ES1300446U - DEVICE FOR MEASURING GROUND IMPEDANCES AND SYSTEM PROVIDED WITH SUCH DEVICE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
DISPOSITIVO PARA LA MEDICIÓN DE IMPEDANCIAS DE PUESTA A TIERRA Y SISTEMA PROVISTO DE DICHO DISPOSITIVODEVICE FOR MEASURING GROUND IMPEDANCES AND SYSTEM PROVIDED WITH SUCH DEVICE
SECTOR TECNICOTECHNICAL SECTOR
La presente invención se refiere a un dispositivo para la medición de impedancias de puestas a tierra para su integración en una instalación cuya puesta a tierra se desea monitorizar y a un sistema que comprende uno o más de estos dispositivos. Se incluyen las instalaciones de alta tensión y baja tensión, protección contra el rayo, sistemas informáticos, para atmósferas explosivas, con riesgo de acumulación estática, entre otras.The present invention refers to a device for measuring grounding impedances for its integration into an installation whose grounding is to be monitored and to a system comprising one or more of these devices. High voltage and low voltage installations, lightning protection, computer systems, for explosive atmospheres, with risk of static accumulation, among others, are included.
ANTECEDENTESBACKGROUND
Los sistemas de puesta a tierra son instalaciones de seguridad que garantizan la protección de las personas/y bienes y son instalaciones de servicio que garantizan el funcionamiento y operatividad de los equipos/procesos. Sus funciones son, entre otras disminuir el riesgo de avería de los equipos, conducir y disipar las corrientes de defecto que se puedan originar en la instalación, establecer un potencial de referencia, descargar las corrientes estáticas que se puedan producir en las instalaciones/estructuras, asegurar la actuación de las protecciones, garantizar el funcionamiento correcto de los equipos, limitar la tensión respecto a tierra evitando diferencias de potencial peligrosas, derivar a tierra las descargas de origen atmosférico, limitar las perturbaciones eléctricas y evitar la contaminación de señales electrónicas.Grounding systems are security installations that guarantee the protection of people/property and are service installations that guarantee the operation and operability of the equipment/processes. Its functions are, among others, to reduce the risk of equipment breakdown, conduct and dissipate fault currents that may originate in the installation, establish a reference potential, discharge static currents that may occur in the facilities/structures, ensure the actuation of the protections, guarantee the correct operation of the equipment, limit the voltage with respect to earth avoiding dangerous potential differences, shunt discharges of atmospheric origin to earth, limit electrical disturbances and avoid contamination of electronic signals.
Una puesta a tierra es una unión eléctrica directa, sin fusibles ni protección alguna, de una parte del circuito eléctrico o de una parte conductora no perteneciente al mismo mediante una toma de tierra con un electrodo o grupos de electrodos enterrados en el suelo.A grounding is a direct electrical connection, without fuses or any protection, of a part of the electrical circuit or of a conductive part not belonging to it through a ground connection with an electrode or groups of electrodes buried in the ground.
Es decir, que está formado por una serie de conductores de protección que conectan los diferentes equipos/estructuras a una línea principal de tierra la cual, y mediante unos elementos de unión, está conectada a una serie de electrodos que se encuentran enterrados con mayor o menor intimación con el suelo que les rodea, el cual tiene una serie de características específicas de humedad, temperatura, acidez, conductividad, permeabilidad y balance hídrico que determinan su impedancia.In other words, it is made up of a series of protection conductors that connect the different equipment/structures to a main earth line which, and through some union elements, is connected to a series of electrodes that are buried with more or less less intimation with the soil that surrounds them, which has a series of specific characteristics of humidity, temperature, acidity, conductivity, permeability and water balance that determine its impedance.
Tal como se muestra en la figura 1, y de manera conocida, la medición de impedancia se realiza mediante el método de la caída de potencial. La conexión se efectúa a tres terminales tal y como se indica en la figura, de forma que la intensidad se inyecta entre el Electrodo de Tierra E y el Electrodo auxiliar de Intensidad C y la tensión se mide entre el Electrodo de Tierra E y la sonda de tensión P. El electrodo de puesta a tierra está representado por E, mientras los otros dos electrodos hincados en el terreno son dos picas auxiliares. Los tres electrodos se deben situar en línea recta.As shown in figure 1, and in a known way, the impedance measurement is carried out by means of the potential drop method. The connection is made to three terminals as indicated in the figure, so that the current is injected between the Earth Electrode E and the auxiliary Current Electrode C and the voltage is measured between the Earth Electrode E and the probe. voltage P. The grounding electrode is represented by E, while the other two electrodes driven into the ground are two auxiliary stakes. The three electrodes must be placed in a straight line.
Para determinar la ubicación del Electrodo de Potencial, se aplica el Método del 62%, por el cual, se asume que el electrodo a medir y el de corriente pueden modelarse por semiesferas sumergidas en el terreno, de forma que la superficie plana de la semiesfera coincida con la superficie del terreno. En este caso el electrodo a medir se ubica al 62% de la distancia hasta el electrodo de corriente.To determine the location of the Potential Electrode, the 62% Method is applied, by which it is assumed that the electrode to be measured and the current one can be modeled by submerged hemispheres in the ground, so that the flat surface of the hemisphere matches the ground surface. In this case, the electrode to be measured is located at 62% of the distance to the current electrode.
