Dispositivo para probar disyuntores de CC de alta velocidad.

Dispositivo de prueba para probar disyuntores de CC de alta velocidad,

que comprende unos medios para generar altas corrientes para enviarlas a través de los disyuntores de CC de alta velocidad durante la prueba, caracterizado por que el dispositivo de prueba comprende una fuente de voltaje de CC (V), por que los medios para generar altas corrientes comprenden varias células (A) para generar impulsos de corriente, que están interconectados en paralelo en una unidad de potencia (A'), en donde cada célula (A) comprende un primer condensador (C1) conectado en paralelo con la fuente de voltaje de CC (V), un primer filtro de paso bajo (L1, C2) conectado en paralelo con el primer condensador (C1), comprendiendo el primer filtro de paso bajo (L1, C2) un segundo condensador (C2), y un diodo antirretorno (D) y un segundo filtro de paso bajo (L2, C3) que pueden conectarse en paralelo con el segundo condensador (C2) por medio de un interruptor (S), comprendiendo el segundo filtro de paso bajo (L2, C3) un tercer condensador (C3), y estando destinado el interruptor (S) a cargar y descargar intermitentemente el tercero condensador (C3) durante la apertura y el cierre intermitentes a fin de crear los impulsos de corriente, y por que los medios para generar altas corrientes comprenden unos medios de sincronización (F) para sincronizar la apertura y el cierre intermitentes de los interruptores (S) de las diferentes células (A), de tal manera que los impulsos de corriente de las diferentes células (A) están desplazados en el tiempo uno con respecto a otro.

Dispositivo para probar disyuntores de CC de alta velocidad Esta invención se refiere a un dispositivo de prueba para probar disyuntores de CC de alta velocidad.

Los disyuntores de CC de alta velocidad pueden encontrarse principalmente en el transporte, tal como en ferrocarriles, metro, tranvías, y esto tanto en subestaciones de tracción como en material rodante.

A fin de probar tales disyuntores de CC de alta velocidad, se conoce enviar una corriente creciente a través de los disyuntores de CC de alta velocidad por medio de un dispositivo de prueba y medir a qué corriente se desconecta automáticamente el interruptor. Las corrientes entre 5000 A y 6000 A son bastante comunes para probar tales interruptores. Además de la corriente, también se miden el tiempo de desconexión del interruptor y la resistencia de transición del interruptor.

Los dispositivos de prueba existentes con los cuales pueden probarse disyuntores de CC de alta velocidad son muy pesados y difíciles de desplazar. Por tanto, la mayoría de tales dispositivos de prueba son dispositivos de prueba estacionarios. Un disyuntor de CC de alta velocidad que deba probarse debe transportarse entonces hasta un centro de mantenimiento en donde está estacionado el dispositivo de prueba a fin de probar este interruptor. Después de la prueba y el mantenimiento, el disyuntor de CC de alta velocidad debe transportarse de nuevo a la subestación de tracción o al material rodante en donde se utiliza, y debe instalarse en forma lista para su uso. Sin embargo, esto no sólo es molesto sino que también es una operación llena de riesgo, ya que los disyuntores de CC de alta velocidad pueden llegar a averiarse debido al transporte de vuelta desde el centro de mantenimiento hasta la subestación de tracción o el material rodante o durante la reinstalación.

Dado que un disyuntor de CC de alta velocidad es uno de los aparatos protectores más importantes en los circuitos en los que se utiliza, es alta la demanda de dispositivos de prueba con los que puedan probarse in situ los disyuntores de CC de alta velocidad. La patente japonesa JP 2003 115242 A describe un circuito de prueba de disyuntor que utiliza un circuito de suministro de corriente CA para suministrar una corriente CA a un disyuntor, e interruptores para controlar la conexión entre la fuente de corriente CA y el disyuntor.

Sin embargo, el único dispositivo de prueba móvil para probar in situ disyuntores de CC de alta velocidad que está actualmente en el mercado tiene algunas desventajas.

Este dispositivo de prueba móvil está compuesto de una unidad de control, diferentes unidades de corriente y un rectificador trifásico.

Una primera desventaja es que los diferentes módulos de este dispositivo de prueba móvil tienen un peso que excede ampliamente el límite de 25 kg en las Directivas Europeas para elevar y desplazar cargas.

