ES2335148T3 - Dispositivo y procedimiento para la generacion de un umpulso de carga definido para la realizacion de una medicion de la descarga parcial. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para la generación de un impulso de carga definido para la realización de una medición de la descarga parcial en un componente eléctrico (30), con una carcasa (1) y con un electrodo exterior (4) que se puede aplicar en la carcasa (1), caracterizado por una unidad de control (2), que está configurada de tal forma que, en función de una capacidad de dispersión (Cs) del electrodo exterior (4), genera el impulso de carga definido (Qs).

Description

Dispositivo y procedimiento para la generación de un impulso de carga definido para la realización de una medición de la descarga parcial.

La presente invención se refiere a un dispositivo para la generación de un impulso de carga definido para la realización de una medición de la descarga parcial así como a un procedimiento. De acuerdo con una forma de realización preferida, la presente invención se refiere a la generación de impulsos de carga definidos para la realización de mediciones de la descarga parcial o de verificaciones de aislamiento de componentes eléctricos, como por ejemplo cables, máquinas giratorias, transformadores o similares, en el que la invención se puede aplicar de manera preferida, pro no exclusivamente a la realización de mediciones de la descarga parcial de alta tensión, para reconocer defectos de aislamiento en componentes de alta tensión a través de verificaciones de la descarga parcial y del aislamiento, respectivamente.

Los fenómenos de descarga parcial aluden en muchos casos a defectos de aislamiento de componentes eléctricos, especialmente de componentes de alta tensión. La supervisión, reconocimiento, localización, registro y análisis de fenómenos de descarga parcial son, por lo tanto, la condición previa para una protección fiable de fallos y de reparaciones de costes muy intensivos posteriormente. Por lo tanto, ya se ofrecen sistemas de medición de la descarga parcial de alta precisión y modulares en un amplio espectro de aplicaciones, de manera que con ello se pueden supervisar y detectar descargas parciales tanto para aplicaciones en el laboratorio como también en mediciones en el lugar. En este caso, se pueden analizar todos los tipos de componentes eléctricos, como por ejemplo transformadores, máquinas giratorias y redes de cables (incluidos cables de alta tensión y de máxima tensión).

Para posibilitar la realización de mediciones fiables de la descarga parcial, se utilizan calibradores de la descarga parcial, que se acoplan directamente con el objeto de ensayo y general impulsos de carga continuamente durante un proceso de calibración, de manera que el aparato de medición de la descarga parcial respectivo detecta estos impulsos durante el tiempo de la calibración. Con la ayuda de los impulsos detectados es posible un control de la función del aparato de medición. No obstante, es más importante la determinación del llamado factor de calibración. Los impulsos generados por el calibrador son atenuados en función de la estructura de medición (en primer lugar de la capacidad de la pieza de ensayo o bien de la capacidad del condensador de acoplamiento, pero también en función de la dilatación física así como de la frecuencia de medición). El factor de calibración compensa esta atenuación; debe determinarse de nuevo en cada modificación en la estructura de medición.

Para la generación de los impulsos de carga de calibración definidos se puede utilizar un salto de la tensión rectangular y un condensador exacto, en los que, sin embargo, un condensador incorporado en el calibrador solamente resiste, en general, tensiones de hasta 500V. A través de la utilización de un condensador de alta tensión externo se puede realizar, en efecto, una calibración durante una medición de alta tensión, en la que, sin embargo, tales condensadores de alta tensión son, por una parte, relativamente caros y, por otra parte, elevan claramente la altura de construcción del calibrador. Adicionalmente, tales condensadores de inyección, en colaboración con la capacidad de acoplamiento y de la capacidad de la pieza de prueba, actúan de manera desfavorable sobre la sensibilidad del aparato de medición de la descarga parcial. También existe el riesgo de que el condensador de inyección propiamente dicho no esté libre de descarga parcial y de esta manera falsifique la medición.

Otro problema implicado con calibradores conocidos consiste en que en virtud de las mediciones a realizar a altas tensiones, las líneas entre el objeto de medición y el calibrador deben ser correspondientemente largas, en las que, sin embargo, el impulso de calibración se modifica a través de la inductividad de la línea y en función del lugar de la medición y de la frecuencia de la medición pueden aparecer errores claros durante la medición.