Los electrodos enterrados, de diseños, materiales y configuraciones diversas, pueden verse afectados, durante su vida útil, por diferentes condicionantes relativos a su ubicación, condiciones litológicas y medioambientales, que les pueden hacer perder su eficacia conductora, a corto plazo, incluso en pocos meses.Buried electrodes, of various designs, materials and configurations, can be affected, during their useful life, by different factors related to their location, lithological and environmental conditions, which can cause them to lose their conductive efficiency, in the short term, even in a few months.
Es por ello por lo que los diferentes reglamentos y normativas establecen unas medidas y actuaciones preventivas ante esta tipología de instalaciones, máxime cuando su no operatividad puede llegar a no ser detectada, registrada o evaluada más que con una medición “in situ” de la resistencia, lo que determina la continuidad eléctrica del sistema y el grado de integración que consigue la instalación con el terreno, lo que a fin de cuentas representa la efectividad o bondad de la protección.That is why the different regulations and standards establish preventive measures and actions in the face of this type of facility, especially when its non-operation may not be detected, registered or evaluated other than with an "in situ" measurement of resistance. , which determines the electrical continuity of the system and the degree of integration that the installation achieves with the ground, which ultimately represents the effectiveness or goodness of the protection.
Los diferentes documentos y reglamentos sectoriales establecen periodicidades en la medición semestral, anual o concretando periodos estacionales específicos, lo que puede suponer una dificultad en el cumplimiento de todos los condicionantes, tanto temporales como de logística para las empresas mantenedoras. The different documents and sectoral regulations establish periodicities in the semi-annual, annual measurement or specifying specific seasonal periods, which can mean a difficulty in complying with all the conditions, both temporal and logistical for the maintenance companies.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
Para superar los inconvenientes del estado de la técnica, la presente invención propone un Dispositivo para la medición de impedancia de puestas a tierra para su integración en una instalación de puesta a tierra, que comprende una caja para el alojamiento de componentes, y tres terminales de conexión, siendo un primero de ellos un terminal de puesta a tierra, un segundo de ellos un terminal de potencial y un tercero de ellos un terminal de corriente y medios de transmisión remota de las medidas de los terminales de conexión, que además comprende una sonda toroidal de medida de corriente.In order to overcome the drawbacks of the state of the art, the present invention proposes a Device for the measurement of grounding impedance for its integration in a grounding installation, which comprises a box for housing components, and three grounding terminals. connection, being a first of them a grounding terminal, a second of them a potential terminal and a third of them a current terminal and means of remote transmission of the measurements of the connection terminals, which also includes a probe current measurement toroid.
Con este dispositivo se puede disponer de manera remota y con la periodicidad deseada, del valor real de impedancia de puesta a tierra. Con las características reivindicadas, se dota al dispositivo de la función de medición de puesta a tierra como telurómetro convencional, pero con capacidad de transmitir en tiempo real la impedancia medida.With this device it is possible to have the real value of grounding impedance remotely and with the desired periodicity. With the claimed characteristics, the device is endowed with the grounding measurement function as a conventional tellurometer, but with the capacity to transmit the measured impedance in real time.
Además, tal como se verá más adelante, se puede integrar muy ventajosamente en un sistema provisto de medios para analizar los resultados de las medidas y realizar predicciones.In addition, as will be seen later, it can be very advantageously integrated into a system provided with the means to analyze the results of the measurements and make predictions.
A la ventaja técnica que se le supone al dispositivo (conocimiento instantáneo de estado de una instalación de seguridad, alarmas de operatividad, estadísticas varias y sistema de mantenimiento predictivo) se le ha de añadir la reducción, desde el punto de vista de la Seguridad y Salud en el Trabajo, de los riesgos laborales que conlleva cualquier actuación relacionada con los trabajos en tensión, así como los desplazamientos a los lugares de trabajo (in itinere) o el acceso a ubicaciones con riesgos asociados al traslado de los operarios, como puede ser las inclemencias meteorológicas en los meses de invierno a instalaciones de montaña, carreteras/caminos en mal estado, amén del ahorro de costes directos e indirectos en los mantenimientos preventivos y correctivos de las instalaciones y la garantía en la continuidad en el servicio y operatividad.To the technical advantage that the device is supposed to have (instantaneous knowledge of the status of a security installation, operability alarms, various statistics and predictive maintenance system) must be added the reduction, from the point of view of Security and Health at Work, of the occupational risks involved in any action related to live work, as well as commuting to workplaces (in itinere) or access to locations with risks associated with the transfer of operators, such as inclement weather in the winter months to mountain facilities, highways/roads in poor condition, in addition to direct and indirect cost savings in preventive and corrective maintenance of the facilities and the guarantee of continuity in service and operability.
