ES2668993T3 - Procedimiento y aparato de ensayo para pararrayos - Google Patents

Abstract

Aparato de testeo para pararrayos (1) con circuito de cebado, que comprende una unidad emisora (2) con un elemento de control y procesado (10.1) programado para activar el test cada tiempo t1, manteniendo dicha unidad en estado de reposo (26) durante intervalos t2, siendo t2 menor que t1 y, activar el envío del resultado cada tiempo t1 y del resultado repetido cada tiempo t2 y, una unidad receptora (3) inalámbrica con medios de identificación (19) de los estados del pararrayos. Instalación de pararrayos (1) con aparato de testeo, y procedimiento de testeo que comprende: activación (23) del elemento de control y procesado (10.1), testeo (24) cada intervalo t1, encontrándose la unidad emisora (2) en reposo (26) durante intervalos t2, envío de datos (25), envío repetido (28) de estos cada tiempo t2, activación (30) de la unidad receptora (3), recepción de datos, muestra del resultado (38) y, almacenamiento del mismo (39).

Description

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DESCRIPCIÓN

Procedimiento y aparato de ensayo para pararrayos Campo técnico de la invención

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

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

Antecedentes de la Invención

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

En ninguno de los dos casos se almacenan los resultados, por lo que no pueden visualizarse a posteriori y mucho

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menos extraerlos a cualquier dispositivo de procesado de datos para análisis de los mismos.

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

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

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

Así mismo, en ambos documentos, el sistema de análisis planteado no presenta la opción de distinguir entre los diferentes estados del pararrayos, Así, el resultado ofrecido es el de un pararrayos correcto o el de que existe un error, pero sin determinar cuál es el motivo del error, con lo cual el operario o usuario debe desplazarse hasta el pararrayos, desmontarlo y realizar una serie de comprobaciones para detectar a qué se debe el error y realizar las operaciones de reparación pertinentes.

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

La solicitud de patente japonesa JP2000321318A se refiere a un procedimiento y un aparato para medir la corriente filtrada, capaz de ejecutar la medición considerando a la vez la influencia por el componente harmónico mayor de un sistema por aplicación de un método de medición de corriente filtrada general capaz de deshacerse de un medio de medición de tensión del sistema.

La solicitud de patente japonesa JP2004037169A se refiere a un aparato de supervisión operativa de un pararrayos para determinar el estado de deterioro de un pararrayos integrando la energía de corriente de la caída de un rayo que pasa a través de un pararrayos específico y comparando el valor con un umbral específico continuamente durante un periodo largo.

Finalmente, la solicitud de patente de Estados Unidos US2001/038290A1 se refiere a sistemas de suministro de energía, y más en particular, a un sistema y procedimiento para determinar una firma característica de un cableado que reside en un dispositivo, como un transformador o generador.

Descripción de la invención

Los problemas y limitaciones de los antecedentes de la técnica se solucionan por la reivindicación 1 del aparato independiente y la reivindicación 15 del procedimiento independiente. Las características adicionales se definen en las reivindicaciones dependientes correspondientes. El aparato de ensayo para pararrayos con dispositivo de cebado que aquí se presenta comprende por una parte una unidad emisora configurada para ser instalada en un pararrayos con unos medios de alimentación y almacenamiento de energía, un circuito de medición de la respuesta en frecuencia del dispositivo de cebado del pararrayos, un elemento de control y procesado para activar la medida y procesar la respuesta en frecuencia resultante, un conversor A/D de la señal analógica obtenida del ensayo realizado al dispositivo de cebado antes de su procesado, un circuito modulador que recibe la señal y una antena emisora para transmitir los datos obtenidos por el circuito de medición ya modulados.

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

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

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

Este aparato de ensayo para pararrayos con dispositivo de cebado que aquí se presenta realiza un ensayo frecuencial. Este consiste en que el elemento de control y procesado genera un conjunto de pulsos de un tiempo de valor configurable que ataca al dispositivo de cebado del pararrayos. Este dispositivo de cebado proporciona una respuesta en tensión y frecuencia que guarda una relación con la configuración y el estado del pararrayos.

Esto puede comprender como ensayo adicional la evaluación de la respuesta temporal del circuito ante señales transitorias, alternas o continuas, sean periódicas o no. De este modo, ante un pulso o conjunto de ellos, aplicando señales de cualquiera de los tipos mencionados, se evalúa la respuesta del dispositivo pasado un tiempo de valor

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también configurable, midiéndose la evolución de dicho conjunto de pulsos introducido previamente. Se obtiene una señal analógica medida por el circuito de medición, que se transforma en digital mediante el conversor A/D y mediante el elemento de control y procesado es procesada mediante procedimientos matemáticos que permiten obtener la respuesta ante transitorios del pararrayos con dispositivo de cebado.

