ES2710348T3 - Dispositivo y procedimiento de seguridad para instalación eléctrica - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de seguridad (16, 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 40) apto para conectarse entre un dispositivo disyuntor (14, 14a, 14b, 14c, 14d, 14e) y una instalación eléctrica alimentada por una red eléctrica que proporciona corriente trifásica que tiene una primera frecuencia asociada, por medio de una línea (8) de transporte de corriente eléctrica que incluye tres conductores de fase (F1, F2, F3), un conductor neutro (N) y un conductor de protección (PE), permitiendo el dispositivo verificar al menos una condición de seguridad eléctrica después de un corte de alimentación eléctrica de la instalación eléctrica por el dispositivo disyuntor (14, 14a, 14b, 14c, 14d, 14e), caracterizado porque incluye unos medios de verificación (32) de presencia de una tensión residual superior a un umbral de seguridad predeterminado en al menos uno de los conductores y unos medios de verificación (34, 36) de aislamiento, aptos para verificar el aislamiento entre dos conductores de al menos un par de conductores, llamado par de conductores comprobado, de entre dichos conductores de fase, incluyendo dichos medios de verificación de aislamiento un módulo (50) de inyección de una señal eléctrica de alta frecuencia, que tiene una tensión inferior a un umbral de tensión, y una segunda frecuencia superior a dicha primera frecuencia, y un circuito de multiplexación (56) que permite inyectar dicha señal eléctrica de alta frecuencia hacia cada par de conductores que hay que comprobar.
Description
DESCRIPCION
Dispositivo y procedimiento de seguridad para instalacion electrica
La presente invencion se refiere a un dispositivo de seguridad para instalacion electrica segun la reivindicacion 1. La presente invencion se refiere igualmente a un procedimiento de verificacion de seguridad asociado.
La invencion se situa en el campo de la distribucion de energfa electrica a instalaciones electricas industriales consumidoras de gran potencia.
De manera conocida, las instalaciones electricas industriales de gran potencia estan alimentadas por un proveedor de energfa electrica, a traves de una red de distribucion de energfa electrica.
Con el fin de proteger las diversas instalaciones electricas de un sistema electrico, se conoce la colocacion de dispositivos de seguridad, como disyuntores, en las lmeas de alimentacion de las diversas instalaciones electricas, que permiten cortar una alimentacion de ene^a electrica en caso de sobreintensidad o de incidente, con el fin de evitar danar las instalaciones electricas de un sistema de este tipo.
En caso de acaecimiento de incidente, por ejemplo de sobreintensidad, un operario de mantenimiento interviene para reparar o sustituir un equipo defectuoso que es la fuente del incidente, para despues volver a poner en funcionamiento el sistema electrico. La operacion de nueva puesta en funcionamiento se acompana del «cierre» del o de los disyuntores, lo que permite la realimentacion de energfa electrica de las instalaciones. Existe un riesgo de seguridad para un operario de mantenimiento que efectua esta operacion de nueva puesta en funcionamiento, en concreto en el caso de las instalaciones de potencia, porque existe un riesgo de existencia de un cortocircuito aguas abajo del disyuntor, lo que puede provocar efectos que son susceptibles de herir al operario.
Se han propuesto diversos sistemas para detectar una posible presencia de cortocircuito con el fin de aumentar la seguridad para operarios de mantenimiento.
Ademas de la presencia de un cortocircuito, es posible igualmente que el sistema electrico que hay que volver a poner en funcion incluya una tension residual que proviene de una fuente situada aguas abajo del disyuntor, lo que pone en peligro igualmente a un operario de mantenimiento y es susceptible de danar diversos componentes de la instalacion.
Por ejemplo, cuando un sistema de distribucion de electricidad que incluye varias instalaciones electricas esta alimentado por una corriente electrica trifasica, a 690 V y que tiene una frecuencia de 50 Hz, una tension residual superior a 50 V e inferior o igual a 690 V puede estar presente.
El documento US6034447 describe un circuito que permite comprobar la presencia de cortocircuito, pero no se aplica en el caso de un suministro de corriente electrica por una red de distribucion trifasica, que incluye tres conductores de fase, un conductor neutro y un conductor de proteccion, pero solamente en el caso de una red de distribucion monofasica. Ademas, el circuito propuesto en este documento necesita un interruptor costoso, en la medida en que debe poder soportar todas las sobretensiones posibles.
El documento US 2003/0184931 A1 (figurando las caractensticas conocidas en el preambulo) describe un dispositivo interruptor de circuito electrico, que incluye un disyuntor y un modulo de proteccion, adaptado para usarse en una red de distribucion trifasica.