La unidad de control activa el rectificador trifásico, que aplica un voltaje entre 0 y 400 V a las unidades de corriente. Las unidades de corriente transforman el voltaje a un bajo voltaje con una alta corriente. El incremento de corriente de 500 A/s se determina por la velocidad de motor que acciona el autotransformador trifásico. Pueden obtenerse así solamente perfiles de corriente más o menos linealmente crecientes.

El perfil de corriente que se crea comprende además una ondulación residual que es problemática para la medición de la corriente y la velocidad de registro de esta medición. Debido a la fluctuación es muy difícil o incluso imposible reproducir el perfil de corriente. Ciertamente, no puede hacerse ninguna comparación entre los resultados de prueba con este dispositivo de prueba móvil y los informes de prueba del fabricante del disyuntor de CC de alta velocidad. Cuando se hace funcionar manualmente este dispositivo de prueba, apenas son reproducibles las mediciones. Frecuentemente, es entonces sólo posible detectar si el interruptor se desconecta o no en cierto momento.

Asimismo, el trabajo de los contactos deslizantes del autotransformador es un punto crítico. Al generar corrientes entre 5000 A y 6500 A, son necesarios periodos de enfriamiento largos. En realizaciones de maestro-esclavo, solamente pueden generarse así corrientes máximas de 12000 A con un dispositivo de este tipo.

Una desventaja adicional del dispositivo de prueba móvil existente es que debe estar disponible in situ un voltaje de suministro de 380 V.

Por tanto, es un objeto de esta invención proporcionar un dispositivo de prueba para probar disyuntores de CC de alta velocidad que pueda hacerse mucho más ligero que los dispositivos de prueba existentes y en el cual puedan crearse perfiles de corriente con mínima fluctuación y de una manera reproducible.

Este objeto se logra proporcionando un dispositivo de prueba para probar disyuntores de CC de alta velocidad, que comprende unos medios para generar altas corrientes para enviarlas a través de los disyuntores de CC de alta velocidad durante la prueba, en donde el dispositivo de prueba comprende una fuente de voltaje de CC, en donde los medios para generar altas corrientes comprenden varias células para generar impulsos de corriente que están

interconectadas en paralelo en una unidad de potencia, en donde cada célula comprende un primer condensador conectado en paralelo con la fuente de tensión de CC, un primer filtro de paso bajo conectado en paralelo con el primer condensador, comprendiendo el primer filtro de paso bajo un segundo condensador, y un diodo antirretorno y un segundo filtro de paso bajo que pueden conectarse en paralelo con el segundo condensador por medio de un interruptor, comprendiendo el segundo filtro de paso bajo un tercer condensador, y estando destinado el interruptor a cargar y descargar intermitentemente el tercer condensador al abrirse y cerrarse intermitentemente a fin de crear los impulsos de corriente, y en donde los medios para generar altas corrientes comprenden unos medios de sincronización para sincronizar la apertura y el cierre intermitentes de los interruptores de las diferentes células, de tal manera que los impulsos de corriente de las diferentes células estén desplazados en el tiempo uno con respecto a otro.

Con tal dispositivo de prueba según esta invención puede conseguirse una impresionante reducción en peso con respecto a los dispositivos de prueba conocidos para probar disyuntores de CC de alta velocidad. Es posible crear un dispositivo móvil que consta de varios módulos, en donde cada módulo pesa menos de 25 kg (límite para elevar y desplazar cargas según las Directivas Europeas) .

Es posible además generar corrientes de hasta 15000 A (o en una realización maestro-esclavo de hasta 30000 A) .

Utilizando un tercer condensador, la corriente procedente de la fuente de voltaje de CC se carga primero en el tercer condensador y se la toma luego del tercer condensador, si fuera necesario, en el lado de carga, conectando el interruptor de la célula. Esto crea una independencia de la fuente frente a la carga.

Sincronizando adicionalmente los impulsos de corriente de las diferentes células de tal manera que los impulsos de corriente de diferentes células estén desplazados en el tiempo uno con respecto a otro, puede obtenerse un perfil de corriente con una fluctuación mínima.

Por tanto, pueden hacerse mediciones precisas de una manera altamente reproducible. Cambiando la frecuencia y la duración de los impulsos de corriente, puede generarse casi cualquier perfil de corriente. Pueden parametrizarse perfiles de corriente lineales. Pueden crearse perfiles de corriente no lineales con los que es posible simular situaciones reales de sobrecarga y/o defectos.