La implementación de nuevos escenarios para los lugares y puestos de trabajo que permiten una flexibilidad en la realización y organización de las tareas sin que se requiera una presencia física del trabajador (teletrabajo) pueden suponer un amplio potencial de instalaciones que precisen un control de su estado pero existan impedimentos en su acceso. Se podrían plantear diferentes situaciones como la imposibilidad/dificultad de acceso a empresas de sectores estratégicos con restricciones en la entrada a las instalaciones por cuestiones diversas (seguridad física, alertas sanitarias, desarrollo tecnológico y secretos industriales...) y necesidad de realizar la revisión en ellas.The implementation of new scenarios for places and jobs that allow flexibility in carrying out and organizing tasks without requiring the physical presence of the worker (teleworking) can mean a wide potential for facilities that require control of their status. but there are impediments in their access. Different situations could arise, such as the impossibility/difficulty of access to companies in strategic sectors with restrictions on entry to the facilities for various reasons (physical security, health alerts, technological development and industrial secrets...) and the need to carry out the review in them.
En algunas realizaciones, el dispositivo comprende un microprocesador configurado para medir la impedancia de una puesta a tierra a partir de la medida de la tensión con uno de los terminales de conexión y la medida de corriente realizada con la sonda toroidal de medida de corriente.In some embodiments, the device comprises a microprocessor configured to measure the impedance of a ground connection from the voltage measurement with one of the connection terminals and the current measurement made with the current measurement toroidal probe.
Así, como sistema de medición adicional, para aquellas situaciones que lo precisen, el sistema de medición de la caída de potencial se podrá complementar con la medición selectiva proporcionada por una sonda toroidal de medida de corriente, es decir un devanado receptor de intensidad, que mide la corriente que circula por la puesta a tierra a comprobar y su impedancia independizada del sistema. Es decir, se dota al dispositivo de una sonda auxiliar que permite realizar la medición del valor de impedancia del conjunto de electrodos sin necesidad de desconectar el sistema del resto de la instalación mediante el método de medición selectiva mediante las picas de referencia y una sonda auxiliar mediante devanado receptor de corriente.Thus, as an additional measurement system, for those situations that require it, the potential drop measurement system can be complemented with the selective measurement provided by a toroidal current measurement probe, that is, a current receiver winding, which measures the current flowing through the grounding to be checked and its impedance independent of the system. In other words, the device is provided with an auxiliary probe that allows the measurement of the impedance value of the set of electrodes without the need to disconnect the system from the rest of the installation by means of the selective measurement method using the reference rods and an auxiliary probe. through current receiving winding.
En otras realizaciones, el dispositivo comprende un devanado toroidal generador de tensión y un microprocesador configurado para medir la impedancia de una puesta a tierra a partir de la tensión generada por el generador de tensión y por la sonda toroidal de medida de corriente o devanado receptor.In other embodiments, the device comprises a voltage generating toroidal winding and a microprocessor configured to measure the impedance of a ground connection from the voltage generated by the voltage generator and by the toroidal current measurement probe or receiving winding.
De este modo, cuando no sea factible la colocación de dos electrodos de referencia para poder realizar el método de medida de la caída de potencial, la medición se podrá realizar mediante la conexión de una sonda auxiliar de medida compuesta por un devanado generador de tensión (que induce una tensión sobre el conductor de la puesta a tierra) y un devanado receptor de corriente (que mide la intensidad que circula por el electrodo a medir). Aplicando el principio básico de la ley de Ohm, se resuelve el valor de impedancia para sistemas de puestas a tierra múltiples. Es decir, se dota al dispositivo de dos sondas auxiliares que permiten realizar la medición del valor de impedancia del conjunto de electrodos sin necesidad de desconectar el sistema del resto de la instalación mediante el método de medición simplificada mediante devanados generador y receptor para puestas a tierra múltiples. In this way, when it is not feasible to place two reference electrodes in order to carry out the potential drop measurement method, the measurement can be carried out by connecting an auxiliary measurement probe made up of a voltage generator winding ( which induces a voltage on the grounding conductor) and a current receiving winding (which measures the current flowing through the electrode to be measured). Applying the basic principle of Ohm's law, the impedance value for multi-grounded systems is solved. In other words, the device is equipped with two auxiliary probes that allow the measurement of the impedance value of the set of electrodes without the need to disconnect the system from the rest of the installation using the simplified measurement method using generator and receiver windings for grounding. multiple.
En algunas realizaciones, los medios de transmisión remota comprenden medios de transmisión por Wifi, y/o por Bluetooth a un terminal móvil y/o medios de transmisión directa a la nube, incluyendo 4G,5G,LoRa,Sigfox,NFC,o ZigBee.In some embodiments, the means of remote transmission comprise means of transmission by Wifi, and/or by Bluetooth to a mobile terminal and/or means of direct transmission to the cloud, including 4G, 5G, LoRa, Sigfox, NFC, or ZigBee.
En algunas realizaciones, el dispositivo comprende dos conectores de medida de continuidadIn some embodiments, the device comprises two continuity measurement connectors
En algunas realizaciones, el dispositivo comprende un sensor de temperatura.In some embodiments, the device comprises a temperature sensor.