Existe una necesidad de mejorar los sistemas de seguridad antes de la nueva puesta en funcion de un sistema de distribucion electrica, posteriormente a una disyuncion, en terminos de costes, de eficacia y de seguridad.
Para este proposito, la invencion propone, segun un primer aspecto, un dispositivo de seguridad del tipo mencionado anteriormente, segun la reivindicacion 1.
Ventajosamente, el dispositivo de la invencion incluye unos medios de verificacion de presencia de una tension residual y unos medios de verificacion de aislamiento entre conductores de fase, por tanto se acumulan varias condiciones de seguridad.
Segun una caractenstica particular, los medios de verificacion de aislamiento del dispositivo segun la invencion son aptos para verificar cada par de conductores de fase, asf como cada conductor de fase y el conductor neutro o el conductor de proteccion.
De este modo, ventajosamente, se comprueban todos los pares de conductores de entre el conjunto de los conductores de corriente trifasica, de manera exhaustiva, lo que permite aumentar la seguridad.
El dispositivo de seguridad segun la invencion puede presentar, igualmente, una o varias de las caractensticas de a continuacion:
- los medios de verificacion de aislamiento incluyen ademas, conectado en la salida del circuito de multiplexacion, y conectado a dichos conductores de fase, un filtro de inyeccion de tipo paso-alto, que tiene una frecuencia de corte superior a dicha primera frecuencia de la corriente trifasica e inferior a dicha segunda frecuencia de la senal electrica de alta frecuencia;
- el circuito de multiplexacion de la senal electrica de alta frecuencia inyectada incluye un conjunto de organos de conmutacion dispuestos para realizar un acoplamiento entre dichos conductores de la lmea de transporte de la red electrica trifasica y la senal electrica de alta frecuencia inyectada;
- el circuito de multiplexacion incluye cinco organos de conmutacion que tienen cada uno una entrada conmutable en una salida de entre dos salidas, conectados de manera que cada uno de los conductores electricos de la lmea de transporte de la red este conectado en al menos una salida de un organo de conmutacion;
- cada conductor de fase esta conectado en la salida de dos organos de conmutacion distintos;
- incluye un modulo de adaptacion de medida y un circuito de medida de tension conectado en la salida del modulo de adaptacion de medida y apto para realizar una medida de tension que indica la presencia de una tension residual y una medida de impedancia que indica la ausencia de fallo de aislamiento electrico para cada par de conductores comprobado;
- incluye un organo de control mando apto para controlar dichos medios de verificacion de presencia de una tension residual y dichos medios de verificacion de aislamiento;
- incluye una interfaz hombre-maquina apta para recibir ordenes de un operario y para proporcionar indicaciones relativas a las condiciones de seguridad verificadas;
- la interfaz hombre-maquina incluye indicadores luminosos aptos para proporcionar indicaciones relativas a las condiciones de seguridad verificadas.
Segun un segundo aspecto, la invencion se refiere a un procedimiento de verificacion de seguridad implementado por un dispositivo de seguridad segun la reivindicacion 1. El procedimiento de verificacion segun la invencion incluye: - la verificacion de una primera condicion de seguridad de presencia de una tension superior a un umbral de seguridad predeterminado en uno de los conductores de fase,
- y, en caso de ausencia de tension superior al umbral de seguridad, la verificacion de aislamiento, apto para verificar el aislamiento entre dos conductores de al menos un par de conductores, llamado par de conductores comprobado, de entre dichos conductores de fase,
- la visualizacion por medio de una interfaz hombre maquina del dispositivo de seguridad del resultado en cada etapa de verificacion.
Las ventajas del procedimiento de verificacion segun la invencion son analogas a las del dispositivo de seguridad que se ha descrito de manera breve anteriormente.
Segun un modo de realizacion, el procedimiento de verificacion de seguridad incluye ademas, despues de la verificacion de la primera condicion de seguridad, la verificacion de una segunda condicion de seguridad de perdida de conexion con uno de los conductores de fase.
Segun un modo de realizacion, en la etapa de verificacion de aislamiento, se verifican todos los pares de conductores de fase, todos los pares formados respectivamente por uno de los conductores de fase y el conductor neutro y todos los pares formados respectivamente por uno de los conductores de fase y el conductor de proteccion. Preferentemente, un indicador de riesgo se implementa en la interfaz hombre-maquina del dispositivo de seguridad cuando la etapa de verificacion de aislamiento indique una ausencia de aislamiento para un par de conductores. Preferentemente, dichas primera y segunda condiciones de seguridad se verifican antes y despues de la implementacion de la etapa de verificacion de aislamiento.