Se conoce a partir del documento DE 39 12 654 A1 un dispositivo para la generación de un impulso de carga definido para la realización de una medición de la descarga parcial de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Con esta finalidad, de acuerdo con esta publicación se propone un inyector de carga, que comprende un condensador de acumulación de carga que se encuentra en una carcasa y que es alimentado desde una instalación de carga y está conectado en paralelo con un conmutador de corta dirección en serie con resistencias de alta impedancia. En un punto de unión entre una de las resistencias de alta impedancia y el conmutador de corta duración está conectado un condensador en serie acoplado con una primera conexión de salida del inyector de carga, en el que una segunda conexión de salida del inyector de carga está acoplada con la otra conexión del conmutador de corta durante. Con la ayuda del conmutador de corta duración se conecta el condensador en serie durante corto espacio de tiempo con un potencial de referencia, en el que se anula de nuevo a continuación la conexión directa entre el condensador en serie y el potencial de referencia. Para el acoplamiento de la carga almacenada de esta manera se puede utilizar o bien la carcasa del inyector de carga o una antena acoplada con la primera conexión de salida del inyector de carga como radiador. El inyector de carga de esta publicación se utiliza con preferencia para la calibración de un circuito de la red de descarga parcial para poder simular descargas parciales en instalaciones de alta tensión.

Se conocen a partir de los documentos US 7.119.579 B1 y US 2005/0128655 A1 otros dispositivos para generar a través de la carga de corta duración de un condensador impulsos de corriente o bien de tensión para el ensayo de una pieza de ensayo.

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La presente invención tiene el cometido de preparar un dispositivo así como un procedimiento para la generación de un impulso de carga definido para la realización de una medición de la descarga parcial en un componente eléctrico, con el que se pueden solucionar los problemas mencionados anteriormente. En particular, la invención tiene el cometido de preparar un dispositivo así como un procedimiento para la generación de impulsos de carga definidos para la realización de mediciones de la descarga parcial de alta tensión en componentes de alta tensión, como por ejemplo transformadores, máquinas giratorias o cables, con el que es posible una calibración de coste favorable, fiable y fácil de manipular durante la realización de las mediciones de la descarga parcial de alta tensión.

Este cometido se soluciona de acuerdo con la invención a través de un dispositivo con las características de la reivindicación 1 y a través de un procedimiento con las características de la reivindicación 26. Las reivindicaciones dependientes definen en cada caso formas de realización preferidas y ventajosas de la presente invención.

De acuerdo con la invención, se prepara un dispositivo para la generación de un impulso de carga definido para la realización de mediciones de la descarga parcial en un componente eléctrico, de manera que el dispositivo comprende una carcasa, un electrodo exterior a aplicar en la carcasa y una unidad de control. La unidad de control está configurada de tal forma que genera el impulso de carga definido en función de una capacidad de dispersión del electrodo exterior.

El electrodo exterior se puede instalar en el exterior en la carcasa del dispositivo de acuerdo con la invención, que se designa a continuación también como dispositivo de calibración o bien simplemente como calibrador, en el que la capacidad de dispersión entre el electrodo exterior y la toma de tierra está definida. De acuerdo con la invención, esta capacidad de dispersión se utiliza, en el lugar de un condensador de alta tensión discreto, para la alimentación de los impulsos de calibración y de descarga, respectivamente, para la realización de las mediciones de la descarga parcial. Por lo tanto, no son necesarios cables de conexión adicionales, para conectar la conexión de salida con el objeto de ensayo. En su lugar, el dispositivo de acuerdo con la invención se puede conectar directamente y, por lo tanto, en gran medida libre de inducción en el objeto de ensayo, de modo que la capacidad de dispersión se encuentra cerca del objeto de ensayo y los efectos parasitarios provocados a través de las líneas de conexión son insignificantes. Por consiguiente, la calibración se puede realizar de manera más exacta y fiable, lo que tiene como consecuencia también una calidad y una capacidad de reproducción mejoradas de las mediciones de la descarga parcial.

Después de que, de acuerdo con la invención, en lugar de un condensador de alta tensión externo, se utiliza un electrodo exterior con capacidad de dispersión hacia tierra, se pueden reducir claramente el tamaño del aparato y los costes necesarios para su fabricación.

De acuerdo con una forma de realización preferida, el usuario puede introducir parámetros para la calibración a realizar, como por ejemplo el nivel de carga deseado de los impulsos de carga, mientras el aparato calcula de manera automática, en función de estos parámetros y de la capacidad de dispersión del electrodo exterior, el salto de la tensión a generar por una fuente de tensión interna, para poder emitir a través de la salida del aparato la carga deseada al objeto de ensayo.

