico usando una sonda de sincronización situada en el equipamiento eléctrico; realizar una preparación selectiva de una señal representativa de los impulsos detectados; adquirir las señales después de la preparación selectiva en función de una evaluación del ángulo de fase; agrupar las señales adquiridas en grupos y producir rúbricas que caracterizan las señales en los grupos; presentar las rúbricas en una distribución tiempo-frecuencia; estimar un factor de forma correspondiente a una relación de una anchura de banda espectral a una duración temporal de un impulso de descarga derivada de la distribución tiempo-frecuencia; determinar tiempos de aumento de las rúbricas; establecer un diagnóstico indicativo de una detección de descargas parciales en función de los resultados del factor de forma y los tiempos de aumento; y producir una señal de aviso en función del diagnóstico.   24. El dispositivo según la reivindicación 1 ó 22, en que dicha sonda de medición (4, 6) es una sonda magnética de banda ancha para detectar impulsos que viajan en un equipamiento eléctrico causados por una descarga parcial, en que dicha sonda comprende: una abrazadera retirable que posee un anillo conductor que forma un circuito de captación magnética apto para rodear una sección del equipamiento eléctrico con el fin de captar una señal que representa un componente magnético de los impulsos que viajan en el equipamiento eléctrico; una pantalla conductora que cubre y aísla electrostáticamente el anillo conductor, estando la pantalla conductora en circuito abierto en los extremos opuestos de la abrazadera de modo que aparece un hueco entre los extremos de la abrazadera; un conector que cierra el circuito del anillo conductor en los extremos de la abrazadera donde está situado el hueco cuando la abrazadera está instalada en torno al equipamiento eléctrico; y un conector para establecer una conexión eléctrica externa con el circuito del anillo conductor. 25. El dispositivo según la reivindicación 24, en que dicha sonda magnética de banda ancha comprende además un circuito amplificador (42) integrado en la pantalla conductora (34) e insertado en el anillo conductor (32) con el fin de filtrar y amplificar la señal. 26. El dispositivo según la reivindicación 25, en que dicha sonda magnética de banda ancha incluye un circuito amplificador con ganancia controlada. 27. El método según la reivindicación 10 ó 23, en que dicha sonda de medición (4, 6) es una sonda magnética de banda ancha para detectar los impulsos que viajan en un equipamiento eléctrico causados por una descarga parcial, en que dicha sonda comprende: una abrazadera retirable que posee un anillo conductor que forma un circuito de captación magnética apto para rodear una sección del equipamiento eléctrico con el fin de captar una señal que representa un componente magnético de los impulsos que viajan en el equipamiento eléctrico; una pantalla conductora que cubre y aísla electrostáticamente el anillo conductor, estando la pantalla conductora en circuito abierto en los extremos opuestos de la abrazadera de modo que aparece un hueco entre los extremos de la abrazadera; un conector que cierra el circuito del anillo conductor en los extremos de la abrazadera donde está situado el hueco cuando la abrazadera está instalada en torno al equipamiento eléctrico; y un conector para establecer una conexión eléctrica externa con el circuito del anillo conductor. 21   DOCUMENTOS INDICADOS EN LA DESCRIPCIÓN En la lista de documentos indicados por el solicitante se ha recogido exclusivamente para información del lector, y no es parte constituyente del documento de patente europeo. Ha sido recopilada con el mayor cuidado; sin embargo, la EPA no asume ninguna responsabilidad por posibles errores u omisiones. Documentos de patente indicados en la descripción US 6809523 B, Ahmed [0004] US 6297645 B, Erikson [0004] US 5530364 B, Mashikian [0004] US 6392401 B, Cooke [0004] US 5767684 B, Steennis [0004] US 5642038 B, Kim [0004] US 6420879 B, Cooke [0004] CA 2455206, Wendel [0004] US 6507181 B,Pakonen [0004] US 2004263179 A [0004] US 6418385 B,Hücker [0004] WO 2004005947 A [0004] US 6255808 B,Hücker [0004] EP 1477820 A [0004]