APARATO DE TESTEO PARA PARARRAYOS CON DISPOSITIVO DE CEBADO, INSTALACIÓN DE PARARRAYOS CON DICHO APARATO Y PROCEDIMIENTO DE TESTEO.

Aparato de testeo para pararrayos con dispositivo de cebado, instalación de pararrayos con dicho aparato y procedimiento de testeo.

Aparato de testeo para pararrayos (1) con circuito de cebado, que comprende una unidad emisora (2) con un elemento de control y procesado (10.1) programado para activar el test cada tiempo t1, manteniendo dicha unidad en estado de reposo (26) durante intervalos t2, siendo t2 menor que t1 y, activar el envío del resultado cada tiempo t1 y del resultado repetido cada tiempo t2 y, una unidad receptora (3) inalámbrica con medios de identificación (19) de los estados del pararrayos.

Instalación de pararrayos (1) con aparato de testeo, y procedimiento de testeo que comprende: activación (23) del elemento de control y procesado (10.1), testeo (24) cada intervalo t1, encontrándose la unidad emisora (2) en reposo (26) durante intervalos t2, envío de datos (25), envío repetido (28) de estos cada tiempo t2, activación (30) de la unidad receptora (3), recepción de datos, muestra del resultado (38) y, almacenamiento del mismo (39).

Aparato de testeo para pararrayos con dispositivo de cebado, instalación de pararrayos con 5 dicho aparato y procedimiento de testeo

Campo técnico de la invención La presente invención corresponde al campo técnico de los pararrayos con dispositivo de cebado (PDC) , como por ejemplo los pararrayos con circuito de cebado electrónico o eléctrico pasivo, electrónico o eléctrico activo, piezoeléctricos, pararrayos con perfil especial y en general, cualquier pararrayos basado en el principio de funcionamiento del condensador electro atmosférico (una o más partes conductoras aisladas del potencial de tierra) .

En concreto, al aparato de testeo de dicho pararrayos, a la instalación del pararrayos con dispositivo de cebado y con dicho aparato de testeo, así como al procedimiento que se emplea para el testeo, que analiza la respuesta en frecuencia de dicho dispositivo de cebado.

Antecedentes de la Invención Los pararrayos con dispositivo de cebado (PDC) son un tipo de pararrayos cuya finalidad, como en el resto de pararrayos, es la de atraer el rayo hacia sí mismo para conducir la 25 descarga eléctrica de este hacia tierra, evitando que cause daños en la zona bajo su protección.

Para ello, este tipo de pararrayos con dispositivo de cebado (PDC) emite una descarga ascendente que capta el rayo antes de que impacte con cualquier otra estructura y, lo capta 30 a una mayor distancia que un pararrayos convencional, por lo que aumenta el radio de acción del pararrayos.

Con el objetivo de asegurar que este tipo de pararrayos se encuentra en perfectas condiciones para realizar una protección efectiva de la zona, es necesario realizar un control 35 continuo o periódico del dispositivo de cebado así como de algunas partes del propio PDC.

Como ejemplo del estado de la técnica pueden mencionarse los documentos de referencia FR2848351 y el WO 2004/102594 A2.

En el caso del primer documento FR2848351, la invención se refiere a un pararrayos con circuito de cebado electrónico activo que presenta unos medios de prueba para el desarrollo de una señal que indica el estado de funcionamiento del circuito a partir de los valores medidos mediante un circuito de acondicionamiento conectado al mismo. Presenta además unos medios de emisión y de recepción de la señal y unos medios de señalización.

Estos medios de emisión emiten una señal de radio en una banda de frecuencia definida y tanto ellos como los de recepción se encuentran en una caja de control remoto independientes. Se utiliza alta tensión y se realiza el test cada cierto tiempo con un intervalo determinado, únicamente mientras el dispositivo de cebado está en estado de reposo, lo que ocurre una vez transcurrido un tiempo desde que termina la actividad eléctrica de la tormenta.

