DISPOSITIVO DE GENERACIÓN/INYECCIÓN DE UN IMPULSO DE CARGA DETERMINADA.

1. Dispositivo de generación e inyección de impulsos de carga en tensión (1),

para una red de distribución de energía eléctrica de alta tensión (2) provista de al menos una instalación (3, 3', 3'') con elementos de distribución (4), que comprende un acoplo capacitivo (5) para permitir la conexión del dispositivo (1) a la instalación (3), donde dicho acoplo (5) comprende al menos un elemento de entrada y salida (6, 7), caracterizado porque dicho elemento (6, 7) está provisto de un circuito de inyección de impulsos de carga determinada en un determinado ángulo de fase de la onda de tensión de la red de distribución (2) y con medios para realizar la inyección a diferentes intervalos de tiempo.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un elemento de entrada y salida (6, 7) está adaptado para realizar un seguimiento de la tensión de la red de distribución (2).

3. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una pieza de acoplamiento (8) adaptada para conectar el dispositivo (1) a la parte activa de la red (2).

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque la pieza de acoplamiento (8) está al menos parcialmente integrada en un conector separable o borna (9).

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un circuito de sincronización (10) para realizar un seguimiento de la tensión de la red de distribución (2) determinando la referencia respecto a la que se inyecta el impulso.

6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el circuito de inyección (11) comprende un generador de ondas (12) que permite generar el impulso de carga determinada para su posterior inyección en la red de distribución (2).

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende un circuito de alimentación (17) con transformador de aislamiento.

8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque comprende un circuito de alimentación (17) con al menos un captador toroidal.

9. Dispositivo según las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque el circuito de alimentación (17) incorpora un rectificador de onda conectado con el secundario del transformador de aislamiento o el secundario del captador toroidal.

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 3-9, caracterizado porque el acoplo capacitivo (5), el circuito de sincronización (10), el circuito de inyección (11 ) y el circuito de alimentación (17) se encuentran integrados en el interior de la pieza de acoplamiento (8).

11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 3-9, caracterizado porque el acoplo capacitivo (5) se encuentra integrado en el interior de la pieza de acoplamiento (8), mientras que el circuito de sincronización (10), el circuito de inyección (11) y el circuito de alimentación (17) se encuentran en el exterior de dicha pieza (8) conectados al acoplo (5) a través de el al menos un elemento de entrada y salida (6, 7) accesible desde el exterior de la pieza (8).

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201130673.

Solicitante: ORMAZABAL CORPORATE TECHNOLOGY, A.I.E.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: LARRIETA ZUBIA,Javier , Gilbert,Ian Paul, Badetz,David, Mulroy,Patrick, Hurtado Vicuña,Aritz.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H03K3/02 SECCION H — ELECTRICIDAD.H03 CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS.H03K TECNICA DE IMPULSO (medida de las características de los impulsos G01R; modulación de oscilaciones sinusoidales por impulsos H03C; transmisión de información digital, H04L; circuitos discriminadores de detección de diferencia de fase entre dos señales de conteo o integración de ciclos de oscilación H03D 3/04; control automático, arranque, sincronización o estabilización de generadores de oscilaciones o de impulsos electrónicos donde el tipo de generador es irrelevante o esta sin especificar H03L; arranque, sincronización o estabilización de generadores cuando el tipo de generadores es indiferente o no especificado H03L; codificación, decodificación o conversión de código, en general H03M). › H03K 3/00 Circuitos para la generación de impulsos eléctricos; Circuitos monoestables, biestables o multiestables (H03K 4/00 tiene prioridad; para generadores de funciones digitales en ordenadores G06F 1/02). › Generadores caracterizados por el tipo de circuito o por los medios utilizados para producir impulsos (H03K 3/64 - H03K 3/84 tienen prioridad).

Fragmento de la descripción:

Dispositivo de generación/inyección de un impulso de carga determinada.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo de generación/inyección de un impulso de carga determinada de aplicación en redes de distribución de energía eléctrica de alta tensión, que comprende un acoplo capacitivo provisto de al menos un elemento de entrada y salida adaptado para la inyección de al menos un impulso de carga a la red de distribución, así como para realizar un seguimiento de la tensión de la red.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Una descarga parcial es un fenómeno de ruptura dieléctrica que está confinado y localizado en la región de un medio aislante, entre dos conductores que se encuentran a diferente potencial. Los fenómenos de descargas parciales son en la mayoría de los casos debido a defectos de aislamiento en los elementos de distribución que forman parte de la red de distribución de energía eléctrica, pudiendo consistir dichos elementos de distribución por ejemplo en cables, transformadores, interruptores, conexiones eléctricas, etc.