Otras caractensticas y ventajas de la invencion se pondran de manifiesto a partir de la descripcion que se da de ella a continuacion, a tftulo indicativo y en ningun caso limitativo, con referencia a las figuras adjuntas, de entre las cuales:
- la figura 1 representa esquematicamente un sistema de distribucion electrica que implementa dispositivos de seguridad segun la invencion;
- la figura 2 representa esquematicamente un conjunto de bloques funcionales de un dispositivo de seguridad segun la invencion;
- la figura 3 representa esquematicamente un modo de realizacion de un dispositivo de seguridad segun la invencion;
- la figura 4 representa esquematicamente un modo de realizacion de un circuito de multiplexacion;
- la figura 5 ilustra combinaciones de senal electrica de inyeccion;
- la figura 6 representa esquematicamente un modo de realizacion de un circuito de medida.
La figura 1 ilustra esquematicamente un ejemplo de sistema 2 de distribucion de energfa electrica en el que la invencion encuentra una aplicacion. De este modo, el principio general de la invencion se describira a continuacion, en particular con referencia a esta figura.
El sistema 2 de distribucion de ene^a electrica incluye dos cuadros electricos de distribucion, anotados respectivamente 4 y 6 en la figura, que pueden situarse ffsicamente en edificios diferentes, por ejemplo de un sitio industrial. Este sistema 2 permite la alimentacion de diversas instalaciones electricas de potencia 15, igualmente llamadas cargas, conectadas en este ejemplo al cuadro electrico 6.
El cuadro electrico 4, llamado cuadro principal, esta alimentado directamente, a traves una lmea de transporte de corriente electrica 8, con una corriente electrica trifasica proporcionada por un distribuidor de energfa electrica, por ejemplo EDF ("Electricidad de Francia"). La lmea de transporte de corriente electrica 8 incluye tres conductores de fase anotados F1, F2, F3 y visibles en la figura 2, opcionalmente un conductor neutro N y un conductor de proteccion PE conectado a la tierra.
Cada cuadro electrico 4, 6 incluye un interruptor principal, respectivamente referenciados 10 para el cuadro electrico 4 y 12 para el cuadro electrico 6, que permite cortar la llegada de corriente electrica a la lmea de alimentacion 8. Ademas, unos dispositivos disyuntores 14a, 14b, 14c, 14d y 14e estan colocados en las diversas lmeas de alimentacion del sistema de distribucion 2, para proteger los diversos componentes del sistema de distribucion en caso de incidente, en particular en caso de sobreintensidad debida a una carga defectuosa conectada al sistema de distribucion.
De este modo, cuando se produce un incidente, el dispositivo disyuntor corta la alimentacion de corriente, y se coloca por tanto en posicion de apertura. Un operario de mantenimiento puede intervenir entonces para eliminar la fuente del incidente, y luego volver a poner el sistema de distribucion 2 en funcionamiento por cierre del dispositivo disyuntor en cuestion.
Con el fin de asegurar una mejor seguridad de un operario de mantenimiento, unos dispositivos de seguridad 16a, 16b, 16c, 16d y 16e estan anadidos en el sistema de distribucion de energfa, estando cada dispositivo de seguridad 16a a 16e conectado aguas abajo de un dispositivo disyuntor 14a a 14e asociado.
Cada dispositivo de seguridad segun la invencion es apto para verificar varias condiciones de seguridad, a saber, una primera condicion de seguridad que es la presencia de una tension electrica aguas abajo del dispositivo disyuntor asociado, opcionalmente una segunda condicion de seguridad que consiste en verificar la perdida posible de una conexion del dispositivo de seguridad a un conductor de fase, y por ultimo una tercera condicion de seguridad que se refiere a la presencia posible de un cortocircuito entre conductores de fase y/o entre cada conductor de fase y los conductores neutro y de proteccion.
La figura 2 ilustra esquematicamente un conjunto de bloques funcionales de un dispositivo de seguridad 16 segun la invencion.
Un dispositivo de seguridad 16 esta conectado a cada uno de los conductores de fase F1, F2, F3 de la lmea de alimentacion, aguas abajo de un dispositivo disyuntor 14 asociado, por la mediacion de organos de proteccion de tipo fusibles 20a, 20b, 20c. Estos organos de proteccion 20a, 20b, 20c permiten aislar el dispositivo de seguridad 16 de los conductores de fase para cualquier intervencion en el dispositivo de seguridad, e igualmente evitar provocar un cortocircuito entre los conductores de fase F1, F2, F3 en caso de defecto del dispositivo de seguridad 16.
