ES2922882A1 - Device for detecting and measuring electrical currents associated with corona discharges during storm activity (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

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ES2922882A1 ES202130196A ES202130196A ES2922882A1 ES 2922882 A1 ES2922882 A1 ES 2922882A1 ES 202130196 A ES202130196 A ES 202130196A ES 202130196 A ES202130196 A ES 202130196A ES 2922882 A1 ES2922882 A1 ES 2922882A1
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Marcelo Arcanjo
Prado Victor Pablo Lorenzo
Joan Muntanya
Montserrat Enric Pons
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Abstract

Device for detecting and measuring electrical currents associated with corona discharges during storm activity that, comprising a sensor (1) in question, has cascade connections from the current transformer, through the protection devices (4), the wave shaper circuit (5), the noise cancellation circuit (6), the signal extractor circuit (7) up to the measurement circuit (8). (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Dispositivo de detección y medición de corrientes eléctricas asociadas con descargas de corona durante la actividad de tormentaDevice for detecting and measuring electrical currents associated with corona discharges during storm activity

OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un sensor de corrientes eléctricas de baja amplitud de origen atmosférico, optimizado para las descargas de corona en conductores, aportando, a la función a que se destina, ventajas y características, que se describen en detalle más adelante, que suponen una mejora del estado actual de la técnica.The invention, as expressed in the title of this specification, refers to a low amplitude electrical current sensor of atmospheric origin, optimized for corona discharges in conductors, providing, to the function for which it is intended, advantages and characteristics, which are described in detail later, which represent an improvement on the current state of the art.

Más en particular, el objeto de la invención se centra en un sistema para medir y detectar corrientes eléctricas a través de una sección conductora, produciendo una señal medible proporcional a la corriente eléctrica. Para ello, comprende un sensor magnético que se acopla al entorno del conductor y que no afecta el circuito al que se inserta. Las señales obtenidas en la salida del medidor se pueden utilizar en la producción de alarmas para detectar corrientes impulsivas a través del conductor, en el cálculo de corrientes y cargas eléctricas transferidas durante eventos de descarga de corona.More particularly, the object of the invention focuses on a system for measuring and detecting electric currents through a conductive section, producing a measurable signal proportional to the electric current. To do this, it comprises a magnetic sensor that is coupled to the driver's environment and does not affect the circuit to which it is inserted. The signals obtained at the meter output can be used in the production of alarms to detect impulsive currents through the conductor, in the calculation of currents and electrical charges transferred during corona discharge events.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓNFIELD OF APPLICATION OF THE INVENTION

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca en el sector de la protección contra rayos, centrándose particularmente en el ámbito de la industria dedicada a instalaciones con sistemas de alerta sobre rayos.The field of application of the present invention falls within the lightning protection sector, focusing particularly on the field of industry dedicated to installations with lightning warning systems.

Los sistemas de protección contra rayos se componen de tres subsistemas, diseñados para interceptar un rayo a la estructura (a través del subsistema de captación); Conducir la corriente del rayo a la tierra de forma segura (a través del subsistema de los conductores de bajada) y dispersar la corriente del rayo a la tierra (a través del subsistema de puesta a tierra).Lightning protection systems are made up of three subsystems, designed to intercept a lightning strike to the structure (through the capture subsystem); Conduct lightning current to ground safely (through the downconductor subsystem) and disperse lightning current to ground (through the grounding subsystem).

Actualmente, no es posible obtener una protección absoluta contra los rayos. El grado de protección se define a nivel internacional según un análisis de riesgo, especificando un nivel de protección (I, II, III, IV). El nivel más alto de protección es el nivel I, que ofrece la mayor probabilidad de capturar un rayo para un rango determinado de intensidad (corriente).Currently, it is not possible to obtain absolute protection against lightning. The degree of protection is defined at the international level according to a risk analysis, specifying a level of protection (I, II, III, IV). The highest level of protection is level I, which offers the highest probability of catching a lightning strike for a given range of intensity (current).

