ES2930209B2 - Ground fault locator for an electrical circuit, electrical circuit and method of locating ground faults - Google Patents

Ground fault locator for an electrical circuit, electrical circuit and method of locating ground faults Download PDF

Info

Publication number
ES2930209B2
ES2930209B2 ES202230596A ES202230596A ES2930209B2 ES 2930209 B2 ES2930209 B2 ES 2930209B2 ES 202230596 A ES202230596 A ES 202230596A ES 202230596 A ES202230596 A ES 202230596A ES 2930209 B2 ES2930209 B2 ES 2930209B2
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
voltage
electrical
ground fault
electrical circuit
electrical connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES202230596A
Other languages
Spanish (es)
Other versions
ES2930209A1 (en
Inventor
Granados José Manuel Guerrero
Gaona Carlos Antonio Platero
Jiménez Daniel Serrano
López Vanesa Valiño
Perego Pablo Pomares
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universidad Politecnica de Madrid
Original Assignee
Universidad Politecnica de Madrid
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universidad Politecnica de Madrid filed Critical Universidad Politecnica de Madrid
Priority to ES202230596A priority Critical patent/ES2930209B2/en
Publication of ES2930209A1 publication Critical patent/ES2930209A1/en
Application granted granted Critical
Publication of ES2930209B2 publication Critical patent/ES2930209B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/086Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution networks, i.e. with interconnected conductors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52Testing for short-circuits, leakage current or ground faults

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Locating Faults (AREA)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Localizador de faltas a tierra para un circuito eléctrico, circuito eléctrico y método de localización de faltas a tierraGround fault locator for an electrical circuit, electrical circuit and method of locating ground faults

SECTOR DE LA TÉCNICATECHNIQUE SECTOR

La presente invención pertenece al campo técnico de los detectores de faltas a tierra de un circuito eléctrico. Más en particular pertenece al campo técnico de los localizadores de faltas a tierra y los métodos de localización de faltas a tierra.The present invention belongs to the technical field of ground fault detectors in an electrical circuit. More particularly it belongs to the technical field of ground fault locators and ground fault location methods.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

Los sistemas eléctricos requieren cada vez más de operaciones más eficientes y procesos controlados. En este aspecto, la electrónica de potencia, y en concreto los convertidores, por ejemplo, inversores, rectificadores o bidireccionales, adquieren gran importancia. Un sistema con un conjunto considerable de convertidores suele estar sujeto a una microrred de corriente continua, donde la transmisión de potencia entre los distintos aparatos conectados se realiza por cableado en corriente continua.Electrical systems increasingly require more efficient operations and controlled processes. In this aspect, power electronics, and specifically converters, for example, inverters, rectifiers or bidirectional converters, acquire great importance. A system with a considerable set of converters is usually subject to a direct current microgrid, where the transmission of power between the different connected devices is carried out by direct current wiring.

Aunque estos sistemas posean una eficiencia mayor que los sistemas de distribución convencionales, la protección de los mismos es de particular relevancia para evitar peligros para la salud humana así como para los aparatos involucrados en el sistema. No muchas invenciones son capaces de proteger dichos sistemas en su conjunto sin prescindir de coordinación entre múltiples protecciones, particularmente frente a faltas a tierra, que son las faltas más comunes en este tipo de sistemas. Se estima que entre un 60% y un 80% de los fallos eléctricos son causados por faltas a tierra.Although these systems have a higher efficiency than conventional distribution systems, their protection is of particular relevance to avoid dangers to human health as well as to the devices involved in the system. Not many inventions are capable of protecting these systems as a whole without sacrificing coordination between multiple protections, particularly against ground faults, which are the most common faults in this type of systems. It is estimated that between 60% and 80% of electrical failures are caused by ground faults.

Generalmente, las faltas a tierra se producen por degradación del aislamiento de las partes activas del sistema eléctrico. Esto ocurre de forma gradual por sobretensiones, sobrecorrientes, calentamientos, desgaste por tiempo, ... De esta forma la resistencia de falta, que es inversa a la severidad del defecto, irá decreciendo hasta ser nula, donde la falta a tierra será lo más grave posible. Adicionalmente, otra dificultad reside en el tipo de puesta a tierra de este tipo de sistemas, que suelen ser de alta impedancia o de neutro aislado de tierra, por lo que una primera falta a tierra es difícil de detectar debido a las bajas corrientes de falta. Generally, ground faults occur due to degradation of the insulation of the active parts of the electrical system. This occurs gradually due to overvoltages, overcurrents, heating, wear over time,... In this way the fault resistance, which is inverse to the severity of the defect, will decrease until it is zero, where the ground fault will be the most serious possible. Additionally, another difficulty lies in the type of grounding of this type of systems, which are usually high impedance or neutral isolated from ground, so a first ground fault is difficult to detect due to the low fault currents. .