La capacidad de dispersión del electrodo exterior es, en general, desconocida y depende de las condiciones en el lugar de aplicación. En caso de utilización a cielo abierto, la capacidad de dispersión se puede estimar en determinadas circunstancias, por ejemplo en caso de utilización de un electrodo esférico en ausencia de objetos metálicos en la proximidad del electrodo exterior. Cuando se conoce la capacidad de dispersión, el aparato puede calcular de manera automática el salto de la tensión interna necesario para el impulso de carga deseado.

En cambio, si no se conoce la capacidad de dispersión y tampoco se puede estimar, de acuerdo con una forma de realización preferida se realiza una auto calibración interna, de tal manera que se calcula en primer lugar a través de una medición de muestra la capacidad de dispersión en el lugar de aplicación, para poder calcular a continuación con el conocimiento de esta capacidad de dispersión el salto de la tensión necesario para la generación del impulso de carga deseado. Con esta finalidad, el electrodo exterior o bien la capacidad de dispersión formada desde el electrodo exterior hacia tierra pueden estar conectados con una capacidad de referencia interna, de tal manera que las dos capacidades forman un divisor de la tensión, en el que para la realización de la medición de la muestra se aplica una alta tensión generada por la fuente de tensión de ensayo externa, que el aparato de medición de la descarga parcial detecta con exactitud. La fuente de tensión interna en el calibrador está desactivada en este instante.

La tensión que cae en la capacidad de referencia interna es evaluada de forma automática, de manera que la capacidad de dispersión se puede determinar en virtud del conocimiento sobre la capacidad de referencia interna, la tensión que cae en la capacidad de referencia y la tensión aplicada para la realización de la medición de prueba.

El calibrador de acuerdo con la invención se puede conectar tanto para la realización de una medición de la descarga parcial individual como también para fines de supervisión de manera duradera en el objeto de ensayo y dispone opcionalmente de teclas para el ajuste de la carga a generar así como una pantalla para la representación de la carga. Además, el calibrador utiliza, de acuerdo con una forma de realización preferida, una entrada óptica para la activación del calibrador, en el que el calibrador se puede acoplar a través de esta interfaz óptica con un aparato de medición de la descarga parcial, para poder conectar y desconectar de esta manera el calibrador a través del aparato de medición de la descarga parcial así como para poder ajustar parámetros importantes del calibrador, como por ejemplo nivel de carga, polaridad de la carga o tasa de recuperación de impulsos. Además, el calibrador puede disponer de una salida óptica para la transmisión de los datos de medición al aparato de medición de la descarga parcial. La operación en potencial requiere una interfaz aislada eléctricamente entre el calibrador y el aparato de control. Adicionalmente se obtiene una seguridad y una exactitud de la medición claramente elevadas en las tareas de medición de alta tensión y reimpide la aparición de bucles de toma de tierra, con lo que se pueden reducir las influencias de interferencia y se puede mejorar la sensibilidad de exploración.

Además, sin menoscabo de la exactitud de medición se pueden instalar varios aparatos de medición de descarga parcial, que trabajan de forma totalmente sincronizada, separados unos de los otros sobre distancias amplias, de manera que los aparatos de medición conectados individualmente están totalmente separados unos de los otros galvánicamente. El control de los aparatos de medición de la descarga parcial individual así como del calibrador se realiza partiendo de un puesto de control central, con preferencia en forma de un ordenador personal de control central.

De acuerdo con una forma de realización preferida, en el dispositivo de acuerdo con la invención se trata de un aparato portátil accionado con batería, que está configurado, en coincidencia con las normas competentes (en la realización de mediciones de la descarga parcial de alta tensión IEC 60270 e IEE 454). En caso de utilización de una interfaz óptica para la activación del calibrador, solamente tiene que estar conectado permanentemente el receptor óptico del calibrador, en el que un receptor óptico de este tipo posee un consumo de corriente extraordinariamente reducido, de manera que es posible un funcionamiento con batería hasta 10 años o más. La duración de vida útil de la batería debería seleccionarse en este caso de tal forma que la batería corresponde a un múltiplo del periodo de tiempo, después del cual debe realizarse una verificación de la capacidad de potencia del calibrador de acuerdo con las normas internacionales competentes. A través de la previsión de un funcionamiento de la batería, el calibrador se puede accionar sin ningún riesgo para la seguridad en potencial de alta tensión.