En el caso del segundo documento de referencia WO2004/102594 A2, la invención se refiere a un método para realizar la evaluación de los parámetros eléctricos del sistema de protección contra rayos, en el que al menos un cable de inspección conectado eléctricamente a la unidad de recepción está adicionalmente montado en la cabeza del pararrayos, equipada con toma de tierra. El dispositivo de pruebas del pararrayos se activa mediante la aplicación de baja tensión entre el cable de inspección y el conductor de puesta a tierra o entre los cables de control únicamente para controlar la energía eléctrica almacenada en el conjunto de condensadores.

La información obtenida de los parámetros eléctricos se transmiten por los conductores a la unidad de recepción que puede montarse directamente sobre la cabeza del pararrayos o a cierta distancia de esta, acoplado eléctricamente a su conductor de puesta a tierra y mediante el cable de inspección.

La unidad de recepción está conectada a un conjunto de condensadores que almacenan energía eléctrica y están conectados a su vez con un dispositivo electromecánico.

No obstante, los medios planteados en el estado de la técnica presentan ciertos 35 inconvenientes.

Así pues, en el primer documento los medios de almacenamiento de la energía están formados por una batería convencional, lo que va a limitar los ciclos carga/descarga, reduciendo su vida útil y conlleva un tratamiento de residuos adicional.

En el caso del segundo documento, la utilización de dispositivos electromecánicos presenta el problema de que van a generarse perturbaciones electromagnéticas y ruido de conmutación, junto con un número de conmutaciones pequeño que va a limitar su vida útil. Además, el hecho de que la unidad de recepción se encuentre cableada con el pararrayos limita y dificulta la accesibilidad del pararrayos y aumenta el coste del proceso. Igualmente se genera un deterioro del cable expuesto que puede sufrir sobretensiones inducidas.

En ninguno de los dos casos se almacenan los resultados, por lo que no pueden visualizarse a posteriori y mucho menos extraerlos a cualquier dispositivo de procesado de datos para análisis de los mismos.

En ninguno de los dos documentos se habla en ningún momento de análisis frecuencial.

En el primer documento se utiliza alta tensión y el test de comprobación se realiza cada intervalo de tiempo determinado dando como ejemplo de realización 90 segundos. De este modo, el test se va repitiendo cada 90 segundos mientras no se supere un tiempo límite que puede ser 45 minutos u otro cualquiera pues es ajustable, sin actividad eléctrica en las nubes. Esto acelera el desgaste de los medios de análisis del circuito.

Además, el test se realiza a un pararrayos con circuito de cebado electrónico activo 25 únicamente, resultando no aplicable a otros tipos de pararrayos con dispositivo de cebado.

Así mismo, en ambos documentos, el sistema de análisis planteado no presenta la opción de distinguir entre los diferentes estados del pararrayos, Así, el resultado ofrecido es el de pararrayos correcto o el de que existe un error, pero sin determinar cual es el motivo del

error, con lo cual el operario o usuario debe desplazarse hasta el pararrayos, desmontarlo y realizar una serie de comprobaciones para detectar a qué se debe el error y realizar las operaciones de reparación pertinentes.

A su vez, ninguno de los dispositivos presentados en ambos documentos contiene 35 elementos de protección frente a sobretensiones en las entradas de tensión o corriente, con lo cual se encuentran expuestos a posibles diferencias de potencial que pueden llegar a ser muy elevadas y por tanto, peligrosas.

Descripción de la invención El aparato de testeo para pararrayos con dispositivo de cebado que aquí se presenta comprende por una parte una unidad emisora configurada para ser instalada en un pararrayos con unos medios de alimentación y almacenamiento de energía, un circuito medidor de la respuesta en frecuencia del dispositivo de cebado del pararrayos, un elemento de control y procesado para activar la medida y procesar la respuesta en frecuencia resultante, un conversor A/D de la señal analógica obtenida del test realizado al dispositivo de cebado antes de su procesado, un circuito modulador que recibe la señal, y una antena emisora de los datos obtenidos por el circuito medidor ya modulados.

El elemento de control y procesado de la unidad emisora está programado para activar la realización del test del dispositivo de cebado que realiza el módulo de test, cada intervalo de tiempo t1 configurable. Así mismo, se encarga de mantener la unidad emisora en un estado de reposo durante intervalos de tiempo t2 configurable, siendo t2 menor que t1 y, de activar el envío del resultado de cada test que se realiza cada tiempo t1, así como del envío repetido del último test realizado, cada tiempo t2.

