ES2397584B1 - Procedimiento y dispositivo de protección de tendidos de conductores eléctricos. - Google Patents

Procedimiento y dispositivo de protección de tendidos de conductores eléctricos. Download PDF

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Abstract

La presente invención se refiere a un procedimiento de protección de tendidos de conductores eléctricos, que comprende de manera secuencial un periodo de temporización y un periodo de verificación. El periodo de temporización comprende a su vez inyectar en un extremo del conductor eléctrico una señal de radiofrecuencia, modulada y codificada para transmitir al menos un identificador único; transmitir por dicho conductor eléctrico dicha señal de radiofrecuencia; y recibir, demodular y decodificar dicha señal de radiofrecuencia en la cabecera. El periodo de verificación comprende comparar en la cabecera el al menos un identificador único recibido con una lista interna de identificadores únicos. Así, en caso de ausencia del al menos un identificador único en la cabecera, se genera un estado de alarma.#La invención se refiere además a un dispositivo para poner en práctica dicho procedimiento.

Description

PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO DE PROTECCIÓN DE TENDIDOS DE
CONDUCTORES ELÉCTRICOS
Campo de la invención
5
La presente invención se refiere de manera general al campo de la
protección de tendidos de conductores eléctricos frente al robo, tales como por
ejemplo tendidos de hilo de cobre.
Antecedentes de la invención
10
El incremento de la demanda mundial, frente a una producción estabilizada
de cobre, ha llevado a un rápido incremento del precio de este material en los
últimos años. Como consecuencia se ha desarrollado un mercado paralelo de
cable robado. El robo de cobre se ha convertido en un problema económico muy
importante, pues al precio del propio material sustraído se le añaden los
15
problemas derivados, tales como el corte de suministro, la imposibilidad de
prestación de determinados servicios (ferrocarriles, riegos), los problemas de
seguridad eléctrica derivados, y los daños causados a sistemas o maquinaria
asociados.
La sustracción de cable de cobre se produce de forma habitual en
20
localizaciones remotas, como forma natural de minimizar los riesgos por parte de
los autores del robo. Se han propuesto en la técnica anterior diversos métodos de
vigilancia automáticos para este tipo de instalaciones, tales como la detección de
movimiento, la vigilancia mediante cámaras y la protección perimetral. En todos
los casos, la solución presenta problemas prácticos evidentes debidos a las
J5
especiales características del objeto a proteger. Entre los problemas
fundamentales de estas soluciones propuestas se pueden citar los falsos positivos
debido a presencia de animales o lluvia, y la imposibilidad económica de
monitorizar largos tendidos de cobre.
Otra categoría de sistemas de protección se basa en el envío de una
· 30
tensión continua o alterna de baja frecuencia, de forma que el corte del cable
previo a la sustracción genera la interrupción del circuito eléctrico, detectándose
dicha interrupción para generar una alarma. Esta solución presenta
principalmente dos tipos de problemas. Por un lado no puede aplicarse cuando el
conductor está en funcionamiento (es decir, cuando se aplica tensión para el
35
suministro eléctrico), y por otro lado no se adapta a estructuras de cableado
complejas (como conexionados en árbol, o en estrella).
La solicitud de patente estadounidense US 2010/0085189 A1 pretende solucionar parcialmente los inconvenientes de la técnica anterior, dando a conocer un método tal como el descrito anteriormente, que además inserta una baja tensión en el circuito eléctrico cuando dicho conductor no está en funcionamiento. Sin embargo, dicho método sigue sin adaptarse a estructuras de cableado complejas.
Además, los sistemas conocidos descritos anteriormente no proporcionan niveles de protección suficientemente elevados requeridos en el campo de los tendidos de conductores eléctricos, y más concretamente en la protección de tendidos de cobre.
Por tanto, existe actualmente la necesidad en el mercado de un procedimiento y dispositivo de protección de tendidos de conductores eléctricos sencillos y económicos, que proporcionen una protección fiable y segura de los mismos y al mismo tiempo sean aplicables a estructuras de cableado complejas.
Sumario de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento y un dispositivo de protección de tendidos de conductores eléctricos, con objeto de generar una alarma cuando se detecte la interrupción de la integridad del circuito.