De acuerdo con una forma de realización de la invención, en el calibrador de acuerdo con la invención se trata de un calibrador de la descarga parcial en-línea libre de potencial, que se puede emplear especialmente para la realización de mediciones de la descarga parcial de alta tensión en componentes eléctricos, por ejemplo cable, máquinas giratorias o transformadores, en el laboratorio o en el lugar. No obstante, la invención no esta limitada a este campo de aplicación preferido, sino que se puede emplear en todos los lugares en los que se generan impulsos de carga de calibración para la realización de mediciones de la descarga parcial y deben emitirse a un objeto de prueba. Así, por ejemplo, la invención se puede emplear también para verificaciones de la descarga parcial o verificaciones de aislamiento en optoacopladores, semiconductores de potencia, condensadores, resistencias, bobinas de estrangulamiento, relés o similares.

El calibrador de acuerdo con la invención se puede suministrar o bien accionar con un electrodo exterior o con un juego de electrodos exteriores diferentes. Para la generación de cargas mayores, la capacidad de dispersión del electrodo exterior debería tener un radio lo más grande posible, de manera que de acuerdo con una forma de realización de la invención, se puede emplear como electrodo exterior una forma esférica, forma hemisférica o un toroide. Para la generación de cargas todavía mayores, se puede colocar el electrodo exterior en la proximidad del campo de toma de tierra. El electrodo exterior no debería presentar, a ser posible, puntas o cantos, puesto que en otro caso pueden aparecer descargas de corona, que pueden influir sobre la exactitud durante la generación del impulso de calibración. Después de que en los electrodos relativamente grandes, las interferencias externas o las modificaciones de las influencias externas repercuten más fuertemente, es ventajoso que, a ser posible, no se utilicen geometrías pequeñas para el electrodo exterior. También es concebible una integración del electrodo exterior en la carcasa del calibrador.

Con un electrodo exterior se puede realizar una zona dinámica de la cantidad de carga generable de 1:100. Se pueden generar cantidades de carga mayores a través de la utilización de diferentes electrodos exteriores. Por este motivo, es ventajoso que se suministre con el calibrador un conjunto de diferentes electrodos exteriores, que realizan resultados óptimos, respectivamente, para diferentes casos de aplicación. En general, los electrodos exteriores deberían estar en cada caso libres de descarga parcial, siendo aceptables, sin embargo, cargas parciales reducidas para la calibración de máquinas eléctricas.

El salto de la tensión realizado con la ayuda de la fuente de tensión interna para la generación del impulso de calibración debería ser en la práctica lo más grande posible para posibilitar una calibración fiable del componente eléctrico respectivo. A tal fin, de acuerdo con una forma de realización, el calibrador puede presentar una fuente de tensión interna de 90 V, que es controlada por una unidad de control interna, con preferencia en forma de un microcontrolador. Para tener reservas suficientes, con una fuente de tensión de 90 V de este tipo para la generación de los impulsos de calibración se genera, en general, un salto máximo de la tensión de 80 V.

De acuerdo con otra forma de realización preferida de la invención, el calibrador puede presentar un fotodiodo o similar, con cuya ayuda se puede sincronizar el calibrador para la calibración sincronizada con la red a través de la detección de una fuente de luz accionada con tensión de la red. De la misma manera, los aparatos individuales de medición de la descarga parcial, que pueden ser accionados junto con el calibrador de acuerdo con la invención, pueden presentar, respectivamente, un fotodiodo de este tipo para la sincronización de una fuente de luz accionada con tensión de la red.

Para hacer que el calibrador sea en gran medida independiente de influencias externas, se puede disponer el calibrador o bien su electrodo exterior en una instalación que blinda contra influencias externas, que genera un campo eléctrico predefinido en el interior de la instalación. De acuerdo con una forma de realización de la invención, esta estructura predefinida comprende dos tiroides, en los que un toroide se encuentra en potencial de toma de tierra y el otro toroide se encuentra en un potencial alto. En general, es ventajoso que para la reducción de influencias externas se mantenga un espacio definido alrededor del calibrado libre de objetos de cualquier tipo puestos a tierra o de objetos que se encuentran en potencial alto.