Por otra parte, el aparato de ensayo presenta una unidad receptora inalámbrica, unos medios de identificación de los diferentes estados del pararrayos, una memoria interna que permite almacenar los datos de los sucesivos ensayo realizados y un conector externo a la misma para extracción de los datos a un dispositivo de procesado de los mismos.

Los medios de identificación de los diferentes estados del pararrayos de esta unidad receptora pueden estar formados por unos pilotos luminosos, preferentemente tipo led, si bien cualquier forma de visualización del resultado resulta óptima.

Así mismo, esta unidad receptora comprende un interruptor de encendido, unos medios de alimentación y almacenamiento de energía, un elemento de control y procesado, un conversor CC/CC que reduce la tensión de los medios de almacenamiento conectado al elemento de control y procesado, un circuito de desconexión o autodesconexión del sistema de alimentación, una antena integrada para la recepción de los datos, un elemento de demodulación de los mismos y una pantalla de visualización de los resultados.

Esta unidad receptora permite visualizar los datos de ensayo anteriores que se guardan en la memoria interna de la misma y comprende un pulsador para la activación de esta función. Opcionalmente, se puede incluir un sistema de identificación individual de cada pararrayos que es enviado mediante un código único, a la unidad receptora, para facilitar las operaciones de mantenimiento y seguimiento, así como para poder identificar la procedencia de los datos en instalaciones con más de un pararrayos con dispositivo de cebado.

La unidad emisora por su parte, puede comprender elementos de protección frente a sobretensiones en cada conexión susceptible de verse afectada por una sobretensión.

Este aparato cumple la normativa UNE 21186:2011 en todos sus puntos.

Además del aparato de ensayo para pararrayos con dispositivo de cebado, se presenta en la presente memoria una instalación de pararrayos con aparato de ensayo siendo este como el definido anteriormente.

Dicha instalación de pararrayos es tal que la unidad emisora del aparato es apta para su colocación en el pararrayos, donde la carcasa del mismo puede tener cualquier configuración, bien tronco-piramidal, acampanada, esférica, de casquete, cilíndrica o cualquier otra que presente los elementos característicos de un pararrayos como por ejemplo punta y eje.

La unidad emisora del aparato de ensayo puede encontrarse integrada en el interior del pararrayos o en el exterior del mismo.

En este último caso, dicha unidad emisora comprende una carcasa conectada a la parte del pararrayos que se encuentra conectada a tierra. Dicha carcasa presenta una primera abertura para la emisión de la señal RF y una segunda abertura para la conexión por cable del circuito de medición de la respuesta en frecuencia en la unidad emisora y el dispositivo de cebado del pararrayos.

Dicha conexión de la carcasa de la unidad emisora con el pararrayos puede comprender una pieza de adaptación y orientación de la carcasa.

Por último, en esta memoria además del aparato de ensayo para pararrayos con dispositivo de cebado y la instalación de pararrayos con dicho aparato, se presenta un procedimiento de ensayo para pararrayos con dispositivo de cebado mediante el aparato de ensayo descrito y para instalaciones de pararrayos con aparato de ensayo como el definido anteriormente.

Este procedimiento comprende una serie de pasos que se inician con una activación del elemento de control y procesado.

A continuación, se realiza un ensayo del dispositivo de cebado del pararrayos por la unidad emisora. Dicho ensayo se efectúa cada vez que se sobrepasa un intervalo de tiempo t1 determinado o, en el caso en que se detecte una parada en el suministro por los medios de alimentación de la unidad emisora.

Con la finalidad de reducir el consumo de energía, esta unidad emisora se encuentra normalmente en un estado de reposo un tiempo t2 determinado, siendo t2 menor que t1.

Seguidamente, se realiza el envío tanto de los datos resultantes del ensayo como de las características del pararrayos a la unidad receptora, como si procede, del código de identificación del pararrayos. Este envío se realiza cada vez que se realiza el ensayo, que es cada vez que se sobrepasa el período de tiempo t1 o en caso de que se detecte una parada en el suministro.

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Por otra parte, cada vez que se interrumpe el estado de reposo transcurrido un tiempo t2, se realiza un envío con los datos repetidos del último ensayo realizado. Los envíos de un determinado ensayo de forma repetida se realizan cada tiempo t2 hasta que se sobrepasa el tiempo t1, en que se realiza un nuevo ensayo que es el que empieza a enviarse a partir de ese momento de forma repetida con cada tiempo t2 hasta sobrepasar de nuevo el tiempo t1.

Para la obtención del resultado de los datos, debe activarse la unidad receptora, realizándose la recepción de los datos desde la unidad emisora en un tiempo inferior o igual a t2. Esta activación se realiza cada vez que se realiza un envío de datos ya sea de ensayo o repetidos.

Los datos recibidos comprenden al menos una muestra del resultado del ensayo diferenciando el estado en que se encuentra el pararrayos que puede ser que está correcto, cortocircuitado o con una respuesta en frecuencia y/o tensión del dispositivo de cebado incorrecta. Además se pueden añadir otros datos de utilidad como puede ser la referencia del pararrayos o sus características.