El procedimiento de la presente invención comprende de manera secuencial:
-
un periodo de temporización que comprende:
o inyectar en un extremo del conductor eléctrico mediante un sensor terminador una señal de radiofrecuencia, modulada y codificada para transmitir al menos un identificador único;
o transmitir por dicho conductor eléctrico dicha señal de radiofrecuencia;
o recibir, demodular y decodificar dicha señal de radiofrecuencia en
la cabecera del tendido; y -un periodo de verificación que comprende:
o comparar en la cabecera el al menos un identificador único recibido con una lista interna de identificadores únicos;
Además, el procedimiento comprende generar un estado de alarma en caso de ausencia del al menos un identificador único en la cabecera del tendido, ya que dicha ausencia del al menos un identificador único supone la sustracción del medio físico por el que se propaga la señal de radiofrecuencia (es decir, el conductor eléctrico).
Por su parte, el dispositivo de la presente invención, adecuado para poner en práctica el procedimiento descrito anteriormente, comprende:
-
al menos un sensor terminador dispuesto para inyectar una señal de
radiofrecuencia en al menos un conductor eléctrico que va a protegerse,
modulada y codificada para transmitir al menos un identificador único;
-
una cabecera dispuesta para recibir, demodular y decodificar dicha señal
de radiofrecuencia; y
-
una lista interna de identificadores únicos con la que comparar el al
menos un identificador único transmitido en dicha señal de
radiofrecuencia.
Tal como se explicó anteriormente, la cabecera está dispuesta para generar un estado de alarma en caso de ausencia del al menos un identificador único en la cabecera.
Se entiende por tanto que, tal como se describirá adicionalmente a continuación en el presente documento, la presente invención proporciona un procedimiento y un dispositivo de protección de tendidos de conductores eléctricos altamente fiables y que permiten su aplicación a estructuras de cableado complejas. En efecto, en el caso de estructuras más complejas, se incluirán tantos sensores terminadores como sea necesario, proporcionando cada uno de ellos una señal de radiofrecuencia que comprende al menos un identificador único. Dichas señales de radiofrecuencia se reciben en una única cabecera y, en caso de ausencia de un identificador único específico, puede determinarse con exactitud qué tramo de conductor eléctrico está siendo sustraído.
Por otro lado, los elementos conectados a la red eléctrica de baja tensión, así como las características de la señal transmitida, permiten el funcionamiento bajo todas las condiciones del tendido de conductores eléctricos que se pretende proteger. Es decir, el procedimiento y dispositivo de la presente invención funcionarán tanto con tensión aplicada como en el caso de que la línea haya sido temporalmente desconectada de la red eléctrica general (por ejemplo durante el día en líneas de conducción para farolas de alumbrado público en carreteras).
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se entenderá mejor con referencia a los siguientes dibujos que ilustran realizaciones preferidas de la invención, proporcionadas a modo de ejemplo, y que no deben interpretarse como limitativas de la invención
5 de ninguna manera. La figura 1 muestra un organigrama que representa el procedimiento según la realización preferida de la presente invención. La figura 2 muestra un diagrama de bloques según una primera realización básica de la presente invención. 10 La figura 3 muestra un segundo diagrama de bloques según una segunda realización más compleja de la presente invención. La figura 4 muestra la estructura interna de bloques de la cabecera del dispositivo de protección según la realización preferida de la presente invención. La figura 5 muestra la estructura interna de bloques del sensor terminador 15 del dispositivo de protección según la realización preferida de la presente invención. La figura 6 muestra la estructura completa del funcionamiento del procedimiento según una primera realización de la presente invención. La figura 7 muestra la estructura completa del funcionamiento del 20 procedimiento según una segunda realización de la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas Tal como se observa en el organigrama mostrado en la figura 1 , el procedimiento de protección de tendidos de conductores eléctricos comprende de 2'5 manera secuencial: -un periodo de temporización que comprende a su vez:
o inyectar en un extremo del conductor eléctrico mediante un sensor terminador una señal de radiofrecuencia, modulada y codificada para transmitir al menos un identificador único;
·ao o transmitir por dicho conductor eléctrico dicha señal de radiofrecuencia;
o recibir, demodular y decodificar dicha señal de radiofrecuencia en la cabecera del tendido, almacenándose los identificadores únicos recibidos; y
35 -un periodo de verificación que comprende a su vez:
o comparar en la cabecera el al menos un identificador único
recibido con una lista interna de identificadores únicos (listado de
ID).
Dicha lista interna puede configurarse previamente durante la instalación o
5
alternativamente puede generarse automáticamente por la propia cabecera tras la
puesta en marcha inicial.