A continuación se explica en detalle la invención con referencia al dibujo adjunto con la ayuda de ejemplos de realización preferidos. En este caso, se describe la invención especialmente con la ayuda del ejemplo de la generación de impulsos de carga de calibración para la realización de mediciones de la descarga parcial de alta tensión en componentes eléctricos, especialmente en medios de funcionamiento de alta tensión, no estando limitada la invención, sin embargo, a este caso de aplicación preferido, sino que puede encontrar aplicación en todos los lugares en los que deben generarse impulsos de carga definidos para la realización de mediciones de la descarga parcial.

La figura 1 muestra un diagrama de bloques simplificado de un dispositivo para la generación de impulsos de carga definidos para la realización de mediciones de la descarga parcial en componentes eléctricos de acuerdo con un ejemplo de realización preferido de la invención, y

La figura 2 muestra una representación esquemática para la ilustración de la aplicación del dispositivo representado en la figura 1 junto con aparatos de medición de la descarga parcial correspondientes para la calibración en-línea durante una medición de la descarga parcial.

La figura 1 muestra un diagrama de bloques simplificado de un dispositivo de calibración o bien de un calibrador para la generación de impulsos de carga predefinidos para la realización de mediciones de la descarga parcial en componentes eléctricos de acuerdo con un ejemplo de realización de la presente invención, en el que en el calibrador representado en la figura 1 se trata especialmente de un calibrador para la realización de mediciones de la descarga parcial de alta tensión en líneas de alta tensión, transformadores o similares.

En el calibrador representado en la figura 1 se trata de un aparato portátil, que se puede conectar directamente con un objeto de ensayo. Con esta finalidad, el calibrador presenta una conexión 10, a través de la cual se emiten impulsos de carga de calibración predefinidos al objeto de ensayo, en el que estos impulsos de carga de calibración son generados especialmente de manera continua durante la realización de una medición de la descarga parcial de alta tensión, para posibilitar, también en condiciones de medición variables, una calibración progresiva y una auto verificación continua del aparato de medición de la descarga parcial correspondiente.

La carcasa 1 del calibrador comprende otra conexión 13, en la que se puede conectar un electrodo exterior 4. En el ejemplo representado en la figura 1, el electrodo exterior 4 posee una forma esférica, siendo posibles también otras formas, como por ejemplo una semiesfera o un toroide. El electrodo exterior 4 define frente a toma de tierra capacidades de dispersión C_{s}, que se representan en la figura 1 por medio de flechas correspondiente. Estas capacidades de dispersión C_{s} del electrodo exterior 4 son utilizadas por el calibrador para la generación de los impulsos de carga de calibración a emitir a través de la conexión 10 al objeto de ensayo, como se explica en detalle a continuación.

El calibrador presenta una batería interna 23 o un acumulador, de manera que el calibrador se puede accionar sin suministro de energía externa. Además, el calibrador posee teclas u otros medios de entrada 22, a través de los cuales se puede controlar el calibrador, en el que especialmente de esta manera se puede predeterminar para el calibrador el nivel de carga deseado así como la polaridad de carga de los impulsos de carga de calibración a emitir a través de la conexión 10 al objeto de ensayo.

Como se muestra en la figura 1, el calibrador comprende una pantalla 21 para la representación de los valores ajustados a través de los medios de entrada 22, especialmente del nivel de carga ajustado. El calibrador comprende, además, un fotodiodo 20, con el que se puede sincronizar el calibrador a través de la detección de una fuente de luz accionada con tensión de la red.

En el funcionamiento, el control del calibrador se realiza esencialmente a través de una conexión óptica 12, que está conectada a través de un cable de fibra óptica con un aparato de medición de la descarga parcial o un aparato de control central. De esta manera, el calibrador se puede controlar a distancia y se puede conectar y desconectar desacoplado galvánicamente o bien a través de la conexión óptica 12 se pueden ajustar diferentes parámetros como el nivel de carga y la polaridad de la carga así como la tasa de repetición de los impulsos de carga a emitir a través de la conexión 10. El calibrador presenta también una salida óptica 11 para la transmisión de resultados de la medición a un aparato de medición de la descarga parcial conectado allí o bien al aparato de control central conectado allí.