El dispositivo de seguridad 16 esta alimentado por una fuente exterior de corriente continua de tension 24 V, por ejemplo a traves de un bloque de alimentacion 22.
El dispositivo de seguridad 16 incluye un bloque funcional de control mando 24, conectado a un bloque de interfaz hombre maquina 26, que permite obtener ordenes de usuario, a traves por ejemplo de los botones de control 28, y visualizar resultados de las pruebas de seguridad implementadas por el dispositivo de seguridad, por ejemplo por indicadores luminosos 30a, 30b, 30c.
El bloque de control mando 24 pilota un bloque 32 de verificacion de presencia de tension, apto para verificar la presencia de una tension residual, preferentemente inferior a 50 V, por ejemplo igual a 30 V, de frecuencia dada igual por ejemplo a 50 Hz. Es el caso si una fuente de alimentacion esta conectada aguas abajo del dispositivo disyuntor asociado 14, a pesar de que este dispositivo disyuntor 14 este el mismo en posicion de corte de la alimentacion aguas arriba.
Ademas, el dispositivo de seguridad 16 incluye un bloque de medida 34, conectado a un bloque de multiplexacion 36, aptos para generar una senal electrica de inyeccion de alta frecuencia, de baja tension, por ejemplo de tension inferior a 50 V, de frecuencia 50 KHZ, entre los diversos conductores de fase F1, F2, f3, conductor neutro N, conductor de proteccion PE segun diversas combinaciones posibles, y medir una impedancia de cortocircuito, que permite detectar una posible presencia de cortocircuito entre los conductores.
En un modo de realizacion como se ilustra en la figura 2, las funciones de verificacion 32 de presencia de tension y de medida 34 de impedancia de cortocircuito estan realizadas, ventajosamente, por un mismo circuito de verificacion y de medida que se describira con mas detalle a continuacion.
Segun un modo de realizacion ilustrado en la figura 3, un dispositivo de seguridad 40 esta compuesto por dos
bloques electronicos 42, 44, conectados por un bloque de sistema de conexion no representado, siendo el bloque 42, conectado a la lmea de transporte de corriente trifasica, apto para soportar una senal electrica de potencia, que tiene una tension de 690 V, y siendo el bloque 44 apto para efectuar operaciones de medida de baja tension destinadas a la verificacion de las condiciones de seguridad antes de la nueva puesta en servicio del dispositivo disyuntor asociado al dispositivo de seguridad.
El bloque electronico 42 esta alimentado por una alimentacion exterior 24 V con corriente continua por ejemplo, como se ha explicado anteriormente.
El bloque 44 incluye unos medios de calculo, como por ejemplo un microprocesador 46 apto para efectuar funciones de mando y de control, en relacion con una interfaz hombre-maquina 48 que permite una interaccion con un operario.
El microprocesador 46 es apto para controlar un modulo 50 de inyeccion de una senal electrica de alta frecuencia, de baja tension, que esta conformado por un modulo 52 y amplificado por un modulo de amplificacion de potencia 54, antes de inyectarse hacia un circuito de multiplexacion 56. El circuito de multiplexacion 56 esta controlado por un modulo de control 58, apto para controlar organos de conmutacion que permiten seleccionar un par de conductores que hay que comprobar de entre el conjunto de los conductores de corriente trifasica. A continuacion, se detallara un modo de realizacion del circuito de multiplexacion 56 con referencia a la figura 4.
La salida del circuito de multiplexacion 56 esta conectada en la entrada de un filtro de inyeccion de paso-alto 60, que esta conectado igualmente a los conductores de fase F1, F2, F3, al conductor neutro N y al conductor de proteccion PE.
El filtro de inyeccion de paso-alto 60 es un filtro de tipo RC, que tiene una frecuencia de corte elegida para dejar pasar una senal de alta frecuencia inyectada y para atenuar, incluso cortar, una senal electrica de baja frecuencia, de alta tension, procedente de los conductores de fase. Por ejemplo, en un modo de realizacion, el filtro de inyeccion 60 de paso-alto esta compuesto por resistencias de 1 Kilo-Ohmios y capacidades de 33 nF (nanofaradios), lo que permite obtener una frecuencia de corte de 4,822 KHz.