En el caso de que se hayan recibido todos los identificadores únicos de la
instalación (los presentes en la mencionada lista), el sistema pasa de nuevo al
periodo de temporización. Por el contrario, si no se recibe alguno de los
1 O
identificadores únicos durante este período, el procedimiento comprende además
generar un estado de alarma, procediéndose a su envío según una configuración
predeterminada tal como se describirá a continuación en la presente invención.
Según una realización adicional preferida de la invención, con objeto de
proporcionar mayor fiabilidad al sistema, se implementa además un mecanismo
15
que impide la transmisión de la alarma la primera vez que se detecta un fallo en
un sensor, tal como por ejemplo un contador de fallos o cualquier otro mecanismo
similar conocido por los expertos en la técnica .
El diagrama de bloques básico de la figura 2 muestra el procedimiento de
la presente invención según una primera realización básica de la invención. En
20
esta figura se observa que el sensor terminador (1) genera e inyecta una señal
modulada de radiofrecuencia, que contiene el identificador único propio (ID=
00001, como ejemplo) en el conductor eléctrico (2). Las características de la señal
de radiofrecuencia y la modulación y codificación se eligen teniendo en cuenta
criterios de:
25
• Inmunidad frente a ruido eléctrico y perturbaciones electromagnéticas
presentes en la línea
• Buena sensibilidad en su detección 1demodulación
• Cumplimiento de la normativa existente relativa a señalización en líneas
de baja tensión
30
• Funcionamiento con o sin red de baja tensión conectada
La señal inyectada en el conductor eléctrico (2) se transmite a través del
mismo, y, eventualmente, llega a la cabecera (3). Dicha cabecera (3) se encarga
de detectar, demodular y decodificar la señal de radiofrecuencia recibida, que
contiene, tal como se mencionó anteriormente, el identificador único del sensor
35
terminador. La interrupción del conductor eléctrico por rotura o corte (paso previo
a la sustracción), provoca que la cabecera (3) no reciba el identificador propio del
sensor terminador (1 ), lo que se considera condición de alarma.
En el caso de una estructura más compleja de tendido de conductores eléctricos, tal como la mostrada en la figura 3, en la que existe un conductor eléctrico (2') adicional conectado como ramificación del primer conductor eléctrico (2), este tramo de conductor eléctrico (2') se monitoriza de una forma sencilla mediante conexión de un segundo sensor terminador (1 '). La cabecera (3) se programa en este caso para recibir la información procedente de los dos sensores terminadores (identificadores únicos 00001 y 00002).
Aunque en las figuras 2 y 3 se muestran dos casos de tendidos de conductores eléctricos protegidos mediante el procedimiento de la presente invención, resulta evidente que otros tendidos más complejos, con un número superior de conductores eléctricos, podrán protegerse igualmente mediante el procedimiento de la invención añadiendo el número adecuado de sensores terminadores.
Tal como se explicó anteriormente, el dispositivo de protección de tendidos de conductores eléctricos en una instalación según la presente invención comprende:
-
al menos un sensor terminador dispuesto para inyectar una señal de
radiofrecuencia en al menos un conductor eléctrico que va a protegerse,
modulada y codificada para transmitir al menos un identificador único;
-
una cabecera dispuesta para recibir, demodular y decodificar dicha señal
de radiofrecuencia; y
-
una lista interna de identificadores únicos con la que comparar el al
menos un identificador único transmitido en dicha señal de
radiofrecuencia.
Además, la cabecera está dispuesta para generar un estado de alarma en caso de ausencia del al menos un identificador único en la cabecera de la instalación.
Adicionalmente, según una realización preferida de la invención, el dispositivo comprende además un contador de fallos dispuesto para impedir la generación de un estado de alarma la primera vez que se detecta la ausencia de un identificador único.
Tal como se observa en la figura 4, la cabecera comprende a su vez los siguientes elementos constitutivos.
En primer lugar, la cabecera incluye al menos un interfaz de línea, que
adapta la circuitería interna de la cabecera a las características de la línea de conductores eléctricos que va a protegerse. Las funciones básicas de dicha al menos una interfaz son:
•
El filtrado de la señal recibida (95-125 KHz según la norma EN 50065, banda 8)
•
Adaptación de impedancias entre la circuitería interna y la impedancia de la línea de distribución de energía eléctrica
• Aislamiento y seguridad eléctrica
En segundo lugar, la cabecera incluye un módem dispuesto para demodular y decodificar la señal de radiofrecuencia transmitida por el conductor eléctrico. El módem puede demodular la señal transmitida en la banda de trabajo, con una buena sensibilidad y fiabilidad, con objeto de evitar falsas alarmas.