El electrodo exterior 4 está acoplado con una capacidad de referencia interna 5, cuyo valor C_{ref} es conocido, de tal manera que la capacidad de dispersión Cs del electrodo exterior 4 forma con la capacidad de referencia interna 5 un divisor capacitivo de la tensión. El electrodo exterior 4 o bien el divisor capacitivo de la tensión correspondiente son activados desde una fuente de tensión 6 regulable (por ejemplo, una fuente de tensión de 90 V), de tal manera que la carga Q_{s} almacenada en virtud de la capacidad de dispersión C_{s} en el electrodo exterior 4 puede ser emitida como impulso de calibración a través de la conexión 10. Con esta finalidad, se aplica desde la fuente de tensión 6 un salto de la tensión \DeltaV al electrodo exterior, de manera que resulta para la carga emitida la siguiente relación:

Q_{s} = C_{s} \cdot \DeltaV

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El calibrador representado en la figura 1 comprende una unidad de control central en forma de un microcontrolador 2, que se puede controlar a distancia a través de la conexión óptica 12, como se ha descrito. El microcontrolador 2 puede calcular, para el caso de que la capacidad de dispersión Cs del electrodo exterior 4 sea conocida, de una manera sencilla la altura del salto de la tensión \DeltaV, que es necesario para emitir al objeto de ensayo la carga deseada o bien el impulso de carga Q_{s} deseado como reacción al salto de la tensión \DeltaV.

No obstante, en virtud de influencias de interferencia externas, que dependen especialmente del tipo y del lugar de la conexión del calibrado en el objeto de ensayo, en general, no se conoce la capacidad de dispersión Cs de toda la estructura de alta tensión, que comprende el calibrador 1 y el objeto de ensayo de alta tensión. Por consiguiente, de acuerdo con una forma de realización preferida, el calibrador representado en la figura 1 dispone de una función de auto calibración, que posibilita calcular el valor de la capacidad de dispersión Cs.

Como ya se ha explicado anteriormente, la capacidad de dispersión Cs forma con la capacidad de referencia interna 5, cuyo valor C_{ref} se conoce, un divisor capacitivo de la tensión. Para la realización de la auto calibración se lleva la fuente de alta tensión 103 de la estructura de ensayo a un valor de la tensión, que es calculado exactamente por el aparato de medición 100. En la capacidad de referencia interna 5 cae ahora una tensión U_{ref}, que depende de la capacidad C_{s}. Esta tensión U_{ref} es detectada y es alimentada a través de un convertidor analógico/digital 7 al microcontrolador 2. El microcontrolador 2 puede calcular a continuación el valor de la capacidad de dispersión Cs a partir del valor conocido Cref de la capacidad de referencia interna 5, el valor conocido de la tensión de ensayo aplicada (transmitida desde el aparato de medición 100 a través de la conexión óptica 40) y la tensión U_{ref} medida a través del convertidor analógico/digital 7 , que cae en la capacidad de referencia 5. Después de que se conoce ahora la capacidad de dispersión Cs, el microcontrolador 2 puede calcular el salto de la tensión \DeltaV necesario para la realización del impulso de carga Q_{s} deseado, que se puede aplicar al electrodo exterior 4.

Existe la posibilidad de una calibración progresiva durante la realización de una medición de la descarga parcial. En este caso, el microcontrolador 2 supervisa de forma permanente el valor actual respectivo de la capacidad de dispersión Cs, para poder reajustar, en caso necesario, de manera correspondiente el salto de la tensión \DeltaV.

A partir de la figura 1 se deduce que de esta manera el calibrador comprende, en principio, una fuente de carga 3, que comprende como componentes individuales la fuente de tensión variable 6 así como el electrodo exterior 4 con su capacidad de dispersión C_{s}. C_{s} no está representada en este caso por un elemento material, sino por el electrodo 4 y el entorno que se encuentra en potencial de toma de tierra. Esta fuente de carga 3 es activada por el microcontrolador 2 en función del valor actual respectivo de la capacidad de dispersión C_{s} a través de un convertidor digital/analógico 8, de tal manera que en la salida 10 del calibrador, que se puede conectar con el objeto de ensayo de alta tensión, se imprime el impulso de carga Q_{s} deseado.

La longitud del impulso de carga de calibración así como la tasa de recuperación del impulso se pueden regular y pueden tener, por ejemplo, 50 ns y 500 Hz, respectivamente. Los valores habituales para la tasa de recuperación del impulso están, por ejemplo, entre 50 Hz y varios cientos de Hz hasta aproximadamente 1,2 KHz. El nivel de carga de los impulsos de calibración puede alcanzar, por ejemplo, desde 1pC hasta 1nC.

Si el proceso de auto calibración descrito anteriormente no condujese, en virtud de las condiciones de funcionamiento existente, en contra de lo esperado, a la generación de impulsos de carga de calibración dentro de un intervalo de errores de tolerancia predefinido, se pueden tomar diferentes medidas para solucionar este problema.