Al activar la unidad receptora, puede activarse un contador de tiempo de espera con un tiempo límite t3 configurable. Este valor de tiempo t3 es superior al valor del intervalo de tiempo t2, de manera que si se supera el tiempo t3 sin haber recibido ninguna trama de datos, se genera una señal de error, identificando el mismo como que el receptor se encuentra fuera del rango de emisión de la unidad emisora, sin energía suficiente como para realizar el envío o degradado por algún otro motivo.

Por el contrario, si no se supera el tiempo límite t3, existen dos posibilidades; por un lado, que la señal recibida sea correcta, en cuyo caso el resultado mostrado determina el estado en el que se encuentra el pararrayos, que puede ser correcto, cortocircuitado o que su respuesta en frecuencia y/o tensión del dispositivo de cebado no sea la correcta, y, por otro lado puede ocurrir que la señal recibida no sea la correcta, que en este caso permite identificar si existe un error en la recepción de los datos.

Por último, se almacenan los datos recibidos para posteriores visualizaciones.

Con el aparato de ensayo para pararrayos con dispositivo de cebado, la instalación de pararrayos con dicho aparato de ensayo y el procedimiento de ensayo mediante dicho aparato que aquí se proponen, se obtiene una mejora significativa del estado de la técnica.

Esto es así pues el aparato de ensayo presenta unos medios de alimentación y almacenamiento de energía que no presentan ninguna limitación en cuanto a ciclos de carga/descarga, ni utiliza sustancias tóxicas ni reacciones químicas para obtención de la energía, con lo cual se reducen los costes de mantenimiento y de tratamiento de residuos, si bien se pueden utilizar medios de alimentación comunes como pueden ser baterías, incurriendo en los inconvenientes anteriormente fijados. Además la unidad receptora es inalámbrica con lo cual se eliminan las limitaciones de accesibilidad del operario o usuario que existen en los dispositivos cableados existentes en el estado de la técnica y a su vez desaparecen los riesgos por cables expuestos que presentan mayor posibilidad de deterioro además de sufrir sobretensiones inducidas.

Se plantea un procedimiento de ensayo muy efectivo a la vez que seguro puesto que un análisis frecuencial en baja tensión permite identificar el estado completo del PDC, ya que cada elemento que forma parte del pararrayos tiene una contribución a la respuesta en frecuencia de este. Además al realizarse en baja tensión no existe ningún problema asociado a la seguridad de las personas ni los bienes.

Se permite la combinación de un ensayo frecuencial como de uno temporal analizando la respuesta ante transitorios del dispositivo, para ofrecer un análisis más exhaustivo si fuera necesario. Además la posibilidad de identificar electrónicamente cada terminal, permite una gran simplificación en las labores de revisión y mantenimiento por parte de los operarios o usuarios.

Este aparato de ensayo no presenta ninguna parte electromecánica, con lo cual se evitan igualmente posibles ruidos debidos a la conmutación de los relés. Además, presenta elementos de protección frente a sobretensiones para una mayor protección del aparato.

Así mismo, el aparato propuesto presenta una memoria de almacenamiento de datos, así como la posibilidad de extracción de los mismos a un ordenador o cualquier otro dispositivo procesador de datos, para el análisis de los mismos. También pueden visualizarse en la propia pantalla de la unidad receptora.

Otra ventaja que presenta es que al mostrar los resultados el aparato no se limita a decir que existe un error, sino que discrimina entre las posibles causas del mismo, determinando en qué situación se encuentra el pararrayos.

Este aparato a su vez, minimiza el consumo de energía al reducir el número de ensayos realizados. Así, gracias al estado de reposo en el que se mantiene a la unidad emisora y que los ensayo se realizan cada determinado tiempo superior al tiempo de reposo, se obtiene la recepción de una señal cada fin de un estado de reposo, que constata que el aparato funciona, pero no se realiza un nuevo ensayo hasta un tiempo determinado en que se considera que ya es necesario. Se consigue con ello reducir el consumo y cuidar al máximo los componentes que forman parte del aparato de ensayo y el dispositivo de cebado.

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Este aparato de ensayo es válido para cualquier pararrayos con dispositivo de cebado, independientemente de si este dispositivo es un circuito de cebado eléctrico o electrónico pasivo o activo, un piezoeléctrico o con perfil especial. Cualquier pararrayos que disponga de algún elemento flotante es susceptible de ser ensayado por este sistema.

Además, este aparato es igualmente válido para pararrayos con circuito de cebado electrónico activo como pasivo.

Con la instalación de pararrayos con aparato de ensayo, se ofrece una variedad de posibles colocaciones del aparato, que ofrece mayores posibilidades, pues la unidad emisora puede estar integrada en el pararrayos o encontrarse en su exterior, lo que facilita las tareas de reparación y mantenimiento cuando estas sean necesarias.