Estos tiempos t1 y t2 son configurables bien mediante software o mediante una temporización de los elementos.

Los medios de alimentación de la unidad emisora pueden estar basados en fuentes de alimentación renovables como por ejemplo un panel solar o similar y los medios de almacenamiento preferentemente cumplen no tener limitación de los ciclos carga/descarga y no precisar de un tratamiento de residuos, si bien se pueden utilizar medios de alimentación convencionales como cualquier tipo de batería, introduciendo las susodichas limitaciones.

Este aparato de testeo para pararrayos con dispositivo de cebado que aquí se presenta realiza un test frecuencial. Este consiste en que el elemento de control y procesado genera un conjunto de pulsos de un tiempo de valor configurable que ataca al dispositivo de cebado del pararrayos. Este dispositivo de cebado, proporciona una respuesta en tensión y

frecuencia que guarda una relación con la configuración y el estado del pararrayos.

1- Aparato de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, caracterizado por que

comprende

5 -una unidad emisora (2) configurada para ser instalada en un pararrayos (1) , que

incorpora unos medios de alimentación (4) y almacenamiento (5) de energía, un

circuito medidor (6) de la respuesta en frecuencia del dispositivo de cebado del

pararrayos, un elemento de control y procesado (10.1) para activar dicho dispositivo

de cebado y procesar la respuesta en frecuencia resultante, un conversor A/D (7) de

10 la señal analógica obtenida del test realizado al dispositivo de cebado antes de su

procesado, un circuito modulador (8) de la señal y, una antena emisora (9) de los

datos procesados ya modulados;

- donde el elemento de control y procesado (10.1) está programado para activar la

realización del test del dispositivo de cebado que realiza el módulo de test, cada

15 intervalo de tiempo t1 configurable, manteniendo la unidad emisora (2) en estado de

reposo (26) durante intervalos de tiempo t2 configurable, siendo t2 menor que t1 y,

activar el envío del resultado de un nuevo test cada tiempo t1 y el envío del resultado

repetido del último test realizado cada tiempo t2;

- una unidad receptora (3) inalámbrica que comprende una antena receptora (17) , un

20 demodulador (18) de la señal obtenida por la misma, unos medios de identificación

(19) de los diferentes estados del pararrayos, una memoria interna que permite

almacenar los datos de los sucesivos test realizados y, un conector externo a la

misma para extracción de los mismos a un dispositivo de procesado de datos.

25 2- Aparato de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, según la reivindicación

1, caracterizado por que los tiempos t1 y t2 son configurables mediante software.

3- Aparato de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, según la reivindicación

1, caracterizado por que los tiempos t1 y t2 son configurables mediante una

30 temporización de los elementos.

4- Aparato de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, según cualquiera de

las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de alimentación (4) de

la unidad emisora se basan en fuentes de alimentación renovables.

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5. Aparato de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que los medios de alimentación (4) de la unidad emisora se basan en fuentes de alimentación standard, como baterías.

6. Aparato de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que soporta al menos 3 impulsos de corriente de amplitud 100kA de onda 10/350 μs.

7. Aparato de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unidad receptora (3) comprende un interruptor de encendido (14) , unos medios de alimentación y almacenamiento (13) de energía, un elemento de control y procesado (10.2) , un conversor DC/DC (15) opcional que reduce la tensión de los medios de almacenamiento (13) conectado al elemento de control y procesado (10.2) , un circuito de desconexión 15 automática (16) y, una pantalla (19.2) de visualización de los resultados.

8. Aparato de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de identificación (19) de los diferentes estados del pararrayos de la unidad receptora (3) comprenden unos pilotos luminosos (19.1) , preferentemente leds.

9. Aparato de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unidad receptora (3) permite visualizar los datos de tests anteriores y comprende un pulsador (12) para activar esta opción.

10. Aparato de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que comprende un sistema de identificación del pararrayos en cada trama de datos para facilitar las tareas de control,

seguimiento y mantenimiento de los pararrayos.