La salida del filtro de inyeccion 60 esta conectada en la entrada de un modulo de adaptacion de medida 62, que tiene como funcion permitir adaptar la senal electrica inyectada para la verificacion del aislamiento entre conductores y la verificacion de una posible presencia de cortocircuito por una parte, y adaptar una senal electrica de la red para la verificacion de presencia de tension residual.
El modulo de adaptacion de medida 62 esta realizado ventajosamente para resistir a las perturbaciones posibles presentes en la red electrica, de tipo onda de rayo.
En un modo de realizacion, el modulo de adaptacion de medida 62 esta realizado por un circuito que realiza un filtrado apto para cortar una senal electrica de frecuencia inferior a 10 KHz. Este filtro esta destinado a dejar pasar la frecuencia de inyeccion y a atenuar la frecuencia de red.
El modulo de adaptacion de medida 62 esta conectado a un circuito de medida 64, que forma parte del bloque electronico 44. El circuito de medida 64 esta compuesto por un modulo de proteccion y de filtrado 66, por un modulo de multiplexacion de medidas 68, por un modulo de amplificacion y de rectificacion 70. El modulo de amplificacion y de rectificacion 70 tiene dos salidas, una salida hacia un modulo de filtrado 72, que es un filtro integrador con valor medio 50 KHz, y una salida hacia un modulo de filtrado 74, que comprende un puente divisor de tension y un filtro integrador de valor medio 50 Hz.
El modulo de filtrado 72 permite proporcionar un valor de medida de tension entre dos conductores de un par de fases comprobado o entre uno de los conductores de fase y el conductor neutro o el conductor de proteccion, que permite obtener un valor de resistencia (o impedancia) que se compara luego con un umbral de aislamiento predeterminado para determinar si se cumple la condicion de aislamiento entre el par de conductores, o si, al contrario, un cortocircuito esta presente entre los dos conductores del par de conductores comprobado. La condicion de aislamiento se da preferentemente por un umbral de resistencia de aislamiento, del orden de unos ohmios a unas decenas de ohmios. Si el valor obtenido por medida es inferior al umbral de resistencia de aislamiento, se detecta un cortocircuito.
Si la condicion de aislamiento indica que un cortocircuito esta presente entre los dos conductores del par de conductores comprobado, un riesgo de fallo de seguridad se senala al operario a traves de la interfaz hombremaquina 48 del dispositivo de seguridad 40.
El modulo de filtrado 74 proporciona un valor de medida de presencia de tension a 50 Hz, entre dos conductores de un par de fases comprobado o entre uno de los conductores de fase F1, F2, F3 y el conductor de proteccion o el conductor neutro, para un intervalo de tensiones superior a 50 Voltios. En caso de deteccion de presencia de una tension, una notificacion adecuada se transmite al operario a traves de la interfaz hombre-maquina 48 del dispositivo de seguridad. Ademas, cualquier inyeccion de senal de verificacion de aislamiento se inhibe en caso de deteccion de presencia de una tension.
La figura 4 ilustra un modo de realizacion de un circuito de multiplexacion 56 de senales electricos de inyeccion. En este modo de realizacion, el circuito de multiplexacion esta constituido por una pluralidad de organos de conmutacion 80, 82, 84, 86, 88, que son preferentemente reles electromecanicos, a una entrada y dos salidas, que permiten una conmutacion de un conductor de entrada hacia una de las dos salidas posibles. Los organos de conmutacion estan conectados con el fin de permitir un acoplamiento entre los conductores de fase F1, F2, F3, el conductor neutro, el conductor de proteccion PE y la senal electrica de inyeccion proporcionada en la entrada A, B. Ademas, el circuito de multiplexacion 56 incluye un organo de conmutacion inversor 90, conectado a una resistencia de prueba 92, que permite desconectar el modulo de inyeccion 60 de la red electrica.
El cableado de los organos de conmutacion 80 a 90 permite realizar todas las combinaciones de medida para verificar el aislamiento y verificar un posible cortocircuito entre los pares de conductores, es decir entre pares de conductores de fase: (F1, F2), (F1, f3), (F2, F3); entre cada conductor de fase y el conductor neutro: (F1, N), (F2, N), (F3, N); entre cada conductor de fase y el conductor de proteccion (F1, PE), (F2, PE), (F3, PE).
Ventajosamente, el cableado elegido permite usar el numero mmimo de organos de conmutacion 80 a 90 para realizar el conjunto de combinaciones que hay que comprobar, que permite minimizar de este modo el volumen total y el coste del dispositivo de seguridad.