Con el procedimiento de ensayo para pararrayos con dispositivo de cebado, mediante un aparato de ensayo como el indicado, también se obtienen múltiples ventajas, pues es un procedimiento de ensayo totalmente autónomo mediante un análisis frecuencial del dispositivo de cebado, para comprobar si el equipo funciona correctamente.

Este procedimiento permite distinguir entre los posibles estados en los que puede encontrarse el pararrayos, reduciendo el tiempo de actuación del operario o usuario, pues si existe un error va a tener determinado cuál es el motivo y por tanto se puede corregir con mayor rapidez.

Se consigue por tanto un procedimiento de ensayo mucho más seguro y de un menor costo, que resulta muy efectivo, fácil de utilizar, cómodo para el operario o usuario y que facilita el resultado concreto del estado del pararrayos.

Breve descripción de los dibujos

Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se aporta como parte integrante de dicha descripción, una serie de dibujos donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

la Figura 1 muestra un diagrama de flujo del procedimiento operativo de la unidad emisora.

La Figura 2 muestra un diagrama de flujo del procedimiento operativo de la unidad receptora.

La Figura 3 muestra un diagrama de bloques de los circuitos electrónicos de la unidad emisora.

La Figura 4 muestra un diagrama de bloques de los circuitos electrónicos de la unidad receptora.

La Figura 5 muestra una vista en perspectiva de una unidad emisora situada en el exterior del pararrayos, para un primer modo de realización preferente de la invención.

La Figura 6 muestra una vista en planta de una unidad receptora para un primer y un segundo modos de realización preferentes de la invención.

La Figura 7 muestra una vista frontal de una unidad emisora situada en el interior del pararrayos, para un segundo modo de realización preferente de la invención.

Descripción detallada de un modo de realización preferente de la invención

A la vista de las figuras aportadas, puede observarse cómo en un primer modo de realización preferente de la invención, el aparato de ensayo para pararrayos 1 con dispositivo de cebado que aquí se propone está formado por una unidad emisora 2 configurada para ser instalada en un pararrayos 1 y, una unidad receptora 3.

La unidad emisora 2, como puede observarse en la Figura 3, comprende unos medios de alimentación 4, que en este primer modo de realización preferente de la invención están formados por un panel solar y, unos medios de almacenamiento 5 de la energía obtenida por el mismo, que cumplen la condición de no presentar límite en el número de ciclos carga/descarga, ni precisar de tratamiento de residuos, formando ambos parte del bloque de alimentación A.

Presenta un segundo bloque de medida B, formado por un circuito de medición 6 de la respuesta en frecuencia del pararrayos y un conversor A/D 7 de esta respuesta antes de ser procesada y, un tercer bloque de emisión C que comprende un circuito modulador 8 que recibe la señal, la modula y la envía a través de una antena de emisión 9.

La unidad emisora 2 comprende a su vez un elemento de control y procesado 10.1 para la activación del módulo de ensayo 44 y el procesado de la respuesta en frecuencia digitalizada resultante. Dicho elemento de control y procesado 10.1 está programado para activar la realización del ensayo de forma repetida cada vez que transcurre un período de tiempo t1 determinado, que en este primer modo de realización preferente de la invención es de 24h. De igual modo, la unidad emisora 2 se encuentra en un estado de reposo 26 que va a durar un período de tiempo t2, también determinado, con la condición de que t2 es menor que t1. Por último, el elemento de control y procesado 10.1 activa el envío del resultado del ensayo cada vez que se realiza uno nuevo al transcurrir un tiempo t1 y, activa el envío repetido de este mismo resultado cada tiempo t2 en que termina el estado de reposo.

En este modo de realización preferente de la invención, el aparato de ensayo comprende un sistema de identificación individual de cada pararrayos, de manera que cuando el elemento de control y procesado 10.1 realiza el envío del resultado del ensayo, activa igualmente el envío de la identificación del equipo a la unidad receptora. En

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el caso del envío repetido del resultado del ensayo anterior, igualmente se envía de forma simultánea la identificación del equipo al que corresponden esos datos.

Tanto t1 como t2, en este modo de realización preferente de la invención, son configurables mediante software.

Como se observa en la Figura 3, en cada conexión la unidad emisora 2 presenta un elemento de protección 11 frente a sobretensiones.

La unidad receptora 3 es inalámbrica y, comprende unos medios de identificación 19 de los diferentes estados del pararrayos, una memoria interna que permite almacenar los datos de los ensayo que se van realizando y un conector externo a la misma, que va a permitir la extracción de los datos de dichos ensayo hasta un dispositivo de procesado de los mismos. La unidad receptora, como puede observarse en la Figura 6, presenta un pulsador 12 para poder visualizar dichos datos de ensayo anteriores en la misma.