Además de la protección que ofrecen dichos dispositivos, existe interés en la información que se puede obtener de las corrientes eléctricas que fluyen por el captador. En este contexto, las descargas en corona y los trazadores ascendentes son fenómenos físicos que preceden a la descarga atmosférica, provocados por un aumento intenso y usualmente rápido en el nivel del campo eléctrico local en la punta del pararrayos.In addition to the protection offered by these devices, there is interest in the information that can be obtained from the electrical currents that flow through the sensor. In this context, corona discharges and upward tracers are physical phenomena that precede atmospheric discharge, caused by an intense and usually rapid increase in the level of the local electric field at the tip of the lightning rod.

Dentro de las nubes, las colisiones de diferentes partículas de hielo son responsables por la producción de cargas eléctricas. Procesos macrofísicos y microfísicos ocurren simultáneamente y mediante la separación de cargas, se forma la nube de tormenta.Within the clouds, the collisions of different ice particles are responsible for the production of electrical charges. Macrophysical and microphysical processes occur simultaneously and through the separation of charges, the storm cloud is formed.

La formación de estructuras cargadas eléctricamente en la atmósfera altera significativamente el campo eléctrico a nivel del suelo, estableciendo una diferencia de potencial considerable entre las partes inferiores de la nube y el suelo. En estructuras conectadas a tierra, como postes, torres, e incluso en cuerpos no conductores, como árboles y edificios en general, las cargas eléctricas se mueven y se concentran en los extremos de dichas superficies, aumentando la densidad de las cargas eléctricas y promoviendo una elevación del campo eléctrico local.The formation of electrically charged structures in the atmosphere significantly alters the electric field at ground level, establishing a considerable potential difference between the lower parts of the cloud and the ground. In structures connected to the ground, such as poles, towers, and even in non-conductive bodies, such as trees and buildings in general, electrical charges move and concentrate at the ends of said surfaces, increasing the density of electrical charges and promoting a elevation of the local electric field.

La aceleración de electrones libres en la vecindad de estas superficies puede producir colisiones con moléculas neutras en el medio, ionizándolas. Este proceso libera electrones adicionales que se aceleran y chocan con más átomos, iniciando una reacción en cadena, llamada efecto de avalancha. Si el campo eléctrico local excede un valor crítico (en el aire, a presión atmosférica, el valor de rigidez dieléctrica es aproximadamente 30 kV/cm), aparecen pequeñas regiones ionizadas donde ocurren las descargas corona.The acceleration of free electrons in the vicinity of these surfaces can produce collisions with neutral molecules in the medium, ionizing them. This process releases additional electrons that speed up and collide with more atoms, starting a chain reaction, called an avalanche effect. If the local electric field exceeds a critical value (in air, at atmospheric pressure, the dielectric strength value is approximately 30 kV/cm), small ionized regions appear where corona discharges occur.

Las descargas corona se caracterizan por la formación de plasma (regiones de aire ionizado) en los extremos de las superficies con campos eléctricos locales elevados. En los conductores puestos a tierra con elementos expuestos caracterizados por su forma puntiaguda, esquinas, cantos metálicos, o cables de pequeño diámetro, la primera etapa de dichas descargas se caracteriza por una corriente impulsiva (pulsante) y acompañadas de emisiones de radiación ultravioleta. Los rayos y sus variaciones rápidas del campo eléctrico asociadas también pueden provocar descargas de corona en estructuras conectadas a tierra.Corona discharges are characterized by the formation of plasma (regions of ionized air) at the ends of surfaces with high local electric fields. In grounded conductors with exposed elements characterized by their pointed shape, corners, metal edges, or small diameter cables, the first stage of such discharges is characterized by an impulsive (pulsing) current and accompanied by emissions of ultraviolet radiation. Lightning and its associated rapid electric field variations also can cause corona discharges in grounded structures.

La corriente eléctrica medible en la etapa inicial de descargas de corona de elementos puntiagudos tiene una característica impulsiva, su forma de onda tiene un tiempo de subida extremadamente rápido, de unas pocas decenas de nanosegundos y una duración del orden de unos pocos cientos de nanosegundos. La corriente máxima observada depende de la estructura en cuestión y puede variar desde decenas de microamperios hasta decenas de amperios.The measurable electrical current in the early stage of sharp element corona discharges has an impulsive characteristic, its waveform having an extremely fast rise time of a few tens of nanoseconds and a duration of the order of a few hundred nanoseconds. The maximum current observed depends on the structure in question and can vary from tens of microamps to tens of amps.