En algunas realizaciones, el dispositivo comprende un sensor de humedad y/o de PH.In some embodiments, the device comprises a humidity and/or PH sensor.
También se pueden contemplar otros tipos de sensores de otras magnitudes correlacionables con la impedancia del terreno, como por ejemplo pluviómetros, bolómetros, barómetros, o cualquier combinación de estos.Other types of sensors of other magnitudes correlable with the impedance of the ground can also be considered, such as rain gauges, bolometers, barometers, or any combination of these.
En algunas realizaciones, el dispositivo comprende una batería en la caja.In some embodiments, the device comprises a battery in the box.
En algunas realizaciones, el dispositivo comprende un microprocesador.In some embodiments, the device comprises a microprocessor.
En algunas realizaciones, el dispositivo comprende medios de autocalibración, provistos de una batería de resistencias, condensadores y bobinas que permiten seleccionar diferentes valores de la impedancia en un rango de 0 a 5.000 Q.In some embodiments, the device includes self-calibration means, provided with a battery of resistors, capacitors, and coils that allow different impedance values to be selected in a range from 0 to 5,000 Q.
En algunas realizaciones, el interior de la caja tiene una porción inferior donde se alojan los terminales internos de conexión de los terminales de conexión, los devanados toroidales, los conectores de medida de continuidad, los terminales internos de conexión y la batería entre ellos, estando alojados en una porción superior los sensores, el microprocesador (p) y los medios de transmisión remota.In some embodiments, the interior of the box has a lower portion where the internal connection terminals of the connection terminals, the toroidal windings, the continuity measurement connectors, the internal connection terminals and the battery are housed, being The sensors, the microprocessor (p) and the means of remote transmission are housed in an upper portion.
En algunas realizaciones, el dispositivo comprende indicadores e interruptores de encendido y una pantalla.In some embodiments, the device comprises power indicators and switches and a display.
En algunas realizaciones, el dispositivo comprende un primer prensaestopas para la entrada de los terminales de conexión y los conectores de medida de continuidad y un segundo prensaestopas para la entrada de los cables de conexión de los sensores de temperatura, humedad u otras sondas.In some embodiments, the device comprises a first cable gland for the input of the connection terminals and the continuity measurement connectors and a second cable gland for the input of the connection cables of the voltage sensors. temperature, humidity or other probes.
La invención también se refiere a un sistema que comprende una instalación con una toma de tierra, que comprende un dispositivo según cualquiera de las variantes del dispositivo según la invención, en el que los tres terminales de conexión y el o los devanados toroidales receptor y/o generador están conectadas a la toma de tierra.The invention also refers to a system comprising an installation with an earth connection, comprising a device according to any of the variants of the device according to the invention, in which the three connection terminals and the receiver toroidal winding(s) and/or or generator are connected to earth.
El sistema comprende preferentemente una central de control, estando conectados el dispositivo y la central de control a través de los medios de transmisión remota.The system preferably comprises a control center, the device and the control center being connected through remote transmission means.
En algunas realizaciones, los conectores de medida de continuidad están conectados entre la instalación y la toma de tierra de la instalación.In some embodiments, the continuity measurement connectors are connected between the installation and the earth connection of the installation.
Finalmente, el sistema comprende unos terminales con conexión a Internet en el que se puede realizar una supervisión de estado de uno o varios dispositivos, monitorizar alarmas y mediciones, explotar analítica y visualmente los datos enviados desde el centro de control y procesamiento de datos, así como la interactuación remota con respecto a las distintas opciones de configuración intrínsecas que ofrece el dispositivo.Finally, the system includes terminals with Internet connection in which it is possible to monitor the status of one or several devices, monitor alarms and measurements, analytically and visually exploit the data sent from the control and data processing center, as well as such as remote interaction with respect to the various intrinsic configuration options offered by the device.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con unos ejemplos de realización práctica del dispositivo de medida remota de impedancias, se acompaña como parte integrante de la descripción, un juego de figuras en el que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to some examples of practical implementation of the remote impedance measurement device, a set of figures is attached as an integral part of the description. which, for illustrative and non-limiting purposes, has represented the following:
La figura 1 muestra esquemáticamente la disposición de las picas mediante el método convencional de medidas de impedancia de suelos de la caída de potencial.Figure 1 schematically shows the arrangement of the stakes by means of the conventional method of ground impedance measurements of the potential drop.
La figura 2 muestra esquemáticamente la disposición de la sonda para la realización de la medición mediante una sonda complementaria compuesta por pinza de corriente utilizando el método selectivo.Figure 2 schematically shows the arrangement of the probe for carrying out the measurement by means of a complementary probe made up of a current clamp using the selective method.
La figura 3 muestra esquemáticamente la disposición de las sondas auxiliares para la medición según el método de la medición de bucle donde se emplean un devanado generador y otro receptor.Figure 3 schematically shows the arrangement of the auxiliary probes for the measurement according to the loop measurement method where a source winding and a receiver winding are used.