El circuito de multiplexacion 56 incluye cinco organos de conmutacion 80, 82, 84, 86, 88 que tienen una entrada conmutable en una salida de entre dos salidas, conectados de manera que cada uno de los conductores electricos F1, F2, F3, N, PE de la lmea de transporte de la red este conectado en al menos una salida de un organo de conmutacion 80, 82, 84, 86, 88.
Ademas, en el modo de realizacion de la figura 4, cada conductor de fase F1, F2, F3 esta conectado en la salida de dos organos de conmutacion distintos de entre los cinco organos de conmutacion 80, 82, 84, 86, 88.
Preferentemente, la resistencia de contacto entre los organos de conmutacion es la mas baja posible para evitar una cafda de tension. Preferentemente, la resistencia de contacto de cada organo de conmutacion es inferior a 50 miliohmios, lo que permite tener una resistencia total, en el peor de los casos, de 7x50 mOhmio=350 miliohmios. Con el cableado ilustrado en la figura 4, el modulo de control 58 aplica los ordenes siguientes para obtener una multiplexacion de la senal de inyeccion en cada uno de los pares de conductores que hay que comprobar, como se ilustra en la figura 5. Para cada organo de conmutacion, una senal de control asociada esta representada en la figura 5. La senal de control C1 esta asociada con el organo de conmutacion 90, C2 con el organo de conmutacion 86, C3 con el organo de conmutacion 88, C4 con el organo de conmutacion 84, C5 con el organo de conmutacion 82 y C6 con el organo de conmutacion 80.
- par(F1 F2): control del organo de conmutacion: 90
- par (F2 F3): control de los organos de conmutacion 90, 84, 88;
- par (F1 F3): control de los organos de conmutacion 90, 84;
- par (F1 N): control de los organos de conmutacion 90, 82;
- par (F2 N): control de los organos de conmutacion 90, 82, 88;
- par (F3 N): control de los organos de conmutacion 90, 82, 86;
- par (F1 PE): control de los organos de conmutacion 90, 80;
- par (F2 PE): control de los organos de conmutacion 90, 80, 88;
- par (F3 PE): control de los organos de conmutacion 90, 80, 86;
De este modo, ventajosamente, se comprueban todas las combinaciones, con un numero mmimo de organos de conmutacion.
La figura 6 ilustra las principales etapas de un procedimiento de verificacion de condiciones de seguridad implementado por un dispositivo de seguridad como se ha descrito anteriormente.
Preferentemente, el dispositivo de seguridad mide permanentemente una primera condicion de seguridad, que es la presencia de tension en los conductores de fase F1, F2, F3. La verificacion de presencia de cortocircuito entre conductores solo se efectua cuando se garantiza que ninguna tension superior a un umbral de seguridad, que es preferentemente inferior a 50 V, por ejemplo igual a 30 V para una tension de seguridad muy baja, esta presente en los conductores de fase.
Ademas, el dispositivo de seguridad verifica una segunda condicion de seguridad, que es la perdida de una conexion con un conductor de fase, debida a un fusible 20a, 20b, 20c defectuoso o a un problema de sistema de conexion. La verificacion de aislamiento entre conductores para validar una ausencia de cortocircuito, que es una tercera condicion de seguridad, solo se efectua despues de la verificacion de estas dos condiciones de seguridad.
Preferentemente, las primera y segunda condiciones de seguridad se validan de nuevo despues de la verificacion de la tercera condicion de seguridad.
Las principales etapas de un procedimiento segun la invencion se ilustran en la figura 6. Se implementa una primera
etapa 100 de puesta bajo tension de alimentacion (24 V) del dispositivo de seguridad. Se enciende entonces un indicador luminoso testigo de puesta bajo tension, visible en una cara del dispositivo de seguridad.
Esta seguida por una verificacion 110 de la segunda condicion de seguridad, es decir de la perdida posible de una conexion con uno de los conductores de fase.
En caso de perdida de conexion, por ejemplo a causa de un fusible fuera de servicio, un indicador luminoso se enciende en la etapa 120, para senalar esta anomalfa al operario de mantenimiento. Por ejemplo, un indicador 30c intermitente de color amarillo senala esta anomalfa.
En el caso en que la verificacion de perdida de conexion es negativa, la etapa 110 esta seguida por una etapa 130 en la que se apaga un indicador luminoso, por ejemplo el mismo indicador 30c.