Durante las tormentas, el rápido aumento del campo eléctrico puede contribuir a la formación de streamers o trazadores ascendentes a partir de estructuras conectadas a tierra, que a su vez pueden desencadenar una descarga atmosférica. La posibilidad de detectar y medir corrientes de descarga corona, que puede ser un precursor del rayo, en sistemas de protección es una novedad que permite evaluar cómo los niveles bajos de corriente afectan a dichos sistemas y cómo se puede utilizar esta información en la producción de alarmas para protección eléctrica.During thunderstorms, the rapidly rising electric field can contribute to the formation of upstream tracers or streamers from grounded structures, which in turn can trigger lightning. The possibility of detecting and measuring corona discharge currents, which can be a precursor to lightning, in protection systems is a novelty that allows evaluating how low current levels affect said systems and how this information can be used in the production of alarms for electrical protection.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

Como referencia al estado actual de la técnica cabe señalar que, si bien son ampliamente conocidos distintos tipos de sensores de corriente y sistemas de protección contra rayos. Sin embargo, se desconocen los sistemas que se enfocan en medir corrientes bajas impulsivas de las descargas de corona que sean resistentes a corrientes de alta amplitud producida por los rayos.As a reference to the current state of the art, it should be noted that, although different types of current sensors and lightning protection systems are widely known. However, systems that focus on measuring low impulsive currents from corona discharges that are resistant to high-amplitude currents produced by lightning are unknown.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓNEXPLANATION OF THE INVENTION

El dispositivo de detección y medición de corrientes eléctricas asociadas con descargas de corona durante la actividad de tormenta que la invención propone supone una mejora frente al estado actual de la técnica, estando los detalles caracterizadores que lo hacen posible y que lo distinguen convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente descripción.The device for detecting and measuring electrical currents associated with corona discharges during storm activity that the invention proposes represents an improvement over the current state of the art, with the characterizing details that make it possible and that distinguish it conveniently collected in the final claims accompanying this description.

En concreto, lo que la invención propone, como se ha apuntado anteriormente, es un sensor que comprende un sistema para detectar y medir corrientes eléctricas que se producen a través de un conductor, y que se pueda obtener una señal medible, proporcional a las variaciones de corrientes. El sensor debe tener un ancho de banda compatible con las frecuencias de las señales impulsivas de la descarga de corona, sensibilidad a corrientes bajas y soportar corrientes altas, resultado del impacto de rayos directamente sobre los conductores en los que se puede instalar el sensor.Specifically, what the invention proposes, as noted above, is a sensor comprising a system for detecting and measuring electric currents that occur through a conductor, and that a measurable signal can be obtained, proportional to the current variations. The sensor must have a bandwidth compatible with the frequencies of the impulsive signals of the corona discharge, sensitivity to low currents and withstand high currents, resulting from the impact of lightning directly on the conductors in which the sensor can be installed.

Las señales obtenidas a través del sensor se pueden utilizar para varias aplicaciones relacionadas con la medición y detección de descargas corona, y otras pequeñas corrientes que pueden fluir en la sección conductora a la que se acopla el sensor. A modo de ejemplo, cabe mencionar, en el ámbito de la protección eléctrica contra descargas atmosféricas, en los dispositivos pararrayos y relámpagos con dispositivo de cebado (PDCs) y puntas tipo Franklin. El sensor se puede utilizar en campo, proporcionando información sobre corrientes por parte de los dispositivos de protección, o en pruebas de validación de estos dispositivos, en las que se busca verificar las primeras emisiones de descargas corona. Otra posible aplicación está relacionada con las turbinas eólicas, en las que el dispositivo puede utilizarse para la detección y/o medición de descargas electrostáticas de las palas del aerogenerador y su góndola.The signals obtained through the sensor can be used for various applications related to the measurement and detection of corona discharges, and other small currents that can flow in the conductive section to which the sensor is attached. By way of example, mention should be made, in the field of electrical protection against atmospheric discharges, of lightning rods and lightning rods with primer devices (PDCs) and Franklin-type spikes. The sensor can be used in the field, providing information on currents by protection devices, or in validation tests of these devices, in which it is sought to verify the first emissions of corona discharges. Another possible application is related to wind turbines, in which the device can be used for the detection and/or measurement of electrostatic discharges from the blades of the wind turbine and its nacelle.