Como se muestra en la Figura 4, la unidad receptora 3 está formada por un bloque de alimentación D que presenta dichos medios de alimentación y almacenamiento de energía 13, un interruptor de encendido 14 de la unidad receptora 3, un conversor CC/cC 15 opcional y un circuito de desconexión automática 16 para el caso en que la unidad lleve un tiempo excesivo sin ser apagada de forma manual por el operario.

Esto presenta a su vez un bloque de recepción E formado por una antena 17 integrada para la recepción de los datos y un elemento de demodulación 18 de los mismos.

Por último, comprende un bloque de visualización F formado por los medios de identificación 19 de los diferentes estados del pararrayos 1 que en este primer modo de realización preferente de la invención están formados por unos pilotos luminosos 19.1 tipo led y, una pantalla de visualización 19.2 del resultado y opcionalmente la identificación del terminal.

Así mismo, la unidad receptora 3 comprende un elemento de control y procesado 10.2 que interrelaciona estos bloques de actuación D, E, F.

Este aparato cumple la condición de ser capaz de soportar al menos 3 impulsos de corriente de amplitud 100 kA de onda 10/350 ps, así como la normativa UNE 21186:2011 en todos sus puntos.

En este modo de realización preferente de la invención, además del ensayo frecuencial, se realiza un ensayo adicional que evalúa la respuesta temporal del circuito frente a cada impulso o conjunto de impulsos, obteniendo la respuesta del circuito pasado un tiempo de valor configurable.

En esta memoria se presenta también una instalación de pararrayos 1 con aparato de ensayo siendo este como el definido.

En este primer modo de realización preferente de la invención, como puede observarse en la Figura 5 el pararrayos 1 presenta una configuración a modo de carcasa en cuyo interior se encuentra dispuesto el dispositivo de cebado, no representado en las Figuras, con la correspondiente punta 46 y el correspondiente eje 45.

En esa misma Figura 5, se muestra que en este modo de realización preferente de la invención la unidad emisora 2 del aparato de ensayo para pararrayos 1 con dispositivo de cebado se encuentra instalada en el exterior del pararrayos 1.

De este modo, la unidad emisora 2 comprende una carcasa 20 conectada al pararrayos 1, en la parte del mismo que se encuentra conectada a tierra 45, para de este modo, evitar diferencias de potencial peligrosas y apantallar el equipo.

La carcasa 20 de esta unidad emisora 2 presenta una primera abertura para la emisión de la señal y una segunda abertura para la conexión mediante cable 21 del circuito de medición 6 de la respuesta en frecuencia equivalente del dispositivo de cebado, existente en la unidad emisora 2, con el dispositivo de cebado del pararrayos 1.

En este modo de realización preferente de la invención y tal y como se puede observar en la Figura 5, la conexión de la unidad emisora 2 con el pararrayos 1 presenta una pieza de adaptación 22 y orientación de la carcasa 20. De este modo, se posibilita que la carcasa 20 se coloque de manera que el panel solar quede orientado hacia la posición deseada, preferentemente la de mayor exposición media a la luz solar durante todo el año.

En la Figura 7 puede observarse el pararrayos para un segundo modo de realización de la invención en el que el aparato de ensayo para pararrayos con dispositivo de cebado es similar al descrito para el primer modo de realización de la invención, pero en la que la instalación de pararrayos comprende la unidad emisora del aparato integrada en el interior de la carcasa del pararrayos.

Como se muestra en dicha Figura 7, en este segundo modo de realización preferente de la invención, el pararrayos 1 presenta igualmente un cuerpo a modo de carcasa en cuyo interior se encuentra alojado el dispositivo de cebado, no representado, con la correspondiente punta 46 y el correspondiente eje 45, con la particularidad de que la unidad

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emisora 2 se encuentra integrada en el interior del cuerpo del pararrayos 1. En este caso, no es necesaria la carcasa 20 anteriormente descrita.

En esta memoria se presenta a su vez, para ambos modos de realización preferente de la invención, un procedimiento de ensayo para pararrayos 1 con dispositivo de cebado, según el aparato de ensayo y la instalación de pararrayos 1 con dicho aparato definidos en esta misma memoria.

Así pues, este procedimiento de ensayo está formado por los pasos siguientes:

Como se puede observar en la Figura 1, en primer lugar se realiza la activación 23 del elemento de control y procesado (10.1).

En segundo lugar se realiza un ensayo 24 del dispositivo de cebado del pararrayos 1 cada intervalo de tiempo determinado t1 que en este modo de realización preferente de la invención es de 24 horas.

A continuación, se envían los datos 25 obtenidos del ensayo junto con los datos de identificación del pararrayos, de forma inalámbrica hasta la unidad de recepción 3.

Una vez realizado el envío de datos 25, la unidad emisora 2 entra en estado de reposo 26 durante un tiempo determinado t2, configurable según las necesidades o condicionantes y, que en este modo de realización de la invención es de 90 segundos, que cumple la condición de ser menor que el valor de t1.