El tercer condensador de un dispositivo de prueba según esta invención es preferiblemente un supercondensador (también conocido como condensador eléctrico de doble capa) , ya que con ello puede reducirse considerablemente el peso del dispositivo de prueba.

El dispositivo de prueba comprende preferiblemente además varias de dichas unidades de potencia que pueden interconectarse en paralelo.

De esta manera, puede lograrse una gran modularidad. Tomando una sola unidad de potencia o interconectando dos o más unidades de potencia, pueden generarse por el dispositivo de prueba corrientes máximas en un intervalo de, por ejemplo, 300 A a 3000 A.

Los interruptores de cada célula son preferiblemente interruptores que pueden conectar una alta potencia y que pueden controlarse utilizando un bajo voltaje. Por tanto, estos interruptores comprenden en una realización preferida uno o más MOSFETs (abreviatura de Transistor de Efecto de Campo de Metal-Óxido-Semiconductor) .

A fin de crear un dispositivo de prueba móvil... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de prueba para probar disyuntores de CC de alta velocidad, que comprende unos medios para generar altas corrientes para enviarlas a través de los disyuntores de CC de alta velocidad durante la prueba, caracterizado por que el dispositivo de prueba comprende una fuente de voltaje de CC (V) , por que los medios para generar altas corrientes comprenden varias células (A) para generar impulsos de corriente, que están interconectados en paralelo en una unidad de potencia (Aâ?) , en donde cada célula (A) comprende un primer condensador (C1) conectado en paralelo con la fuente de voltaje de CC (V) , un primer filtro de paso bajo (L1, C2) conectado en paralelo con el primer condensador (C1) , comprendiendo el primer filtro de paso bajo (L1, C2) un segundo condensador (C2) , y un diodo antirretorno (D) y un segundo filtro de paso bajo (L2, C3) que pueden conectarse en paralelo con el segundo condensador (C2) por medio de un interruptor (S) , comprendiendo el segundo filtro de paso bajo (L2, C3) un tercer condensador (C3) , y estando destinado el interruptor (S) a cargar y descargar intermitentemente el tercero condensador (C3) durante la apertura y el cierre intermitentes a fin de crear los impulsos de corriente, y por que los medios para generar altas corrientes comprenden unos medios de sincronización (F) para sincronizar la apertura y el cierre intermitentes de los interruptores (S) de las diferentes células (A) , de tal manera que los impulsos de corriente de las diferentes células (A) están desplazados en el tiempo uno con respecto a otro.

2. Dispositivo de prueba según la reivindicación 1, caracterizado por que dicho tercer condensador (C3) es un supercondensador.

3. Dispositivo de prueba según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de prueba comprende varias de dichas unidades de potencia (Aâ?) que pueden interconectarse en paralelo.

4. Dispositivo de prueba según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los interruptores

(S) de cada célula (A) comprenden uno o más MOSFETs.

5. Dispositivo de prueba según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la fuente de voltaje de CC (V) comprende una o más baterías.

6. Dispositivo de prueba según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que cada célula (A) comprende un circuito de control (E) para controlar el interruptor (S) de esta célula (A) .

7. Dispositivo de prueba según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que cada célula (A) comprende una guía de corriente pico (I1) .

8. Dispositivo de prueba según las reivindicaciones 6 y 7, caracterizado por que la guía de corriente pico (I1) es controlada por el circuito de control (E) .

9. Dispositivo de prueba según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que cada célula (A) comprende un dispositivo de medición (I2) para medir el nivel de corriente a la salida de esta célula.

10. Dispositivo de prueba según las reivindicaciones 6 y 9, caracterizado por que el dispositivo de medición (I2) es controlado por el circuito de control (E) .

11. Dispositivo de prueba según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de prueba comprende una unidad de control (G) para controlar el nivel de corriente total a la salida del dispositivo de prueba.

12. Dispositivo de prueba según las reivindicaciones 6 y 11, caracterizado por que cada circuito de control (E) es controlado por la unidad de control (G) .

13. Dispositivo de prueba según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de prueba comprende un dispositivo de medición (I4) para medir el nivel de corriente total a la salida del dispositivo de prueba.

14. Dispositivo de prueba según las reivindicaciones 11 y 13, caracterizado por que el dispositivo de medición es controlado por la unidad de control (G) .

15. Dispositivo de prueba según cualquiera de las reivindicaciones 11, 12 o 14, caracterizado por que la unidad de control (G) está programada de tal manera que pueden generarse perfiles de corriente no lineales por el dispositivo de prueba.