Las señales obtenidas por el dispositivo se pueden utilizar para alimentar algoritmos de detección o medición para descargas de corona. Se pueden integrar formas de onda de corriente eléctrica y se puede obtener una estimación de la carga eléctrica transferida. Al tratarse de un dispositivo para medir corrientes impulsivas con descargas muy rápidas, el sensor debe estar acoplado a un conductor conectado a unos metros del punto de descarga, con el fin de minimizar los efectos inductivos y otras interferencias provocadas por el ruido en las señales obtenidas.The signals obtained by the device can be used to feed detection or measurement algorithms for corona discharges. Electrical current waveforms can be integrated and an estimate of the electrical charge transferred can be obtained. Being a device for measuring impulsive currents with very fast discharges, the sensor must be coupled to a conductor connected a few meters from the point of discharge, in order to minimize inductive effects and other interference caused by noise in the signals obtained. .

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un plano, en que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, a plan is attached to this descriptive report, as an integral part of it, in which for illustrative purposes and not limitation, the following has been represented:

- La figura 1 muestra una representación esquemática del circuito de medición acoplado al conductor, donde se han representado el transformador de corriente utilizado, y los elementos que manejan las señales de entrada en la realización preferente de la invención.- Figure 1 shows a schematic representation of the measurement circuit coupled to the conductor, where the current transformer used, and the elements that handle the input signals in the preferred embodiment of the invention have been represented.

- La figura 2 muestra una representación esquemática de una posible aplicación de sensor junto con un sistema de control y adquisición, que proporciona funciones e interfaz de usuario.- Figure 2 shows a schematic representation of a possible sensor application together with a control and acquisition system, which provides functions and user interface.

- La figura 3 muestra la forma de onda típica que el dispositivo está diseñado para medir.- Figure 3 shows the typical waveform that the device is designed to measure.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

A la vista de las mencionadas figuras, se puede apreciar en ellas un ejemplo de realización no limitativo del medidor de corrientes eléctricas asociadas con descargas de corona durante la actividad de tormenta, el cual comprende lo que se describe en detalle a continuación, de acuerdo con la siguiente lista de referencias asignadas a cada elemento:In view of the aforementioned figures, it can be seen in them a non-limiting example of an embodiment of the electrical current meter associated with corona discharges during storm activity, which includes what is described in detail below, in accordance with the following list of references assigned to each element:

1. Sensor1.sensor

2. Conductor de bajada2. Downstream Driver

3. Sensor inductivo3. Inductive sensor

4. Dispositivos de protección4. Protection devices

5. Circuito conformador de ondas5. Wave shaping circuit

6. Circuito de cancelación de ruido6. Noise cancellation circuit

7. Circuito de extracción de señales7. Signal extraction circuit

8. Circuito de medición8. Measurement circuit

9. Salida de voltaje, proporcional a la densidad de pulsos de corona detectados9. Voltage output, proportional to density of corona pulses detected

10. Salida de voltaje, proporcional al nivel de ruido detectado10. Voltage output, proportional to noise level detected

11. Salida de pulsos, de indicación de presencia de corona11. Pulse output, corona presence indication

12. Salida de pulsos, de detección de impulsos de rayo12. Pulse output, lightning pulse detection

13. Unidad de procesamiento13. Processing unit

14. Controlador digital14.Digital Controller

15. Módulo de comunicaciones15. Communications module

16. Módulo de interfaz de usuario16. User interface module

17. Módulo de registro de datos. 17. Data logging module.

Así, tal como se observa en la figura 1, el sensor (1) en cuestión, dispone de conexiones en cascada desde el sensor inductivo (3) al circuito de medición (8). Los circuitos intermedios son, respectivamente, los dispositivos de protección (4), el circuito conformador de ondas (5), el circuito de cancelación de ruido (6) y el circuito extractor de señal (7).Thus, as can be seen in Figure 1, the sensor (1) in question has cascade connections from the inductive sensor (3) to the measurement circuit (8). The intermediate circuits are, respectively, the protection devices (4), the wave shaper circuit (5), the noise cancellation circuit (6) and the signal extractor circuit (7).