El siguiente paso ocurre una vez que ha transcurrido un intervalo de tiempo t2 de 90 segundos, y por tanto la unidad emisora finaliza su periodo de reposo. En ese momento el elemento de control y procesado realiza un análisis 27 sobre si ha transcurrido un período de tiempo t1 de 24 horas. En caso negativo, se repite el envío 28 de los mismos datos resultantes del anterior ensayo realizado, cada tiempo t2 de 90 segundos, hasta que transcurra un tiempo t1 de 24 horas.

Si por el contrario, el elemento de control y procesado (10.1) analiza si el tiempo transcurrido es superior a t1 que en este caso es de 24 horas, y el resultado es positivo, activa el módulo de ensayo 44 para la realización de un nuevo ensayo 29 del dispositivo de cebado del pararrayos 1.

La activación de la realización 29 de un nuevo ensayo se realiza igualmente si se detecta la existencia de una parada en los medios de alimentación de la unidad emisora.

A continuación la unidad emisora vuelve a entrar en reposo 26 y se repite el proceso.

En la Figura 2 se muestra el procedimiento operativo de la unidad receptora 3. Este proceso se inicia con la activación 30 de la unidad receptora 3 cada vez que se realiza un envío de los datos del ensayo.

Desde el momento de la activación 30, la unidad receptora 3 está a la espera de recibir una trama de datos que sea compatible con el estándar de comunicación utilizado. Con el inicio del funcionamiento de esta unidad se activa un contador 31 de tiempo de espera, con un tiempo límite determinado t3 que en este modo de realización preferente de la invención es de 2 minutos, que cumple ser mayor que el tiempo de reposo t2 de 90 segundos.

Este contador va a permitir a la unidad receptora 3 comprobar si se ha recibido una trama de datos dentro del tiempo de emisión/recepción máximo configurado en ambos dispositivos.

Para ello, se realiza un análisis de si se ha excedido el tiempo de espera 32. Si del análisis resulta que sí se ha excedido el tiempo de espera 32.1, sin obtención de datos, la unidad emisora 3 determina que existe un error 40 debido a que se encuentra fuera del rango de alcance del equipo emisor o que el emisor funciona incorrectamente y muestra este resultado 41 al operario o usuario, finalizando el procedimiento 42, para que el operario o usuario pueda reparar el problema.

En el caso en que no se ha excedido el tiempo de espera 32.2 el receptor continúa esperando la trama de datos y analiza si la recibe o no 33. Si no se reciben los datos 33.2 continúa la espera.

Si por el contrario sí llega una trama de datos compatible 33.1 al receptor 3 antes de que se exceda el tiempo de espera, este comprueba 34 si dichos datos son conformes a los posibles resultados del ensayo.

Si los datos no son compatibles 34.2, la unidad emisora determina que existe un error 40 debido a que los datos recibidos no concuerdan con los posibles resultados del ensayo y muestra este resultado 41 al operario o usuario, finalizando el proceso 42 para que el operario o usuario pueda reparar el problema. De este modo, se distingue el error debido a que el receptor no se encuentra dentro de la zona de alcance del emisor 32.1 o si el error es por una recepción de datos erróneos 34.2.

En el caso en que los datos recibidos sí se correspondan 34.1 con los posibles resultados del ensayo, la unidad receptora 3 analiza si el pararrayos 1 funciona correctamente 35. Si efectivamente el resultado es afirmativo 35.1, se muestra dicho resultado 38 al operario o usuario y se almacena el resultado 39, volviendo al inicio 43 del procedimiento.

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Si el resultado determina que el estado del pararrayos no es correcto 35.2, se analiza si existe un cortocircuito 36. En este caso, al igual que en el anterior, si el resultado es que sí existe un cortocircuito 36.1, se muestra el resultado 38 al operario o usuario y se almacena el mismo 39 iniciándose de nuevo el proceso 43, pero si el resultado obtenido es que no existe cortocircuito 36.2, pasa a analizarse si lo que ocurre es que la respuesta frecuencial del dispositivo de cebado no es la correcta 37.

Si efectivamente se obtiene que no es la correcta 37.1, se muestra este resultado 38 al operario o usuario, y se almacena el resultado 39 volviendo a iniciarse el proceso 43, mientras que si ese tampoco es el problema, se determina la existencia de un error 40 y se muestra el resultado 41 al operario o usuario finalizando el proceso 42 para subsanar el error existente.

El almacenamiento 38 de los resultados se realiza en la memoria interna de la unidad receptora para poder visualizarlos de nuevo en la pantalla 19.2 de resultados o para extraerlos a un dispositivo externo de procesado de datos, como puede ser un ordenador.