Algunas invenciones consiguen detectar o incluso localizar faltas en el tramo de corriente continua de la red como en la patente US 2016/0336899 A1 “PHOTOVOLTAIC SYSTEMS WITH ABNORMALITY DETECTION ARCHITECTURE”, donde se utilizan los convertidores CC/CC, es decir, convertidores de corriente continua en corriente continua, como relés diferenciales de corriente para sistemas fotovoltaicos basados en la diferencia de corriente a la entrada y salida de dicho convertidor. Si la rama controlada por el convertidor CC/CC tiene el defecto, ese convertidor detectará la corriente y disparará la alarma.Some inventions manage to detect or even locate faults in the direct current section of the network, such as in patent US 2016/0336899 A1 “PHOTOVOLTAIC SYSTEMS WITH ABNORMALITY DETECTION ARCHITECTURE”, where DC/DC converters are used, that is, current converters. continuous in direct current, like relays current differentials for photovoltaic systems based on the current difference at the input and output of said converter. If the branch controlled by the DC/DC converter has the defect, that converter will detect the current and trigger the alarm.

Las protecciones diferenciales también pueden usarse en accionamientos eléctricos de convertidores CA/CA, es decir, convertidores de corriente alterna en corriente alterna, con una única conexión a red. En “T. Gruhn, J. Glenney and M. Savostianik, "Type B Ground-Fault Protection on Adjustable Frequency Drives," in IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 54, no. 1, pp. 934-939, Jan.-Feb. 2018.”, se propone poner rígidamente o con baja impedancia el neutro de un transformador y colocar un toroidal que mida la corriente diferencial en las fases del lado de baja de dicho transformador. De esta forma, si se produce una falta la corriente medida por el toroide es distinta de cero, y debe disparar. Sin embargo, varios problemas se presentan en este tipo de invenciones. Si las faltas ocurren en el lado de corriente continua el toroide puede saturar, y con una única diferencial no se puede distinguir la zona donde ocurre la falta a tierra.Differential protections can also be used in electrical drives of AC/AC converters, that is, converters from alternating current to alternating current, with a single network connection. In “T. Gruhn, J. Glenney and M. Savostianik, "Type B Ground-Fault Protection on Adjustable Frequency Drives," in IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 54, no. 1, pp. 934-939, Jan.-Feb. 2018.”, it is proposed to place the neutral of a transformer rigidly or with low impedance and place a toroid that measures the differential current in the phases of the low side of said transformer. In this way, if a fault occurs, the current measured by the toroid is different from zero, and it must trip. However, several problems arise in this type of inventions. If the faults occur on the direct current side, the toroid can saturate, and with a single differential the area where the ground fault occurs cannot be distinguished.

Otras invenciones como la de la patente US 9007735 B2 “FAULT DETECITON, ISOLATION, LOCATION AND RECONNECTION SYSTEMS AND METHODS” utiliza puntos medios artificiales rígidamente puestos a tierra a los que se refiere como “probe power units”. Estos sistemas son estáticos y requieren de comunicación entre ellos para poder tener selectividad a la hora de disparar cuando ocurre un defecto. Ambos sistemas únicamente están enfocados a la zona central de corriente continua de una microrred pero son capaces de localizar defectos a tierra e incluso defectos entre fases.Other inventions such as US patent 9007735 B2 “FAULT DETECITON, ISOLATION, LOCATION AND RECONNECTION SYSTEMS AND METHODS” use rigidly grounded artificial midpoints referred to as “probe power units”. These systems are static and require communication between them in order to have selectivity when triggering when a defect occurs. Both systems are only focused on the central direct current zone of a microgrid but are capable of locating ground defects and even defects between phases.