Así, por ejemplo, con un calibrador convencional se puede realizar en el lugar de aplicación una calibración fuera de línea y a continuación se puede ajustar el calibrador representado en la figura 1 con la ayuda del factor de calibración determinado con el calibrador convencional. El calibrador de acuerdo con la figura 1 puede permanecer, sin embargo, ahora en la estructura durante toda la medición, y se observa inmediatamente una influencia eventualmente presente de la fuente de alta tensión 103 desconectada durante la calibración fuera de línea.

De la misma manera, es posible mantener el calibrador o bien su electrodo exterior 4 dentro de un espacio predefinido libre de todo tipo de piezas puestas a tierra o de piezas que se encuentran en un potencial de tensión significativo.

De una manera alternativa, el calibrador o bien su electrodo exterior 4 se pueden disponer también en una instalación de blindaje definida, con lo que el calibrador y el electrodo exterior están blindados frente a influencias externas. Así, por ejemplo, el calibrador se puede disponer en un contenedor puesto a tierra o entre dos tiroides, uno de los cuales se encuentra en potencial de tierra y el otro se encuentra en un potencial alto.

En general, es ventajoso que para el electrodo exterior 4 se utilice una estructura, que es menos sensible frente a influencias externas. Así, por ejemplo, se pueden utilizar especialmente formas de electrodos externos al menos parcialmente esféricas o esféricas, pudiendo disponerse, además, el electrodo al menos parcialmente esférico en un cuerpo de forma toroidal, que está conectado con la carcasa 1 del calibrador.

La figura 2 muestra una representación esquemática simplificada del funcionamiento del calibrador 1 representado en la figura 1 con varios aparatos de medición de la descarga parcial de alta tensión 100, 101, que están conectados eléctricamente a través de una línea 30 para la realización de mediciones de la descarga parcial de alta tensión con un objeto de ensayo, representado por una capacidad C_{p}, de acuerdo con el ejemplo representado en la figura 2, así como de una fuente de alta tensión 103. El calibrador 1 está conectado de la misma manera con el objeto de ensayo 104 a través de la conexión 10 representada en la figura 1. El calibrador no posee ninguna conexión directa con potencial de tierra. Además, el calibrador 1 está conectado con un PC de control 102 a través de las conexiones ópticas 11, 12 representadas igualmente en la figura 1 por medio de una red de fibra de vidrio 40.

A través de esta red de fibra de vidrio 40 se pueden intercambiar informaciones de medición así como informaciones de control entre el PC de control 102, el calibrador 1 y los aparatos de medición 1001, 101, siendo posible, además, una sincronización sencilla y fiable del calibrador 1 y de los aparatos de medición 100, 101 individuales.

El aparato de control central 102 se encuentra fuera de la zona de peligro y controla el calibrador 1 así como los aparatos de medición de la descarga parcial 100, 101 individuales a través de la red de fibra de vidrio 40.

Claims (27)

1. Dispositivo para la generación de un impulso de carga definido para la realización de una medición de la descarga parcial en un componente eléctrico (30), con una carcasa (1) y con un electrodo exterior (4) que se puede aplicar en la carcasa (1), caracterizado por una unidad de control (2), que está configurada de tal forma que, en función de una capacidad de dispersión (C_{s}) del electrodo exterior (4), genera el impulso de carga definido (Q_{s}).

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo presenta una batería (23) o un acumulador para la alimentación de energía del dispositivo.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo está en forma de un aparato portátil.

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo presenta una instalación de entrada (22) para el ajuste del nivel de la carga del impulso de carga (Q_{s}).

5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo presenta una instalación de pantalla (21) para la representación de informaciones de estado del dispositivo.

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo presenta una interfaz óptica (11, 12) para el mando a distancia del dispositivo a través de una línea de fibra de vidrio que debe conectarse en la interfaz óptica (11, 12).

7. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo presenta una fuente de tensión (6) controlable, que está configurada y conectada con el electrodo exterior (4) de tal forma que a través de la aplicación de un salto de la tensión se puede emitir una carga acumulada en el electrodo exterior (4), en virtud de su capacidad de dispersión (C_{s}), como impulso de carga (Q_{s}) a través de una conexión (10) del dispositivo.

8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la unidad de control (2) está configurada de tal forma que, en función de la capacidad de dispersión (C_{s}) del electrodo exterior (4), calcula el salto de la tensión (\DeltaV), que es necesario para la generación del impulso de carga (Q_{s}) definido y activa de manera correspondiente la fuente de tensión (6) controlable.