Con el aparato de ensayo para pararrayos con dispositivo de cebado, la instalación de pararrayos con el mismo y el procedimiento de ensayo mediante este aparato que aquí se presenta se consiguen importantes mejoras respecto al estado de la técnica.

Así pues, se obtiene un ensayo que permite de una forma segura y de muy bajo consumo, un ensayo frecuencial y/o temporal de análisis de transitorios muy sencillo y eficaz.

Además, con este aparato de ensayo y gracias a los medios de alimentación y almacenamiento que presenta, no existe limitación en los ciclos carga/descarga, ni precisa de tratamiento de residuos.

De este modo, se reducen los costes y además, siendo un aparato con una unidad receptora inalámbrica, se facilita la manejabilidad del mismo por los operarios o usuarios, eliminando los límites de accesibilidad, así como aumentando la seguridad de los mismos.

El aparato de ensayo además ofrece la posibilidad de guardar los resultados obtenidos en una memoria interna para una posterior visualización de los mismos en la misma unidad receptora o bien poder descargarlos mediante el conector externo a un dispositivo de procesado de datos en el cual se pueden realizar estudios mucho más completos de los resultados obtenidos del dispositivo de cebado.

Así mismo, este aparato diferencia entre los diferentes motivos por lo que pueda dar error el resultado del ensayo, con lo cual resulta mucho más eficiente ya que el operario o usuario conoce rápidamente donde se encuentra el problema y puede actuar en seguida para remediarlo. Todo ello se realiza además con un número reducido de ensayo, con lo cual disminuye el consumo del aparato de ensayo además de reducirse igualmente el desgaste de los elementos que intervienen en el ensayo.

Por su parte la instalación de pararrayos con este aparato de ensayo permite la opción de que la unidad emisora se encuentre dentro o fuera de la carcasa del pararrayos, según las características determinadas de cada caso.

Así mismo, el procedimiento de ensayo para pararrayos con este tipo de aparato e instalación es completamente autónomo y permite que el aparato de ensayo sea capaz de distinguir los diferentes estados en que se encuentra el dispositivo de cebado de un determinado pararrayos.

Por último también existe la posibilidad de que el emisor envíe además del ensayo la referencia del pararrayos al que se somete al ensayo, permitiendo una identificación unívoca del pararrayos, evitando que exista confusión entre los distintos pararrayos.

Es pues un procedimiento sencillo y cómodo que facilita en gran medida el trabajo del operario o usuario al permitir que el aparato de ensayo pueda ofrecer un resultado lo más concreto posible.

Claims (18)

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   REIVINDICACIONES

   1. Aparato de ensayo para un dispositivo de cebado de un pararrayos (1), comprendiendo el aparato de ensayo:

   - una unidad emisora (2) configurada para ser instalada en un pararrayos (1), que incorpora unos medios de alimentación (4) y medios de almacenamiento (5) de energía, y

   - una unidad receptora (3) inalámbrica que comprende una antena receptora (17), y un demodulador (18) de señales para demodular la señal obtenida por la misma, caracterizado porque la unidad emisora (2) comprende además un elemento de control y procesado (10.1) configurado para generar un conjunto de pulsos con un tiempo con un valor configurable que ataca al dispositivo de cebado del pararrayos y configurado además para activar dicho dispositivo de cebado y procesar la respuesta de frecuencia resultante, un circuito de medición (6) configurado para medir la respuesta en frecuencia del dispositivo de cebado del pararrayos, un módulo de ensayo (44) configurado para ser activado por el elemento de control y procesado (10.1), un conversor analógico-digital (7) configurado para convertir la señal analógica obtenida del ensayo realizado en el dispositivo de cebado antes de su procesado, un circuito modulador (8) configurado para modular la señal y una antena emisora (9) configurada para transmitir los datos procesados previamente modulados;

   - en el que el elemento de control y procesado (10.1) está programado para activar el ensayo del dispositivo de cebado que realiza el módulo de ensayo (44), cada intervalo de tiempo t1 configurable, manteniendo la unidad emisora (2) en estado de reposo (26) durante un intervalo de tiempo t2 configurable, siendo t2 menor que t1 y para activar el envío del resultado de un nuevo ensayo cada tiempo t1 y el envío del resultado repetido del último ensayo realizado cada tiempo t2;