En otros sistemas y métodos, como el descrito en la patente de invención ES 2798348 B2 “MÉTODO Y SISTEMA DE DETECCIÓN DE FALTAS A TIERRA EN INSTALACIONES ELÉCTRICAS CON CONVERSIÓN ENTRE CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA” se utiliza una resistencia de puesta a tierra en un solo punto neutro de la instalación para proteger accionamientos eléctricos de convertidores CA/CA con una etapa intermedia de corriente continua. Este tipo de sistemas son lineales, por lo que con un único punto a tierra el defecto es fácilmente detectable. En caso de tener múltiples conexiones a la red intermedia de corriente continua y varias conexiones a red, el sistema se complica y un único punto a tierra no puede distinguir entre accionamientos, lados de red, o zonas de corriente continua donde se produce el defecto.In other systems and methods, such as that described in the invention patent ES 2798348 B2 “METHOD AND SYSTEM FOR DETECTION OF GROUND FAILURES IN ELECTRICAL INSTALLATIONS WITH CONVERSION BETWEEN DIRECT CURRENT AND ALTERNATING CURRENT” a grounding resistance is used in a single neutral point of the installation to protect electrical drives of AC/AC converters with an intermediate direct current stage. These types of systems are linear, so with a single ground point the defect is easily detectable. If there are multiple connections to the intermediate direct current network and several network connections, the system becomes complicated and a single ground point cannot distinguish between drives, network sides, or direct current areas where the defect occurs.

Finalmente, en la invención ES 2869451 A1 “SISTEMA Y MÉTODO DE LOCALIZACIÓN DE FALTAS A TIERRA EN INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE CORRIENTE CONTINUA” se utilizan múltiples conexiones a un único sistema de corriente continua con varias baterías. Finally, in the invention ES 2869451 A1 “SYSTEM AND METHOD FOR LOCATION OF EARTH FAULTS IN DIRECT CURRENT ELECTRICAL INSTALLATIONS” multiple connections are used to a single direct current system with several batteries.

Este sistema de conmutaciones permite la variación de la resistencia de puesta a tierra con el objetivo de localizar el porcentaje de impedancia de fuentes de corriente continua donde se produce la falta a tierra. En caso de sistemas lineales de conversión de corriente continua en corriente alterna, como puede ser un vehículo eléctrico, dicha invención es capaz de detectar faltas a tierra también en el lado de corriente alterna, no siendo válido cuando el sistema queda mallado mediante la inserción de muchos convertidores.This switching system allows the variation of the grounding resistance with the objective of locating the percentage of impedance of direct current sources where the ground fault occurs. In the case of linear systems for converting direct current into alternating current, such as an electric vehicle, said invention is capable of detecting ground faults also on the alternating current side, not being valid when the system is meshed by inserting many converters.

Con las invenciones previamente comentadas, la protección de sistemas eléctricos con múltiples convertidores puede ser resuelta mediante la coordinación de las mismas. Sin embargo, es necesario disponer de sistemas y métodos de detección de faltas a tierra en sistemas con múltiples convertidores que permitan subsanar las deficiencias que presenta el anterior estado de la técnica, evitando la comunicación entre muchas protecciones, o tener varias protecciones y pudiendo recopilar todas en una, o aumentando el grado de detección de las mismas pudiendo discernir la zona donde se produce el defecto independientemente de la topología del sistema con convertidores.With the previously mentioned inventions, the protection of electrical systems with multiple converters can be solved by coordinating them. However, it is necessary to have systems and methods for detecting ground faults in systems with multiple converters that make it possible to correct the deficiencies presented by the previous state of the art, avoiding communication between many protections, or having several protections and being able to collect all of them. in one, or increasing the degree of detection thereof, being able to discern the area where the defect occurs regardless of the topology of the system with converters.

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA INVENCIÓNGENERAL DESCRIPTION OF THE INVENTION

Las presentes realizaciones de la invención pretenden abordar todas las limitaciones presentadas en el anterior estado de la técnica.The present embodiments of the invention are intended to address all of the limitations presented in the prior art.

La presente invención permite localizar faltas a tierra en un circuito eléctrico a partir de medidas de tensión de varios puntos del circuito eléctrico.The present invention makes it possible to locate ground faults in an electrical circuit from voltage measurements at various points of the electrical circuit.

Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un localizador de faltas a tierra, también conocido como dispositivo de localización de faltas a tierra, para un circuito eléctrico; comprendiendo el localizador:A first aspect of the present invention relates to a ground fault locator, also known as a ground fault locating device, for an electrical circuit; understanding the locator:

- conexiones eléctricas para conectar eléctricamente puntos de un circuito eléctrico a tierra, teniendo cada conexión eléctrica un interruptor;- electrical connections to electrically connect points of an electrical circuit to ground, each electrical connection having a switch;

- un medidor de tensión configurado para medir ondas de tensión de las conexiones eléctricas con el interruptor cerrado;- a voltage meter configured to measure voltage waves of electrical connections with the switch closed;

- medios de procesamiento comunicativamente conectados con el medidor de tensión, estando los medios de procesamiento configurados para realizar las siguientes etapas:- processing means communicatively connected to the tension meter, the processing means being configured to perform the following steps:

a) recibir una medida de una onda de tensión de al menos una de las conexiones eléctricas;a) receive a measurement of a voltage wave from at least one of the electrical connections;

b) estimar una tensión continua de una componente continua de la onda de tensión medida y/o estimar una tensión alterna de una componente alterna de la onda de tensión medida;b) estimate a continuous voltage of a continuous component of the wave of measured voltage and/or estimating an alternating voltage from an alternating component of the measured voltage wave;

c) al determinar que un valor absoluto de la tensión continua estimada excede un umbral de falta a tierra y/o determinar que un valor absoluto de la tensión alterna estimada excede un umbral de falta a tierra, cerrar el interruptor de una de las conexiones eléctricas distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a) de manera que el medidor de tensión mide una onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a);c) upon determining that an absolute value of the estimated direct voltage exceeds a ground fault threshold and/or determining that an absolute value of the estimated alternating voltage exceeds a ground fault threshold, close the switch of one of the electrical connections different from the at least one electrical connection of step a) so that the voltage meter measures a voltage wave of the electrical connection different from the at least one electrical connection of step a);

d) recibir la medida de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de al menos una conexión eléctrica de la etapa a);d) receiving the measurement of the voltage wave of the electrical connection other than at least one electrical connection of step a);

e) determinar que una porción de un circuito eléctrico tiene una falta a tierra, estando la determinación de la porción del circuito basada en la medida de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a).e) determine that a portion of an electrical circuit has a ground fault, the determination of the portion of the circuit being based on the measurement of the voltage wave of the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a) .

El localizador y el método de detección de faltas a tierra en sistemas eléctricos según la presente invención es de particular utilidad en instalaciones eléctricas donde la presencia de convertidores es alta, teniendo varias etapas de corriente alterna (CA) y corriente continua (CC). La presente invención es de aplicación, por ejemplo y sin carácter limitativo, en microrredes de CC con/sin conexión a red, con diferentes etapas de corriente continua (fotovoltaica o baterías) e incluso con accionamientos eléctricos como aerogeneradores o motores.The locator and method for detecting ground faults in electrical systems according to the present invention is of particular use in electrical installations where the presence of converters is high, having several stages of alternating current (AC) and direct current (DC). The present invention is applicable, for example and without limitation, to DC microgrids with/without grid connection, with different stages of direct current (photovoltaic or batteries) and even with electrical drives such as wind turbines or motors.

Al estar el medidor de tensión configurado para medir ondas de tensión de las conexiones eléctricas con el interruptor cerrado, se puede habilitar la toma de medida de una onda de tensión de una de las conexiones eléctricas mediante el cierre del interruptor de dicha conexión eléctrica.Since the voltage meter is configured to measure voltage waves of the electrical connections with the switch closed, the measurement of a voltage wave of one of the electrical connections can be enabled by closing the switch of said electrical connection.

La estimación o las estimaciones de la etapa b) se realiza(n) en base a la medida recibida en la etapa a). La medida recibida en la etapa a) es una medida tomada por el medidor de tensión. The estimate or estimates in stage b) are made based on the measurement received in stage a). The measurement received in step a) is a measurement taken by the tension meter.

Los umbrales de falta a tierra son predefinibles, es decir, definibles antes de tomar la medida recibida en la etapa a). Los umbrales de falta a tierra se pueden predefinir, por ejemplo, en base a una configuración del circuito eléctrico. The ground fault thresholds are predefinable, that is, definable before taking the measurement received in stage a). Ground fault thresholds can be predefined, for example, based on an electrical circuit configuration.