La figura 4 muestra el dispositivo objeto de la invención.Figure 4 shows the device object of the invention.
La figura 5 muestra la disposición interna de los componentes del dispositivo según la invención.Figure 5 shows the internal arrangement of the components of the device according to the invention.
La figura 6 muestra los bloques que conforman el sistema según la presente invención.Figure 6 shows the blocks that make up the system according to the present invention.
DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES PREFERIDAS DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION
En la descripción de las posibles realizaciones preferidas de la invención se precisa dar numerosos detalles para favorecer una mejor comprensión de la invención. Aun así, resultará aparente para el experto en la materia que la invención puede ser implementada sin estos detalles específicos. Por otra parte, las características bien conocidas no se han descrito en detalle para evitar complicar innecesariamente la descripción.In the description of the possible preferred embodiments of the invention, it is necessary to give numerous details in order to promote a better understanding of the invention. Even so, it will be apparent to one skilled in the art that the invention can be implemented without these specific details. On the other hand, well-known features have not been described in detail to avoid unnecessarily complicating the description.
Las figuras 2 y 3 muestran sendas realizaciones prácticas del dispositivo según la invención. En ambos casos el dispositivo 1 comprende una caja 11, preferentemente de pequeño tamaño tal como se muestra en la figura 4, para el alojamiento de componentes, adaptada para proteger de la intemperie los componentes eléctricos y electrónicos del dispositivo.Figures 2 and 3 show respective practical embodiments of the device according to the invention. In both cases, the device 1 comprises a box 11, preferably of a small size as shown in figure 4, for housing the components, adapted to protect the electrical and electronic components of the device from the elements.
El dispositivo también comprende tres terminales de conexión C1, C2, C3, siendo un primero de ellos C1 un terminal de puesta a tierra, un segundo de ellos C2 un terminal de potencial y un tercero de ellos C3 un terminal de corriente. Estos terminales son los necesarios para poder realizar medidas como las que se realizan de manera convencional tal como se ha descrito en relación con la figura 1.The device also comprises three connection terminals C1, C2, C3, a first of which is C1 a grounding terminal, a second of which is C2 a potential terminal and a third of which is C3 a current terminal. These terminals are the ones necessary to be able to carry out measurements such as those that are carried out conventionally as described in relation to figure 1.
Según la presenta invención, el dispositivo se complementa al menos con un devanado receptor de corriente DR (o sonda toroidal) y medios Tr de transmisión remota de las medidas de los terminales de conexión C1, C2, C3 y se puede complementar con sondas de temperatura, humedad, PH u otras. According to the present invention, the device is complemented at least with a current receiving winding DR (or toroidal probe) and means Tr for remote transmission of the measurements of the connection terminals C1, C2, C3 and can be complemented with temperature probes. , humidity, PH or others.
Con esta información, el centro computacional ubicado en la nube se encarga de almacenar, tratar y analizar los datos, que complementados mediante un proceso de enriquecimiento de datos, es capaz de proporcionar a algoritmos de inteligencia artificial la suficiente información para realizar la fase de entrenamiento del mismo, generando distintos modelos de clasificación supervisada, teniendo como objetivos variables como la resistencia de puesta a tierra, impedancia de puesta a tierra, nivel de corrosión de los materiales, etc...With this information, the computing center located in the cloud is in charge of storing, processing and analyzing the data, which, complemented by a data enrichment process, is capable of providing artificial intelligence algorithms with enough information to carry out the training phase. of it, generating different models of supervised classification, having as variable objectives such as grounding resistance, grounding impedance, corrosion level of materials, etc...
La figura 2 muestra una realización de la invención en la que la sonda auxiliar de medida está constituida por los terminales de conexión C1, C2, C3 y un devanado receptor de corriente DR.Figure 2 shows an embodiment of the invention in which the auxiliary measurement probe is made up of the connection terminals C1, C2, C3 and a current receiving winding DR.
La figura 3 muestra otra realización en la que la sonda auxiliar de medida comprende dos devanados DG, DR, uno generador y otro receptor. Se ha omitido en la figura 3 la representación de los terminales de conexión C1, C2, C3, pues no son necesarios cuando se emplea el método de medición de bucle de los dos devanados. Se trata de una realización muy ventajosa del dispositivo que permite bien la medición de la impedancia de la puesta a tierra mediante el método de medición selectivo que permite la obtención del valor de manera independiente al sistema o bien la medición para aquellos sistemas de puesta a tierra múltiples ubicados en localizaciones donde no sea posible la colocación de sonda de potencial y electrodo de referencia y se realice la medición simplificada del sistema.Figure 3 shows another embodiment in which the auxiliary measurement probe comprises two windings DG, DR, one generator and one receiver. The representation of the connection terminals C1, C2, C3 has been omitted in figure 3, since they are not necessary when the loop measurement method of the two windings is used. This is a very advantageous embodiment of the device that allows either the measurement of the impedance of the grounding by means of the selective measurement method that allows obtaining the value independently of the system or the measurement for those grounding systems multiple located in locations where it is not possible to place a potential probe and reference electrode and the simplified measurement of the system is carried out.