En tercer lugar, la cabecera incluye un controlador dispuesto para gestionar la cabecera y generar y gestionar las alarmas.
Por su parte, el módulo de transmisión de alarma está dispuesto para transmitir una señal tal como se describirá a continuación en el presente documento. Habitualmente, dicho módulo de transmisión de alarma se basa en comunicaciones mediante GSM. Sin embargo, los expertos en la técnica entenderán fácilmente que esta característica no es limitativa de la invención, ya que pueden usarse igualmente otros sistemas de comunicación conocidos en la técnica.
El bloque de alimentación se incluye en aplicaciones en las que el dispositivo se aplica a tendidos de conductores eléctricos que no reciben tensión de alimentación durante determinados periodos. Dicho bloque de alimentación proporciona la alimentación necesaria a los diferentes bloques, e implementa una batería que se encarga de mantener la seguridad del sistema durante los períodos en los que no existe tensión de alimentación disponible.
En la figura 5 se muestra la estructura del sensor terminador según la realización preferida de la invención. Dicho sensor terminador comprende los siguientes elementos constitutivos:
•
Una interfaz de línea que adapta la circuitería interna del sensor terminador a las características de la línea de conductores eléctricos que va a protegerse.
•
Un módem dispuesto en este caso para modular y codificar la señal de radiofrecuencia con el identificador correspondiente a dicho sensor terminador.
La señal se codifica y modula en la banda D descrita en la norma EN 50065 de CENELEC (95-125 KHz), para la señalización en cables eléctricos, con objeto de proporcionar interoperabilidad (no interferir ni ser interferida) con otros servicios que pudieran utilizar la misma conducción eléctrica para transmitir
5 información.
• Un controlador del sensor terminador que se encarga de proporcionar la temporización básica del sistema, almacenar los parámetros funcionales y gestionar las comunicaciones a través del módem.
Finalmente, tal como se describió anteriormente, el bloque de alimentación 1 O gestiona la carga de una batería interna para garantizar el funcionamiento de todo el dispositivo en ausencia de alimentación procedente de la red eléctrica.
El procedimiento y dispositivo de la presente invención pueden funcionar
según un modelo centralizado o según un modelo directo, representados
respectivamente en las figuras 6 y 7.
15 Tal como se muestra en la figura 6 adjunta, según el modelo centralizado, en caso de ausencia de al menos un identificador único en la cabecera (en este caso en el sensor 16), se genera una alarma (por ejemplo a través de una conexión GSM 1 GPRS), y se envía a una base de datos de una central de alarmas que se encarga a su vez de enviar la información de alarma a al menos
20 un destinatario final programado (persona(s) o institución/instituciones). Este modelo centralizado del procedimiento de la presente invención proporciona las siguientes ventajas:
• La información está centralizada y los protocolos de comunicaciones resultan más seguros (protocolo bidireccional, confirmación de la alarma, ...)
25 • Se puede verificar de forma remota (a través de un interfaz web), el estado de la instalación en cualquier momento
• El prestador de servicio proporciona, asimismo, servicios de soporte y mantenimiento a los usuarios Por su parte, según el modelo directo mostrado en la figura 7, en caso de
30 ausencia de al menos un identificador único en la cabecera (en este caso también en el sensor 16), se genera una alarma (por ejemplo a través de una conexión GSM 1 GPRS), y se envía directamente a un usuario final programado mediante, por ejemplo, un mensaje SMS.
En este caso la estructura es aún más sencilla, siendo su ventaja la 35 simplicidad del procedimiento.
Aunque se ha descrito la presente invención según diversas realizaciones
específicas de de la misma, éstas no deben interpretarse como limitativas de la
invención y los expertos en la técnica podrán aplicar fácilmente modificaciones a
las realizaciones descritas sin por ello apartarse del alcance de la invención. Por
5
ejemplo, resultará evidente que el procedimiento y dispositivo de la presente
invención puede aplicarse tanto
a tendidos de cobre como de cualquier otro
conductor eléctrico que desee protegerse.
Además, tal como se entiende fácilmente a partir de la descripción anterior,
las realizaciones preferidas de la misma permitirán su aplicación tanto con tensión
1 O
aplicada como en el caso de que la línea haya sido temporalmente desconectada
de la red eléctrica general.