En cualquier instante, un operario puede actuar sobre un boton, por ejemplo el boton 28, para solicitar una prueba de seguridad. La verificacion de la llegada de una peticion de este tipo de un operario se hace en la etapa 140. Siempre cuando no haya solicitud de verificacion de seguridad solicitada por un operario, el procedimiento vuelve a la etapa 110 anteriormente descrita.
De este modo, ventajosamente, se vigila constantemente el estado de la conexion con los conductores de fase. En caso de solicitud de verificacion de seguridad en la etapa 140, una etapa de verificacion de seguridad 150 en arranque, que incluye una primera verificacion de presencia de una tension superior al umbral de seguridad dado. Si se detecta una presencia de este tipo, el indicador luminoso 30c se enciende durante una etapa 160 para indicar la imposibilidad de continuar la verificacion de aislamiento de los conductores. De este modo, ninguna senal electrica de alta frecuencia se inyecta para la prueba de aislamiento por pares de conductores.
Si ninguna tension superior al umbral de seguridad se detecta para ninguno de los conductores de fase, entonces el conjunto de pares de conductores se comprueba por inyeccion de una senal electrica de alta frecuencia como se ha explicado anteriormente durante esta etapa de verificacion de seguridad 150.
En caso de deteccion de presencia de un cortocircuito en uno de los pares de conductores comprobado, un indicador luminoso 30b que indica esta presencia de cortocircuito se enciende en la etapa 170. De este modo, el operario esta avisado de un riesgo de seguridad, y por tanto no vuelve a poner el sistema de distribucion de energfa electrica en funcionamiento por cierre del dispositivo disyuntor aguas arriba del dispositivo de seguridad. Por ejemplo, el indicador luminoso 30b se enciende en rojo. Cualquier otro medio de indicacion de un riesgo de seguridad a traves de la interfaz hombre maquina del dispositivo de seguridad se puede usar como alternativa. Finalmente, si no se detecta ninguna presencia de cortocircuito, entonces un indicador luminoso 30a que indica que las verificaciones de condiciones de seguridad han dado un resultado positivo se enciende en la etapa 180. Por ejemplo, el indicador luminoso 30a se enciende en verde.
Cabe senalar que se puede considerar como alternativa cualesquiera variantes de senalizacion de las pruebas de las condiciones de seguridad, con varios indicadores luminosos separados por ejemplo.
Ventajosamente, se comprueban varias condiciones de seguridad, y los resultados se indican al operario en la interfaz hombre maquina del dispositivo de seguridad, lo que permite ganar en fiabilidad y en tiempo de mantenimiento. Ademas, el cumulo de prueba de varias condiciones de seguridad permite mejorar la seguridad de un operario, asf como disminuir los riesgos de danos de los componentes.
Claims (16)
1. Dispositivo de seguridad (16, 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 40) apto para conectarse entre un dispositivo disyuntor (14, 14a, 14b, 14c, 14d, 14e) y una instalacion electrica alimentada por una red electrica que proporciona corriente trifasica que tiene una primera frecuencia asociada, por medio de una lmea (8) de transporte de corriente electrica que incluye tres conductores de fase (F1, F2, F3), un conductor neutro (N) y un conductor de proteccion (PE), permitiendo el dispositivo verificar al menos una condicion de seguridad electrica despues de un corte de alimentacion electrica de la instalacion electrica por el dispositivo disyuntor (14, 14a, 14b, 14c, 14d, 14e), caracterizado porque incluye unos medios de verificacion (32) de presencia de una tension residual superior a un umbral de seguridad predeterminado en al menos uno de los conductores y unos medios de verificacion (34, 36) de aislamiento, aptos para verificar el aislamiento entre dos conductores de al menos un par de conductores, llamado par de conductores comprobado, de entre dichos conductores de fase, incluyendo dichos medios de verificacion de aislamiento un modulo (50) de inyeccion de una senal electrica de alta frecuencia, que tiene una tension inferior a un umbral de tension, y una segunda frecuencia superior a dicha primera frecuencia, y un circuito de multiplexacion (56) que permite inyectar dicha senal electrica de alta frecuencia hacia cada par de conductores que hay que comprobar.
2. Dispositivo de seguridad segun la reivindicacion 1, caracterizado porque los medios de verificacion (34, 36) de aislamiento son aptos para verificar cada par de conductores de fase.
3. Dispositivo de seguridad segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque los medios de verificacion (34, 36) de aislamiento son aptos ademas para verificar el aislamiento de cada par de conductores formado por cada uno de dichos conductores de fase y el conductor neutro, y de cada par de conductores formado por cada uno de dichos conductores de fase y el conductor de proteccion.