11. Aparato de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que comprende además del análisis frecuencial, un análisis temporal de la respuesta del circuito ante señales transitorias,

alternas o continuas, sean periódicas o no.

12. Aparato de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unidad emisora (2) comprende elementos de protección (11) frente a sobretensiones en cada conexión susceptible de recibir una sobretensión.

13. Instalación de pararrayos (1) con aparato de testeo, como el que se define en las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que la unidad emisora (2) del aparato es apta para su colocación en el pararrayos (1) , siendo la carcasa del mismo de forma tronco-piramidal, acampanada, de casquete, cilíndrica, esférica o cualquier otra que presente los elementos característicos de un pararrayos como pueden ser punta y eje (45) .

14. Instalación de pararrayos (1) con aparato de testeo, según la reivindicación 13, caracterizado por que la unidad emisora (2) del aparato se encuentra integrada en el 15 interior de la carcasa del pararrayos (1) .

15. Instalación de pararrayos con aparato de testeo, según la reivindicación 13, caracterizado por que la unidad emisora (2) del aparato se encuentra en el exterior de la carcasa del pararrayos (1) .

16. Instalación de pararrayos con aparato de testeo, según la reivindicación 14, caracterizado por que la unidad emisora (2) comprende una carcasa (20) de la misma conectada a la parte del pararrayos (1) que se encuentra conectada a tierra (45) , y presenta una primera abertura para la emisión de la señal y una segunda abertura para la conexión por cable (21) del circuito medidor de la respuesta en frecuencia en la unidad emisora (2) y el dispositivo de cebado del pararrayos (1) .

17. Instalación de pararrayos (1) con aparato de testeo, según la reivindicación 14, caracterizado por que la conexión de la carcasa (20) de la unidad emisora (2) 30 comprende una pieza de adaptación (22) y orientación de la misma.

18. Procedimiento de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, mediante un aparato de testeo como el que se define en las reivindicaciones 1 a 12 y una instalación de pararrayos con dicho aparato como la que se define en las reivindicaciones 12 a 17,

caracterizado por que comprende -activación (23) del elemento de control y procesado (10.1) ;

-un testeo (24) del dispositivo de cebado del pararrayos (1) por la unidad emisora (2) cada vez que se sobrepasa un intervalo de tiempo t1 determinado, o si se detecta una falta de suministro en los medios de alimentación (4) de la misma, encontrándose dicha unidad emisora (2) en un estado de reposo (26) durante

intervalos de tiempo t2 determinado, siendo t2 menor que t1; -un envío de los datos (25) resultantes del testeo y características del pararrayos (1) a la unidad receptora (3) ; -un envío repetido (28) de dichos datos, cada intervalo de tiempo t2, cuando se interrumpe el estado de reposo (26) , hasta que se sobrepasa el período de tiempo t1;

- una activación (30) de la unidad receptora (3) y recepción de datos por la misma cada vez que se realiza un envío de datos de testeo o repetidos, que comprende la activación de un contador (31) de tiempo de espera con un tiempo límite t3 configurable, siendo t3 superior a t2;

-una muestra del resultado (38) diferenciando el estado del pararrayos en correcto, 15 cortocircuitado o que la respuesta en frecuencia del dispositivo de cebado del mismo no es la correcta, y; -un almacenamiento de los datos (39) para posteriores visualizaciones.

19. Procedimiento de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, según la reivindicación 13, caracterizado por que si se supera el tiempo límite t3 sin recepción de datos genera una señal de error (40) identificándose que el receptor se encuentra fuera del rango de emisión de la unidad emisora (2) , sin energía suficiente como para realizar el envío o degradado por algún otro motivo.

2.

2. Procedimiento de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, según la reivindicación 13, caracterizado por que si no se supera el tiempo límite t3, y la señal recibida es correcta, el resultado mostrado (38) diferencia si el pararrayos está correcto, cortocircuitado o con una respuesta en frecuencia del dispositivo de cebado incorrecta.

3.

2. Procedimiento de testeo para pararrayos (1) con dispositivo de cebado, según la reivindicación 13, caracterizado por que si no se supera el tiempo límite t3, y la señal recibida no es correcta, permite identificar si existe un error en la recepción de los datos.