Claims (17)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de protección de tendidos de conductores eléctricos, caracterizado porque comprende de manera secuencial: -un periodo de temporización que comprende:
    o inyectar en un extremo del conductor eléctrico (2, 2') mediante un sensor terminador (1, 1', 12, 14, 16) una señal de radiofrecuencia, modulada y codificada para transmitir al menos un identificador único;
    o transmitir por dicho conductor eléctrico (2, 2') dicha señal de radiofrecuencia;
    o recibir, demodular y decodificar dicha señal de radiofrecuencia en
    la cabecera (3) del tendido; y -un periodo de verificación que comprende:
    o comparar en la cabecera (3) el al menos un identificador único
    recibido con una lista interna de identificadores únicos; comprendiendo el procedimiento además: -generar un estado de alarma en caso de ausencia del al menos un
    identificador único en la cabecera (3).
  2. 2.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los conductores eléctricos (2, 2') son de cobre.
  3. 3.
    Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además impedir la generación de un estado de alarma la primera vez que se detecta la ausencia de un identificador único.
  4. 4.
    Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en caso de generar un estado de alarma, comprende además: -enviar una señal de alarma a una base de datos de una central de
    alarmas; y -enviar información de alarma desde dicha central de alarmas a al menos un destinatario final programado.
  5. 5.
    Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque, en caso de generar un estado de alarma, comprende además: -enviar una señal de alarma directamente a un usuario final programado
    mediante un mensaje SMS.
  6. 6.
    Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque la señal de alarma se genera mediante una conexión GSM/GPRS.
  7. 7.
    Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además programar la cabecera (3) para
    5 recibir varios identificadores únicos, correspondiendo cada uno de dichos identificadores únicos a un tramo de conductor eléctrico (2, 2') diferente.
  8. 8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además: -programar previamente durante la instalación la lista interna de
    1 O identificadores únicos.
  9. 9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende además: -generar automáticamente, por parte de la propia cabecera (3), la lista
    interna de identificadores únicos tras la puesta en marcha inicial.
    15 1O. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque es aplicable tanto con tensión aplicada a los conductores eléctricos (2, 2') como sin tensión aplicada a los mismos.
  10. 11. Dispositivo de protección de tendidos de conductores eléctricos, caracterizado porque comprende:
    20 -al menos un sensor terminador (1, 1', 12, 14, 16) dispuesto para inyectar una señal de radiofrecuencia en al menos un conductor eléctrico (2, 2') que va a protegerse, modulada y codificada para transmitir al menos un identificador único; una cabecera (3) dispuesta para recibir, demodular y decodificar dicha
    25 señal de radiofrecuencia; y una lista interna de identificadores únicos con la que comparar el al menos un identificador único transmitido en dicha señal de radiofrecuencia;
    estando además dispuesta la cabecera (3) para generar un estado de 30 alarma en caso de ausencia del al menos un identificador único en la cabecera (3).
  11. 12.
    Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque los conductores eléctricos (2, 2') que van a protegerse son de cobre.
  12. 13.
    Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12, caracterizado
    porque comprende además un contador de fallos dispuesto para impedir la
    generación de un estado de alarma la primera vez que se detecta la
    ausencia de un identificador único.
  13. 14.
    Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado
    porque dicha cabecera (3) comprende:
    5
    -al menos una interfaz de línea que adapta la circuitería interna de la
    cabecera (3) a las característica de la línea de conductores eléctricos (2,
    2') que va a protegerse;
    -un módem dispuesto para demodular y decodificar la señal de
    radiofrecuencia;
    10
    -un controlador dispuesto para gestionar la cabecera (3) y generar y
    gestionar las alarmas; y
    -un módulo de transmisión de alarma dispuesto para transmitir una señal
    de alarma.
  14. 15.
    Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque el módulo de
    i 5
    transmisión de alarma se basa en comunicaciones mediante GSM.
  15. 16.
    Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado
    porque dicho al menos un sensor terminador (1, 1', 12, 14, 16) comprende:
    -una interfaz de línea que adapta la circuitería interna del sensor
    terminador (1, 1', 12, 14, 16) a las características de la línea de
    20
    conductores eléctricos (2, 2') que va a protegerse;
    -un módem dispuesto para modular y codificar la señal de radiofrecuencia;
    y
    -un controlador del sensor terminador (1, 1', 12, 14, 16).
  16. 17.
    Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizado
    25
    porque es aplicable tanto con tensión aplicada a los conductores eléctricos
    (2, 2') como sin tensión aplicada a los mismos.
  17. 18.
    Dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque tanto la
    cabecera (3) como el al menos un sensor terminador (1, 1', 12, 14, 16)
    comprenden además cada uno un bloque de alimentación para proporcionar
    30
    alimentación en los periodos sin tensión aplicada a los conductores
    eléctricos (2, 2').
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