Los medios Tr de transmisión remota comprenden medios de transmisión por Wifi, y/o por Bluetooth a un terminal móvil TM (smartphones, tablets) y/o medios de transmisión directa a la nube N según figura 6.The means Tr of remote transmission comprise means of transmission by Wifi, and/or by Bluetooth to a mobile terminal TM (smartphones, tablets) and/or means of direct transmission to the cloud N according to figure 6.
Otra característica ventajosa de la invención consiste en dotar al dispositivo 1 con dos conectores de medida de continuidad MR. Con estos terminales es posible, además de enviar de forma remota las características de impedancia del suelo, enviar señales del estado de continuidad entre dos puntos cualesquiera de la instalación, como puede ser monitorizar la evolución de la corrosión en elementos de conducción, detectar los aumentos de resistencia del sistema debidos a efectos de la oxidación del puente de control o mecanismo seccionador o debidos a un mal conexionado del mismo comprobar si la conexión de la puesta a tierra es efectiva, o bien detectar la sustracción de algún cable o componente de la instalación.Another advantageous feature of the invention consists in providing the device 1 with two MR continuity measurement connectors. With these terminals it is possible, in addition to remotely sending the impedance characteristics of the ground, to send signals of the state of continuity between any two points of the installation, such as monitoring the evolution of corrosion in conduction elements, detecting increases in of resistance of the system due to the effects of oxidation of the control bridge or disconnecting mechanism or due to a bad connection of the same check if the grounding connection is effective, or detect the subtraction of any cable or installation component.
Según una realización preferida de la invención el dispositivo comprende un sensor de temperatura T y un sensor de humedad H y/o un sensor de PH.According to a preferred embodiment of the invention, the device comprises a temperature sensor T and a humidity sensor H and/or a PH sensor.
Se trata de una característica muy ventajosa que permite asociar los valores de impedancia de una instalación determinada con los datos de humedad y temperatura, lo cual permitirá, mediante estudios de correlación, poder conocer la impedancia de la puesta a tierra ya sea a partir del valor de la impedancia directamente o de manera inferencial a partir de los datos recogidos por las sondas. Incluso permitirá determinar remotamente una aproximación del valor a puesta a tierra de la instalación que solamente disponen de sensores de humedad y temperatura.This is a very advantageous feature that allows the impedance values of a specific installation to be associated with the humidity and temperature data, which will allow, through correlation studies, to know the impedance of the grounding either from the value of the impedance directly or inferentially from the data collected by the probes. It will even allow to remotely determine an approximation of the grounding value of the installation that only have humidity and temperature sensors.
Preferentemente, tal como se muestra en las figuras 4 y 5, el dispositivo 1 comprende una batería B en la caja 11. Otra opción para alimentar con energía al dispositivo sería conectarlo directamente a la red, si la hay disponible.Preferably, as shown in figures 4 and 5, the device 1 comprises a battery B in the box 11. Another option to power the device would be to connect it directly to the network, if available.
El dispositivo también comprende un microprocesador p para poder gestionar los diferentes componentes. Entre estos componentes, ventajosamente, hay unos medios de autocalibración AC. Estos, para poder adaptarse a las distintas tipologías de tomas de tierra más comúnmente construidas comprenden una batería de resistencias, condensadores y bobinas, que permiten seleccionar impedancias de referencia de entre 0 y 5.000 Q. Por ejemplo, para sistemas de neutros y herrajes unidos, herrajes independientes se pueden emplear valores de 2, 3, 5, 10 o 15 Q.The device also comprises a microprocessor p to be able to manage the different components. Between these components, advantageously, there are self-calibration means AC. These, in order to be able to adapt to the different types of grounding most commonly built, comprise a battery of resistors, capacitors and coils, which allow the selection of reference impedances between 0 and 5,000 Q. For example, for neutral systems and joint fittings, independent fittings values of 2, 3, 5, 10 or 15 Q can be used.
El dispositivo dispone preferentemente de un generador interno de funciones entre las que se incluyen tanto una función de barrido de frecuencia, como una función de variación de la amplitud con el objeto de medir la impedancia del sistema de puesta a tierra y poder caracterizarlo en términos de resistencia, inductancia y capacitancia. Estos datos de caracterización podrán ser transmitidos al centro computacional para contribuir a los cálculos realizados por los distintos algoritmos de aprendizaje automático así como en su modelado de datos y el afinamiento en el ajuste de errores.The device preferably has an internal function generator that includes both a frequency sweep function and an amplitude variation function in order to measure the impedance of the grounding system and to be able to characterize it in terms of resistance, inductance and capacitance. These characterization data may be transmitted to the computer center to contribute to the calculations made by the different machine learning algorithms as well as in their data modeling and fine-tuning in error adjustment.