Las descargas parciales se pueden caracterizar en tres tipos dependiendo de las propiedades del medio existente entre las piezas conductoras. Pueden ser externas, también denominadas como corona, que ocurren normalmente por el proceso de ionización del aire contenido entre las piezas conductoras, que cuando el fenómeno comienza a ser visible se llama efecto corona. También pueden ser superficiales, producidas en la superficie de contacto de dos materiales aislantes diferentes o pueden ser internas, producidas en cavidades internas de un material dieléctrico sólido.

Las descargas parciales tienen efectos perjudiciales sobre el medio en que se producen. En medio sólido o líquido producen una degradación lenta pero continuada, que termina por la ruptura dieléctrica del medio aislante. En un medio gaseoso, como por ejemplo el aire, las descargas parciales producen el conocido efecto corona, que comprende consecuencias apreciables directamente mediante la vista, oído u olfato. Sin embargo existen otras consecuencias que no son detectables a simple vista, como pueden ser la generación de calor, pérdidas de potencia, erosión mecánica de las superficies que son bombardeadas iónicamente, interferencias con las ondas de radio, etc.

Si se producen y pasan desapercibidas pueden tener consecuencias muy graves. Si el problema queda sin resolver, el deterioro se producirá hasta que el elemento de distribución se destruya totalmente. La sustitución o reparación del elemento de distribución dañado puede ser muy costosa y puede suponer un corte de suministro en la red de distribución durante un largo periodo de tiempo, así como pérdidas económicas importantes para las compañías eléctricas. La clave para prevenir cualquier problema posible es la detección y medida de las descargas parciales. La medida de descargas parciales y el análisis puede ayudar a evitar riesgos y realizar un mantenimiento adecuado de las instalaciones. En definitiva, la realización de un control riguroso puede ahorrar una gran cantidad de tiempo y dinero.

De acuerdo con la norma IEC 60270, un impulso de descarga parcial se define como un impulso de corriente o tensión que es el resultado de una descarga parcial en el objeto de análisis. En consecuencia, existen varios métodos de medida que han sido desarrollados para medir este fenómeno. En general, la medida de descargas parciales puede ser realizada bien mediante métodos de medida en tensión (con los elementos de distribución en servicio) o bien sin tensión (realizando primero el corte de la tensión) . En este último caso el elemento de distribución o parte de la red de distribución a analizar debe ser puesto fuera de servicio (sin tensión) y energizado para su análisis mediante una fuente de tensión externa. Además, como el elemento de distribución debe quedar fuera de servicio durante el tiempo de análisis, la preparación del elemento de distribución es la principal desventaja que comprende este método de medida. El proceso es caro y en muchas ocasiones complejo, especialmente en instalaciones de producción, ya que en la mayoría de los casos el sistema de reserva no está fácilmente disponible. Asimismo, en algunos casos como por ejemplo en los cables, el empleo de un método de medida de descargas parciales sin tensión (fuera de servicio) supone que el análisis solo puede ser realizado sobre una longitud de cable limitada.

Por el contrario, en un método de medida en tensión el elemento de distribución objeto de análisis puede permanecer en servicio y ser ensayado bajo la tensión de servicio con los esfuerzos mecánicos y térmicos normales. Por tanto, no es necesaria ninguna fuente de tensión externa, y además, como el elemento de distribución permanece bajo la tensión de servicio es posible realizar una medida continua de descargas parciales. Las medidas de descargas parciales sin tensión son realizadas con tensiones 2-3 veces superiores a la tensión de servicio, lo cual aumenta el riesgo de provocar este fenómeno indeseado en elementos de distribución que en condiciones de servicio normales hubieran continuado operativos durante un largo periodo. A diferencia, mediante un análisis en tensión los elementos de distribución no son expuestos a estos tipos de riesgos adicionales.

Ambos métodos de medida, con o sin tensión, deben estar diseñados para poder distinguir las descargas parciales de magnitud superior o inferior al ruido de fondo que pueda existir en la red de distribución, como por ejemplo debido a interferencias electromagnéticas, interferencias de radio, comunicaciones, equipos de electrónica de potencia, arcos transitorios entre partes conductoras adyacentes, efectos corona, armónicos de la red, etc. Esta distinción entre las descargas parciales y el ruido de fondo que pueda existir en la red se consigue mediante el empleo de un dispositivo o calibrador que genera e inyecta en la red un impulso tipo descarga parcial de magnitud conocida. Esto permite calibrar los equipos de medida de las descargas parciales, así como cuantificar las descargas parciales que puedan existir en la red de distribución, comparando la magnitud conocida de dicho impulso con la señal medida en la red.