Los sensores inductivos (3) producen un voltaje de salida proporcional a la variación de corriente medida en un ancho de banda específico. La transferencia de potencia al circuito de medición queda limitada por las características intrínsecas del sensor inductivo. Los dispositivos de protección (4) contra sobretensiones limitan la amplitud de las sobretensiones inducidas por las corrientes impulsivas de gran magnitud en el conductor de bajada (2), que conduce la corriente del rayo a la tierra de forma segura. Dichos dispositivos actúan rápidamente contra estas sobretensiones y garantizan la menor interferencia posible en la medición realizada.The inductive sensors (3) produce an output voltage proportional to the current variation measured in a specific bandwidth. Power transfer to the measurement circuit is limited by the intrinsic characteristics of the inductive sensor. The overvoltage protection devices (4) limit the amplitude of the overvoltages induced by the impulse currents of great magnitude in the downconductor (2), which safely conducts the lightning current to earth. These devices act quickly against these overvoltages and guarantee the least possible interference in the measurement carried out.

El circuito conformador de ondas (5) aplica una función de transferencia no lineal para acondicionar la señal dentro del rango deseado para los circuitos de medición, así como para garantizar la limitación de la señal mediante la saturación de algunos componentes.The wave shaper circuit (5) applies a non-linear transfer function to condition the signal within the desired range for the measurement circuits, as well as to guarantee the limitation of the signal through the saturation of some components.

El contenido de frecuencia de las señales de descarga de corona es muy similar a la radiación impulsiva en VHF que puede detectarse durante los procesos de formación de rayos. De tal manera, el circuito de cancelación de ruido (6) atenúa los componentes no deseados en la medición y aumenta la relación señal/ruido.The frequency content of the corona discharge signals is very similar to the VHF impulsive radiation that can be detected during lightning formation processes. In this way, the noise cancellation circuit (6) attenuates unwanted components in the measurement and increases the signal-to-noise ratio.

El circuito extractor de señales (7) separa las detecciones de descargas en corona de las detecciones de las corrientes impulsivas relacionadas con la formación de los líderes, o incluso la ocurrencia de impactos de rayo. Este circuito contribuye a minimizar los errores de detección producidos por el sistema.The signal extractor circuit (7) separates the detections of corona discharges from the detections of impulsive currents related to the formation of leaders, or even the occurrence of lightning strikes. This circuit contributes to minimizing detection errors produced by the system.

El circuito de medición (8) proporciona: una salida de voltaje (9) que es proporcional a la densidad de pulsos de corona detectados, una salida de voltaje (10) proporcional al nivel de ruido detectado, una salida de pulsos (11) de indicación de presencia de corona y una salida de pulsos (12) de detección de impulsos de rayo.The measurement circuit (8) provides: a voltage output (9) that is proportional to the density of corona pulses detected, a voltage output (10) proportional to the noise level detected, a pulse output (11) of corona presence indication and a pulse output (12) for lightning pulse detection.

En la Figura 2, en una realización opcional, el sensor (1) está conectado a una unidad de procesamiento (13) que comprende los siguientes elementos: un controlador digital (14), un módulo de comunicaciones (15), un módulo de interfaz de usuario (16) y un módulo de registro de datos (17). El módulo de comunicaciones (15) puede comprender distintas posibilidades de comunicación, como Wi-Fi, Bluetooth, cables ópticos, Ethernet o cable serie. El usuario puede interactuar para obtener información del sistema o modificar sus parámetros a través de la interfaz de usuario (16).In Figure 2, in an optional embodiment, the sensor (1) is connected to a monitoring unit. processing (13) comprising the following elements: a digital controller (14), a communications module (15), a user interface module (16) and a data recording module (17). The communications module (15) can include different communication possibilities, such as Wi-Fi, Bluetooth, optical cables, Ethernet or serial cable. The user can interact to obtain system information or modify its parameters through the user interface (16).