Los inventores han concluido que una distribución adecuada de los componentes en el interior del dispositivo es aquella mostrada en la figura 5 Se aprecia que el interior de la caja tiene una porción inferior donde se alojan los terminales internos de conexión CT (conectores C1, C2 y C3), CMR (los conectores de medida de continuidad MR), los terminales internos de conexión CS, DG y DR y la batería B entre ellos. En una porción superior están alojados los sensores T, H, el microprocesador p y los medios Tr de transmisión remota.The inventors have concluded that a suitable distribution of the components inside the device is that shown in Figure 5. It can be seen that the inside of the The box has a lower portion where the internal connection terminals CT (connectors C1, C2 and C3), CMR (the MR continuity measurement connectors), the internal connection terminals CS, DG and DR and the battery B between them are housed. . In an upper portion the sensors T, H, the microprocessor p and the remote transmission means Tr are housed.
Tal como se aprecia en la figura 6, el dispositivo comprende indicadores e interruptores de encendido L y una pantalla HM, así como un primer prensaestopas P1 para la entrada de los terminales de conexión C1, C2, C3 y los conectores de medida de continuidad MR y un segundo prensaestopas P2 para la entrada de los cables de conexión de los sensores de temperatura T, de humedad H y de la pinza de corriente y/o sondas toroidales.As can be seen in figure 6, the device includes indicators and power switches L and a display HM, as well as a first cable gland P1 for the input of the connection terminals C1, C2, C3 and the continuity measurement connectors MR and a second cable gland P2 for the entry of the connection cables of the temperature sensors T, of humidity H and of the current clamp and/or toroidal probes.
Tal como se muestra en la figura 6, la invención también se refiere a un sistema S que comprende una instalación con una toma de tierra, que comprende un dispositivo 1 según cualquiera de las realizaciones descritas más arriba, en el que los terminales de conexión C1, C2, C3 están conectados a tierra, es decir sistema de puesta a tierra cuya impedancia se desea monitorizar remotamente.As shown in figure 6, the invention also refers to a system S comprising an installation with an earth connection, comprising a device 1 according to any of the embodiments described above, in which the connection terminals C1 , C2, C3 are connected to ground, that is, the grounding system whose impedance is to be remotely monitored.
El sistema comprende un centro de procesamiento y control de datos PC, estando conectados el dispositivo 1 y el centro PC a través de los medios Tr de transmisión remota.The system comprises a data processing and control center PC, the device 1 and the center PC being connected through the remote transmission means Tr.
Los conectores de medida de continuidad MR están conectados entre la instalación y la toma de tierra de la instalación.The MR continuity measurement connectors are connected between the installation and the earth connection of the installation.
Las sondas 3 permiten el complemento en las mediciones de impedancia mediante la utilización de otros métodos al de la caída de potencial.The probes 3 allow the complement in impedance measurements by using other methods than the drop of potential.
Por lo tanto, el sistema comprende un equipo que mide y envía de manera telemática y planificada mediante programación los valores de impedancia de puesta a tierra del sistema utilizando el método convencional de la caída de tensión. Esta información la recibe el centro de procesamiento y control de datos PC, que por lo tanto permite la interactuación con el dispositivo de medida de impedancia, su monitorización, la gestión de avisos al usuario en caso de detección de valores anómalos. Esta información puede ser visualizada por el usuario mediante una plataforma web (formato dashboard o cuadro de mando por lo general) y también mediante aplicativo apto para móviles. Therefore, the system comprises a piece of equipment that measures and sends the grounding impedance values of the system in a telematic and planned manner by programming using the conventional method of voltage drop. This information is received by the PC data processing and control center, which therefore allows interaction with the impedance measurement device, its monitoring, and the management of warnings to the user in the event of abnormal values being detected. This information can be viewed by the user through a web platform ( dashboard or control panel format in general) and also through an application suitable for mobile phones.
El sistema comprende unos terminales Gr y TM con conexión a Internet (computadora, tablet, etc.) de modo que permite realizar una supervisión de estado de uno o varios dispositivos, monitorizar alarmas y mediciones, explotar analítica y visualmente los datos enviados desde el centro de control y procesamiento de datos PC, así como la interactuación remota con respecto a las distintas opciones de configuración intrínsecas que ofrece el dispositivo (planificador de medidas de impedancia, cambio de nombre del dispositivo, parámetros de conexión WIFI, e tc ..).The system includes Gr and TM terminals with Internet connection (computer, tablet, etc.) so that it allows monitoring the status of one or more devices, monitoring alarms and measurements, analytically and visually exploiting the data sent from the center control and PC data processing, as well as remote interaction with respect to the different intrinsic configuration options offered by the device (impedance measurement planner, device name change, WIFI connection parameters, etc...).
Además, el sistema permite obtener valores de impedancia de manera inferencial, prescindiendo a la larga del método de medida de resistencia convencional, analizar parámetros correlacionables y ajustar valores hipótesis planteados mediante la introducción de datos reales que afinen la precisión del sistema.In addition, the system makes it possible to obtain impedance values in an inferential way, dispensing with the conventional resistance measurement method in the long run, analyzing correlatable parameters and adjusting hypothesized values by introducing real data that refines the precision of the system.