Por tanto, para realizar mediciones fiables de descargas parciales se utilizan dispositivos o calibradores, que se acoplan directamente con el elemento de distribución objeto de ensayo, y que generan e inyectan continuamente impulsos de carga conocidos durante el proceso de calibración, de manera que el equipo de medida de descargas parciales detecta dichos impulsos. En este proceso es importante determinar el factor de escala del circuito para cada uno de los equipos de medida según la configuración en la que se encuentra la red de distribución, ya que tanto los impulsos generados e inyectados por el calibrador como los impulsos de descargas parciales existentes pueden ser atenuados en función de la capacidad del elemento de distribución de ensayo, de la capacidad del condensador de acoplamiento, de la frecuencia, de la topología de la red de distribución, etc. El factor de escala compensa esta atenuación y debe ser determinado cada vez que exista alguna modificación en la red, como por ejemplo en el caso de un cambio de topología de la red de distribución eléctrica. Mediante el factor de escala se permite cuantificar las medidas obtenidas a través de los equipos de medida.

Los métodos de medida en tensión suponen el inconveniente de que los elementos de distribución a ensayar se encuentran en servicio y por lo tanto en tensión, de manera que no son accesibles. En este sentido, los dispositivos o calibradores empleados en métodos de medida en tensión necesitan un punto de acoplamiento en la red de distribución que no suponga el acoplamiento directo sobre los elementos de distribución a ensayar.

Como ejemplo del estado de la técnica se puede citar la Patente ES2335148T3, en la cual se protege un dispositivo o calibrador para la generación de impulsos de carga determinada que permite la realización de mediciones de descargas parciales en tensión, así como el procedimiento de generación de impulsos y el sistema de medida de descargas parciales. Este calibrador comprende una conexión a través de la cual se inyectan los impulsos de carga determinada al elemento de distribución objeto de ensayo, siendo estos impulsos generados de manera continua durante la realización de una medición de descarga parcial, y a su vez, permitiendo la calibración del equipo de medida de descargas parciales. Asimismo, el calibrador...

 


Reivindicaciones:

1ª. Dispositivo de generación e inyección de impulsos de carga en tensión (1) , para una red de distribución de energía eléctrica de alta tensión (2) provista de al menos una instalación (3, 3', 3'') con elementos de distribución (4) , que comprende un acoplo capacitivo (5) para permitir la conexión del dispositivo (1) a la instalación (3) , donde dicho acoplo (5) comprende al menos un elemento de entrada y salida (6, 7) , caracterizado porque dicho elemento (6, 7) está adaptado para inyectar al menos un impulso de carga determinada en un determinado ángulo de fase de la onda de tensión de la red de distribución (2) a diferentes intervalos de tiempo.

2ª. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un elemento de entrada y salida (6, 7) está adaptado para realizar un seguimiento de la tensión de la red de distribución (2) .

3ª. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una pieza de acoplamiento (8) adaptada para conectar el dispositivo (1) a la parte activa de la red (2) .

4ª. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque la pieza de acoplamiento (8) está al menos parcialmente integrada en un conector separable o borna (9) .

5ª. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un circuito de sincronización (10) para realizar un seguimiento de la tensión de la red de distribución (2) determinando la referencia respecto a la que se inyecta el impulso.

6ª. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un circuito de inyección (11) que comprende un generador de ondas (12) que permite generar el impulso de carga determinada para su posterior inyección en la red de distribución (2) .

7ª. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende un circuito de alimentación (17) con transformador de aislamiento.

8ª. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque comprende un circuito de alimentación (17) con al menos un captador toroidal.

9ª. Dispositivo según las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque el circuito de alimentación (17) incorpora un rectificador de onda conectado con el secundario del transformador de aislamiento o el secundario del captador toroidal.

10ª. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 3-9, caracterizado porque el acoplo capacitivo (5) , el circuito de sincronización (10) , el circuito de inyección (11) y el circuito de alimentación (17) se encuentran integrados en el interior de la pieza de acoplamiento (8) .

11ª. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 3-9, caracterizado porque el acoplo capacitivo (5) se encuentra integrado en el interior de la pieza de acoplamiento (8) , mientras que el circuito de sincronización (10) , el circuito de inyección (11) y el circuito de alimentación (17) se encuentran en el exterior de dicha pieza (8) conectados al acoplo (5) a través de el al menos un elemento de entrada y salida (6, 7) accesible desde el exterior de la pieza (8) .


 

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