9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el dispositivo está configurado de tal forma que calcula de manera automática la capacidad de dispersión (C_{s}) del electrodo exterior (4), para generar en función de ello, a través de la activación correspondiente de la fuente de tensión (6), el impulso de carga (Q_{s}) definido.

10. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la unidad de control (2) está configurada de tal forma que para la determinación de la capacidad de dispersión (C_{s}) del electrodo exterior (4) a través de la activación correspondiente de la fuente de tensión (6), aplica una tensión conocida en un divisor capacitivo de la tensión, que comprende la capacidad de dispersión (C_{s}) del electrodo exterior (4) y una capacidad de referencia interna (5) conocida, para calcular a continuación a través de la evaluación de la tensión (U_{ref}) que cae en la capacidad de referencia interna (5) conocida, en función de la tensión conocida y en función del valor (C_{ref}) conocido de la capacidad de referencia interna (5), la capacidad de dispersión (C_{s}) del electrodo exterior (4).

11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque el dispositivo calcula durante el funcionamiento continuamente la capacidad de dispersión (C_{s}) del electrodo exterior (4).

12. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo comprende una instalación de detección de la luz (20) para la sincronización del funcionamiento del dispositivo con una fuente de luz externa.

13. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el electrodo exterior (4) se puede acoplar de forma desprendible con la carcasa (1) del dispositivo.

14. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el electrodo exterior (4) es parte de la carcasa (1).

15. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el electrodo exterior (4) presenta al menos una superficie parcialmente esférica o esférica.

16. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque el electrodo exterior (4) presenta una superficie totalmente esférica o hemisférica.

17. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el electrodo exterior (4) presenta una superficie de forma toroidal.

18. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque el electrodo exterior (4) presenta una superficie de electrodo al menos parcialmente esférica, en el que el cuerpo de electrodo de forma toroidal se puede acoplar con la carcasa (1).

19. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo presenta una instalación de blindaje para el blindaje del electrodo exterior (4) frente a las influencias de interferencia externas, en el que el electrodo exterior (4) se puede disponer dentro de la instalación de blindaje.

20. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque la instalación de blindaje comprende un depósito puesto a tierra, en el que se puede disponer el electrodo exterior (4).

21. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque la instalación de blindaje comprende un primer cuerpo de forma toroidal y un segundo cuerpo de forma toroidal, en el que el primer cuerpo de forma toroidal se encuentra en potencial de tierra y el segundo cuerpo de forma toroidal se encuentra en un potencial de tensión más elevado y el electrodo exterior (4) se puede disponer dentro de los dos cuerpos de forma toroidal.

22. Sistema de medición para la realización de una medición de la descarga parcial en un componente eléctrico, con al menos un aparato de medición de la descarga parcial (100, 101) para la realización de una medición de la descarga parcial en el componente eléctrico (30), y con un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores para la generación de un impulso de carga de calibración definido para la calibración de la realización de la medición de la descarga parcial a través de al menos un aparato de medición de la descarga parcial (100, 101).

23. Sistema de medición de acuerdo con la reivindicación 22, caracterizado porque el sistema de medición está configurado para la realización de mediciones de la descarga parcial de alta tensión.

24. Sistema de medición de acuerdo con la reivindicación 22 ó 23, caracterizado porque el sistema de medición está configurado para la realización de mediciones de la descarga parcial en un cable o un transformador como el componente eléctrico.

25. Sistema de medición de acuerdo con una de las reivindicaciones 22 a 24, caracterizado porque el dispositivo (1) para la generación del impulso de carga de calibración definido y al menos un aparato de medición de la descarga parcial (100, 101) están conectados entre sí a través de una conexión de fibra de vidrio óptica (4).

26. Procedimiento para la generación de un impulso de carga definido para la realización de una medición de la descarga parcial en un componente eléctrico (30), que comprende la etapa de generar el impulso de carga definido (Q_{s}) en función de una capacidad de dispersión (Q_{s}) de un electrodo exterior (4) de un dispositivo correspondiente (1), en el que el impulso de carga (Q_{s}) definido es generado en función de una carga acumulada como consecuencia de un salto de la tensión (\DeltaV) en el electrodo exterior (4).

27. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 26, caracterizado porque el impulso de carga (Q_{s}) definido es generado utilizando un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 21.