En la Figura 3, se muestra un esquema de las formas de onda que el dispositivo es capaz de medir, en general, el dispositivo responde a la excitación de descargas impulsivas con tal forma de onda en un amplio rango de amplitudes, en las cuales las corrientes de pico (Ip) pueden variar desde decenas de microamperios hasta decenas de amperios. El ancho de banda de lectura del dispositivo incluye formas de onda con tiempos de subida (Ts) de decenas de nanosegundos a decenas de microsegundos, y tiempos de duración (Td) de cientos de nanosegundos a cientos de microsegundos. Además de la capacidad de medir corrientes en este amplio rango de valores, el dispositivo se caracteriza por resistir y detectar corrientes eléctricas de líderes ascendentes y rayos, los cuales tienen tiempos de subida y duración que pueden alcanzar decenas de milisegundos y amplitudes que pueden llegar a cientos de kiloamperios.In Figure 3, a schematic of the waveforms that the device is capable of measuring is shown. In general, the device responds to the excitation of impulsive discharges with such a waveform in a wide range of amplitudes, in which the Peak currents (Ip) can range from tens of microamps to tens of amps. The device's read bandwidth includes waveforms with rise times (Ts) from tens of nanoseconds to tens of microseconds, and duration times (Td) from hundreds of nanoseconds to hundreds of microseconds. In addition to the ability to measure currents in this wide range of values, the device is characterized by resisting and detecting electrical currents from ascending leaders and lightning strikes, which have rise times and durations that can reach tens of milliseconds and amplitudes that can reach hundreds of kiloamps.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental. Having sufficiently described the nature of the present invention, as well as the way of putting it into practice, it is not considered necessary to make its explanation more extensive so that any person skilled in the art understands its scope and the advantages derived from it, stating that, within its essentiality, it may be put into practice in other forms of embodiment that differ in detail from the one indicated by way of example, and to which it will also reach the protection that is sought as long as its fundamental principle is not altered, changed or modified. .

Claims (1)