4. Dispositivo de seguridad segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios de verificacion (34, 36) de aislamiento incluyen ademas, conectado en la salida del circuito de multiplexacion (56), y conectado a dichos conductores de fase, un filtro de inyeccion (60) de tipo paso-alto, que tiene una frecuencia de corte superior a dicha primera frecuencia de la corriente trifasica e inferior a dicha segunda frecuencia de la senal electrica de alta frecuencia.
5. Dispositivo de seguridad segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el circuito de multiplexacion (56) de la senal electrica de alta frecuencia inyectada incluye un conjunto de organos de conmutacion (80, 82, 84, 86, 88) dispuestos para realizar un acoplamiento entre dichos conductores de la lmea (8) de transporte de la red electrica trifasica y la senal electrica de alta frecuencia inyectada.
6. Dispositivo de seguridad segun la reivindicacion 5, caracterizado porque el circuito de multiplexacion (56) incluye cinco organos de conmutacion (80, 82, 84, 86, 88) que tienen cada uno una entrada conmutable en una salida de entre dos salidas, conectados de manera que cada uno de los conductores electricos (F1, F2, F3, N, PE) de la lmea (8) de transporte de la red este conectado en al menos una salida de un organo de conmutacion (80, 82, 84, 86, 88).
7. Dispositivo de seguridad segun la reivindicacion 6, caracterizado porque cada conductor de fase (F1, F2, F3) esta conectado en la salida de dos organos de conmutacion (80, 82, 84, 86, 88) distintos.
8. Dispositivo de seguridad segun una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque incluye un modulo de adaptacion de medida (62) y un circuito de medida (64) de tension conectado en la salida del modulo de adaptacion de medida (62) y apto para realizar una medida de tension que indica la presencia de una tension residual y una medida de impedancia que indica la ausencia de fallo de aislamiento electrico para cada par de conductores comprobado.
9. Dispositivo de seguridad segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye un organo de control mando (24, 46) apto para controlar dichos medios de verificacion (32) de presencia de una tension residual y dichos medios de verificacion (34, 36) de aislamiento.
10. Dispositivo de seguridad segun la reivindicacion 9, caracterizado porque incluye una interfaz hombre-maquina (26, 48) apta para recibir ordenes de un operario y para proporcionar indicaciones relativas a las condiciones de seguridad verificadas.
11. Dispositivo de seguridad segun la reivindicacion 10, caracterizado porque la interfaz hombre-maquina incluye unos indicadores luminosos (30a, 30b, 30c) aptos para proporcionar indicaciones relativas a las condiciones de seguridad verificadas.
12. Procedimiento de verificacion de seguridad implementado por un dispositivo de seguridad segun la reivindicacion 1, caracterizado porque incluye:
- la verificacion (150) de una primera condicion de seguridad de presencia de una tension superior a un umbral de seguridad predeterminado en uno de los conductores de fase,
- y, en caso de ausencia de tension superior al umbral de seguridad, la verificacion (150) de aislamiento, apto
para verificar el aislamiento entre dos conductores de al menos un par de conductores, llamado par de conductores comprobado, de entre dichos conductores de fase,
- la visualizacion (160, 170, 180) por medio de una interfaz hombre maquina del dispositivo de seguridad del resultado en cada etapa de verificacion.
13. Procedimiento de verificacion de seguridad segun la reivindicacion 12, caracterizado porque incluye ademas, despues de la verificacion de la primera condicion de seguridad, la verificacion (110) de una segunda condicion de seguridad de perdida de conexion con uno de los conductores de fase.
14. Procedimiento de verificacion de seguridad segun una cualquiera de las reivindicaciones 12 o 13, caracterizado porque en la etapa de verificacion (150) de aislamiento, se verifican todos los pares de conductores de fase, todos los pares formados respectivamente por uno de los conductores de fase y el conductor neutro y todos los pares formados respectivamente por uno de los conductores de fase y el conductor de proteccion.
15. Procedimiento de verificacion de seguridad segun la reivindicacion 14, caracterizado porque un indicador de riesgo se implementa en la interfaz hombre-maquina del dispositivo de seguridad cuando la etapa de verificacion de aislamiento indica una ausencia de aislamiento para un par de conductores.
16. Procedimiento de verificacion de seguridad segun la reivindicacion 13 y una de las reivindicaciones 14 a 15, caracterizado porque dichas primera y segunda condiciones de seguridad se verifican antes y despues de la implementacion de la etapa de verificacion de aislamiento.
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