También se pueden suministrar al sistema datos provenientes de diferentes organismos, tanto públicos como privados, así como aquellos proporcionados por los diferentes dispositivos 1 que forman el sistema. De este modo, se puede realizar el análisis predictivo, con un grado de precisión aceptable, de la evolución del valor de impedancia de la puesta a tierra y predecir el comportamiento de la instalación en el futuro sin necesidad de tener que llegar a realizar la medición.Data can also be supplied to the system from different organizations, both public and private, as well as those provided by the different devices 1 that make up the system. In this way, it is possible to carry out the predictive analysis, with an acceptable degree of precision, of the evolution of the impedance value of the grounding and predict the behavior of the installation in the future without having to carry out the measurement. .
Todos estos datos están destinados a ser tratados en el sistema con un algoritmo de inteligencia artificial basado en el sistema de aprendizaje automático supervisado que se utiliza para realizar la predicción del comportamiento del sistema con la finalidad de poder prever las acciones preventivas y correctivas a llevar a cabo en el futuro sin necesidad de tener que esperar a encontrarse el sistema de puesta a tierra fuera de los rangos establecidos por los reglamentos.All these data are intended to be processed in the system with an artificial intelligence algorithm based on the supervised machine learning system that is used to predict the behavior of the system in order to be able to anticipate the preventive and corrective actions to be carried out. carried out in the future without having to wait until the grounding system is outside the ranges established by the regulations.
Estos datos hacen referencia a diferentes parámetros geológicos, físicos y químicos que afectan al comportamiento de los sistemas de puesta a tierra en los procesos de derivación y disipación de corriente en regímenes transitorios y permanentes, como pueden ser la resistividad, PH, textura así como de registros históricos en el ámbito de la climatología, la hidrología u otros que se puedan mostrar correlacionables o estadísticamente relevantes en la evolución temporal del comportamiento del valor de la impedancia de puesta a tierra. Mediante este sistema se puede realizar una previsión de los futuros correctivos que pueden ser necesarios efectuar en las instalaciones a controlarThese data refer to different geological, physical and chemical parameters that affect the behavior of grounding systems in current derivation and dissipation processes in transient and permanent regimes, such as resistivity, PH, texture as well as historical records in the field of climatology, hydrology or others that can be shown to be correlated or statistically relevant in the temporal evolution of the behavior of the grounding impedance value. Through this system it is possible to make a forecast of future corrective measures that may be necessary to carry out in the facilities to be controlled
Por lo tanto, el dispositivo y el sistema permiten llevar a cabo un procedimiento que comprende las siguientes etapas:Therefore, the device and the system make it possible to carry out a procedure comprising the following steps:
- Programar, en función de la instalación, la frecuencia de transmisión de datos; - Transmitir remotamente desde varios dispositivos los datos de impedancia y otras magnitudes físicas medidas a través de diferentes sondas;- Program, depending on the installation, the frequency of data transmission; - Remotely transmit from several devices the impedance data and other physical magnitudes measured through different probes;
- Centralizar la recepción de datos;- Centralize the reception of data;
- Transmitir los datos al responsable de la instalación, llevar a cabo correlaciones entre diferentes instalaciones, emitir informes, ente otros.- Transmit the data to the person in charge of the installation, carry out correlations between different installations, issue reports, among others.
A la vista de esta descripción y figuras, el experto en la materia podrá entender que la invención ha sido descrita según algunas realizaciones preferentes de la misma, pero que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes, sin salir del objeto de la invención tal y como ha sido reivindicada.In view of this description and figures, the person skilled in the art will be able to understand that the invention has been described according to some preferred embodiments thereof, but that multiple variations can be introduced in said preferred embodiments, without departing from the object of the invention as such. and as it has been claimed.
En este texto, el término “comprende” y sus derivaciones (como “comprendiendo”, etc.) no deben entenderse en un sentido excluyente. Es decir, estos términos no deben interpretarse como excluyentes de la posibilidad de que lo que se describe y define pueda incluir más elementos, etapas, etc. In this text, the term "comprises" and its derivations (such as "comprising", etc.) should not be understood in an exclusive sense. That is, these terms should not be interpreted as excluding the possibility that what is described and defined may include more elements, stages, etc.
Claims (18)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES202231792U ES1300446Y (en) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | DEVICE FOR MEASURING GROUNDING IMPEDANCES AND SYSTEM PROVIDED WITH SUCH DEVICE |
| PT12266U PT12266U (en) | 2022-10-31 | 2023-10-31 | DEVICE FOR MEASURING EARTHING IMPEDANCES AND SYSTEM EQUIPPED WITH SUCH DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES202231792U ES1300446Y (en) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | DEVICE FOR MEASURING GROUNDING IMPEDANCES AND SYSTEM PROVIDED WITH SUCH DEVICE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES1300446U true ES1300446U (en) | 2023-06-09 |
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ID=86646750
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES202231792U Active ES1300446Y (en) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | DEVICE FOR MEASURING GROUNDING IMPEDANCES AND SYSTEM PROVIDED WITH SUCH DEVICE |
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2022
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2023
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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