REIVINDICACIONES 1. - Dispositivo de detección y medición de corrientes eléctricas asociadas con descargas de corona durante la actividad de tormenta, que comprende:1. - Device for detecting and measuring electrical currents associated with corona discharges during storm activity, comprising : - un sensor inductivo (3), conectado en un conductor de bajada (2) que conduce la corriente del rayo a la tierra de forma segura, que produce un voltaje de salida proporcional a la variación de corriente medida en un ancho de banda específico;- an inductive sensor (3), connected to a down conductor (2) that conducts the lightning current to ground safely, producing an output voltage proportional to the current variation measured in a specific bandwidth; - unos dispositivos de protección (4) contra sobretensiones, que limitan la amplitud de las sobretensiones inducidas por las corrientes impulsivas de gran magnitud en el conductor de bajada (2);- protection devices (4) against overvoltages, which limit the amplitude of the overvoltages induced by the impulse currents of great magnitude in the down conductor (2); - un circuito conformador de ondas (5), que aplica una función de transferencia no lineal para acondicionar la señal dentro del rango deseado para los circuitos de medición, al tiempo que garantiza la limitación de la señal mediante la saturación de algunos componentes; y- a wave shaper circuit (5), which applies a non-linear transfer function to condition the signal within the desired range for the measurement circuits, while guaranteeing the limitation of the signal through the saturation of some components; Y - un circuito de medición (8), que dispone de al menos una salida de voltaje (9) que es proporcional a la densidad de pulsos de corona detectados;- a measurement circuit (8), which has at least one voltage output (9) that is proportional to the density of corona pulses detected; en el que todos estos circuitos están conectados en cascada y sucesivamente a partir del conductor de bajada (2).in which all these circuits are connected in cascade and successively starting from the down conductor (2). 2. - Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado por que, a continuación del circuito conformador de ondas (5), comprende un circuito de cancelación de ruido (6), que atenúa los componentes no deseados en la medición y aumenta la relación señal/ruido; y por que el circuito de medición (8) incluye una salida de voltaje (10) medible que indica el nivel de ruido de la medición.2. - Device according to claim 1, characterized in that, following the wave shaping circuit (5), it comprises a noise cancellation circuit (6), which attenuates unwanted components in the measurement and increases the signal ratio /noise; and in that the measurement circuit (8) includes a measurable voltage output (10) indicating the noise level of the measurement. 3. - Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, a continuación del circuito conformador de ondas (5), comprende un circuito extractor de señal (7) que separa las detecciones de descargas en corona de las detecciones de las corrientes impulsivas relacionadas con la formación de los líderes, o incluso la ocurrencia de impactos de rayo, a fin de minimizar los errores de detección producidos por el sistema; y por que el circuito de medición (8) incluye una salida de pulsos (11) de indicación de la presencia de efecto corona y una salida de pulsos medibles (12), que proporciona detección de corrientes eléctricas de líderes ascendentes y rayos. 3. - Device according to any of the preceding claims, characterized in that, following the wave shaping circuit (5), it comprises a signal extractor circuit (7) that separates the corona discharge detections from the current detections impulsive ones related to the formation of the leaders, or even the occurrence of lightning strikes, in order to minimize the detection errors produced by the system; and because the measurement circuit (8) includes a pulse output (11) indicating the presence of the corona effect and a measurable pulse output (12), which provides detection of electrical currents of ascending leaders and lightning. 4 - Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado por que la señal medible de la salida de voltaje (9), proporcional a la intensidad de las descargas de corona observables a través de un conductor de bajada (2), proporciona mediciones en: 4 - Device according to claim 1, characterized in that the measurable signal of the voltage output (9), proportional to the intensity of the corona discharges observable through a down conductor (2), provides measurements in: - un rango de corrientes de pico (Ip) desde decenas de microamperios hasta decenas de amperios,- a range of peak currents (Ip) from tens of microamps to tens of amps, - unos tiempos de subida (Ts) de decenas de nanosegundos a decenas de microsegundos, y- rise times (Ts) from tens of nanoseconds to tens of microseconds, and - unos tiempos de duración (Td) de cientos de nanosegundos a cientos de microsegundos.- duration times (Td) from hundreds of nanoseconds to hundreds of microseconds. 5. - Dispositivo, según la reivindicación 3, caracterizado por que la señal de la salida de pulsos (11) proporciona detección de descargas debidas al efecto corona en:5. - Device according to claim 3, characterized in that the pulse output signal (11) provides detection of discharges due to the corona effect in: - un rango de corrientes de pico (Ip) desde decenas de microamperios hasta decenas de amperios,- a range of peak currents (Ip) from tens of microamps to tens of amps, - unos tiempos de subida (Ts) de decenas de nanosegundos a decenas de microsegundos, y- rise times (Ts) from tens of nanoseconds to tens of microseconds, and - unos tiempos de duración (Td) de cientos de nanosegundos a cientos de microsegundos.- duration times (Td) from hundreds of nanoseconds to hundreds of microseconds. 6. - Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una unidad de procesamiento (13) asociada al mismo que incluye un controlador digital (14) para ser utilizado por un sistema de adquisición de datos digital.6. - Device according to any of the preceding claims, characterized in that it comprises a processing unit (13) associated therewith that includes a digital controller (14) to be used by a digital data acquisition system. 7. - Dispositivo, según la reivindicación 6, caracterizado por que el controlador digital (14) comprende un módulo de comunicaciones (15).7. - Device according to claim 6, characterized in that the digital controller (14) comprises a communications module (15). 8. - Dispositivo, según las reivindicaciones 6-7, caracterizado por que la unidad de procesamiento (13) comprende una interfaz de usuario (16), a través de la cual un usuario accede a los datos registrados en un módulo de registro de datos (17) para obtener información del sistema o modificar sus parámetros.8. - Device, according to claims 6-7, characterized in that the processing unit (13) comprises a user interface (16), through which a user accesses the data registered in a data registration module (17) to obtain system information or modify its parameters. 9. - Uso del dispositivo de las reivindicaciones anteriores para medición y/o detección de descargas electrostáticas de las palas de aerogeneradores y su góndola. 9. - Use of the device of the preceding claims for measurement and/or detection of electrostatic discharges of wind turbine blades and their nacelle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4901564A (en) * 1987-11-02 1990-02-20 Williams Earle R Electrical detection of thunderstorm microbursts
JP2003149349A (en) * 2001-11-07 2003-05-21 Aitesu:Kk Lightning alarm device and lightning alarm method
WO2020028771A1 (en) * 2018-08-02 2020-02-06 Woods Hole Oceanographic Institution Corona detection system and method

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