   - y en el que la unidad receptora (3) comprende además unos medios de identificación (19) configurados para identificar los diferentes estados del pararrayos, una memoria interna adaptada para permitir almacenar los datos de los sucesivos ensayos realizados y, un conector externo adaptado para extraer dichos datos en un dispositivo de procesado de datos.
2. 2. El aparato de ensayo según la reivindicación 1, en el que los tiempos t1 y t2 son configurables mediante software.
3. 3. El aparato de ensayo según la reivindicación 1, en el que los tiempos t1 y t2 son configurables mediante una configuración de la temporización de los elementos del aparato de ensayo.
4. 4. El aparato de ensayo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aparato de ensayo está configurado para soportar al menos tres impulsos de corriente de amplitud 100 kA con una onda 10/350 ps.
5. 5. El aparato de ensayo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad receptora (3) comprende un interruptor de encendido/apagado (14), unos medios de alimentación y almacenamiento (13) de energía, un elemento de control y procesado (10.2), un conversor CC/CC (15) opcional, configurado para reducir la tensión de los medios de almacenamiento (13) conectado al elemento de control y procesado (10.2), un circuito de desconexión automática (16) y una pantalla (19.2) de visualización de los resultados.
6. 6. El aparato de ensayo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad receptora (3) permite visualizar los datos de ensayo anteriores y comprende un pulsador (12) para activar esta opción.
7. 7. El aparato de ensayo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además un sistema de identificación configurado para identificar el pararrayos en cada trama de datos para facilitar las tareas de control, seguimiento y mantenimiento de los pararrayos.
8. 8. El aparato de ensayo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el aparato de ensayo, además del análisis frecuencial, está configurado para realizar un análisis temporal de la respuesta del circuito ante señales transitorias, alternas o continuas, sean periódicas o no.
9. 9. El aparato de ensayo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad emisora (2) comprende elementos de protección (11) configurados para proteger frente a sobretensiones en cada conexión susceptible de recibir una sobretensión.
10. 10. Instalación de pararrayos (1) con aparato de ensayo, como el que se define en las reivindicaciones 1 a 9, en el que la unidad emisora (2) del aparato de ensayo es apta para su colocación en el pararrayos (1), y la unidad emisora (2) comprende una carcasa (20) que es de forma tronco-piramidal, acampanada, de casquete, cilíndrica, esférica o cualquier otra forma de los elementos característicos de un pararrayos como pueden ser punta y eje (45).
11. 11. La instalación según la reivindicación 10, en la que la unidad emisora (2) del aparato de ensayo se encuentra integrada en el interior de la carcasa del pararrayos (1).
12. 12. La instalación según la reivindicación 10, en la que la unidad emisora (2) del aparato de ensayo se encuentra en el exterior de la carcasa del pararrayos (1).
13. 13. La instalación según la reivindicación 11, en la que la carcasa (20) está conectada a la parte del pararrayos (1) que se encuentra conectada a tierra (45), y presenta una primera abertura para la emisión de la señal y una segunda

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    abertura para la conexión por cable (21) del circuito de medición para medir la respuesta en frecuencia en la unidad emisora (2) y el dispositivo de cebado del pararrayos (1).
14. 14. La instalación según la reivindicación 11, en la que la conexión de la carcasa (20) de la unidad emisora (2) comprende una pieza (22) configurada para la adaptación y orientación de la misma.
15. 15. Procedimiento de ensayo, que usa el aparato de ensayo definido en las reivindicaciones 1 a 9, para el ensayo de un pararrayos (1) con dispositivo de cebado y para el ensayo de la instalación de un pararrayos como se define en las reivindicaciones 10 a 14, comprendiendo el procedimiento de ensayo:

    - la activación (23) del elemento de control y procesado (10.1);

    - el ensayo (24) del dispositivo de cebado del pararrayos (1) por la unidad emisora (2) cada vez que se sobrepasa un intervalo de tiempo t1 determinado, o si se detecta una falta de suministro en los medios de alimentación (4) de la misma, encontrándose dicha unidad emisora (2) en un estado de reposo (26) durante intervalos de tiempo t2 determinados, siendo t2 menor que t1;

    - el envío (25) de los datos resultantes del ensayo y características del pararrayos (1) a la unidad receptora (3);

    - el envío repetido (28) de dichos datos, cada intervalo de tiempo t2, cuando se interrumpe el estado de reposo (26), hasta que se sobrepasa el período de tiempo t1;

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

    - la muestra (38) del resultado diferenciando el estado del pararrayos en correcto, cortocircuitado o que la respuesta en frecuencia del dispositivo de cebado del mismo no es la correcta, y;

    - el almacenamiento (39) de los datos para posteriores visualizaciones.
16. 16. El procedimiento de ensayo según la reivindicación 15, en el que si se supera el tiempo límite t3 sin recepción de datos, se genera una señal de error (40) que indica que el receptor se encuentra fuera del rango de emisión de la unidad emisora (2), sin energía suficiente como para realizar el envío de datos o degradado por algún otro motivo.
17. 17. El procedimiento de ensayo según la reivindicación 15, en el que si no se supera el tiempo límite t3, y la señal recibida es correcta, el resultado mostrado (38) diferencia si el pararrayos está correcto, cortocircuitado o con una respuesta en frecuencia del dispositivo de cebado incorrecta.
18. 18. El procedimiento de ensayo según la reivindicación 15, en el que si no se supera el tiempo límite t3, y la señal recibida no es correcta, se permite identificar si existe un error en la recepción de los datos.