En algunas realizaciones, los valores umbrales de falta a tierra son sustancialmente cero voltios. Estas realizaciones permiten que la diferencia de tensión entre extremos de las conexiones eléctricas sea sustancialmente cero voltios si el circuito eléctrico no presenta faltas. De este modo, se permite minimizar la disipación de energía causada por el localizador de faltas a tierra mientras el circuito eléctrico no presenta faltas.In some embodiments, the ground fault threshold values are substantially zero volts. These embodiments allow the voltage difference between ends of the electrical connections to be substantially zero volts if the electrical circuit is fault-free. In this way, it is possible to minimize the energy dissipation caused by the ground fault locator while the electrical circuit does not present faults.

Un valor umbral mayor que cero voltios permite una mayor versatilidad de la ubicación de las conexiones eléctricas en un circuito eléctrico, pues no es necesario conectar las conexiones eléctricas a puntos del circuito eléctrico que tengan la tensión de tierra.A threshold value greater than zero volts allows greater versatility in the location of electrical connections in an electrical circuit, since it is not necessary to connect electrical connections to points in the electrical circuit that have ground voltage.

La determinación de la etapa c) permite detectar faltas a tierra. La medida de tensión eléctrica de la etapa d) permite determinar en qué porción de un circuito eléctrico está la falta a tierra tal como se explica más adelante en referencia a algunas realizaciones.The determination of stage c) allows ground faults to be detected. The electrical voltage measurement in step d) allows determining in which portion of an electrical circuit the ground fault is present, as explained later with reference to some embodiments.

En la etapa e) se determina la porción de un circuito eléctrico con una falta a tierra o, dicho de otro modo, se determina una localización de una falta a tierra de un circuito eléctrico.In step e) the portion of an electrical circuit with a ground fault is determined or, in other words, a location of a ground fault of an electrical circuit is determined.

En algunas realizaciones, cada una de las conexiones eléctricas comprende una impedancia limitadora de corriente a cada lado del interruptor de la conexión eléctrica. Dicho de otro modo, el interruptor conecta eléctricamente la impedancia limitadora de corriente de un lado del interruptor con la impedancia limitadora de corriente del otro lado del interruptor. El uso de una impedancia limitadora de corriente a cada lado del interruptor permite reducir la corriente que circula por el interruptor en comparación con realizaciones en las que tan solo está la impedancia limitadora de corriente de un único lado del interruptor. De este modo se pueden minimizar los daños causados por una falta a tierra. Las impedancias limitadoras de corriente son, por ejemplo, resistencias.In some embodiments, each of the electrical connections comprises a current limiting impedance on each side of the electrical connection switch. In other words, the switch electrically connects the current-limiting impedance on one side of the switch to the current-limiting impedance on the other side of the switch. The use of a current limiting impedance on each side of the switch allows the current flowing through the switch to be reduced compared to embodiments in which there is only the current limiting impedance of a single side of the switch. In this way, damage caused by a ground fault can be minimized. Current limiting impedances are, for example, resistors.

En algunas realizaciones, los medios de procesamiento están configurados para estimar la tensión continua y/o estimar la tensión alterna de la etapa b) en base a una transformada rápida de Fourier de la medida de la onda de tensión recibida en la etapa a). Los medios de procesamiento pueden estar configurados para estimar la onda de tensión medida en base a la medida de la onda de tensión recibida. La estimación de la tensión continua de la etapa b) puede ser la componente continua de la transformada de Fourier, dicho de otro modo, la componente sin frecuencia de la transformada de Fourier de la estimación de la onda de tensión. La estimación de la tensión alterna de la etapa b) puede ser una componente alterna de la transformada de Fourier de la estimación de la onda de tensión. Si bien en estos ejemplos se emplea la transformada de Fourier, por ejemplo, la transformada rápida de Fourier, para estimar la o las tensiones de la etapa b), en otras alternativas se realizan dichas estimaciones sin utilizar la transformada de Fourier. La transformada rápida de Fourier permite extraer rápidamente información requerida para localizar la falta a tierra.In some embodiments, the processing means are configured to estimate the direct voltage and/or estimate the alternating voltage of step b) based on a fast Fourier transform of the voltage wave measurement received in step a). The processing means may be configured to estimate the measured voltage wave based on the measurement of the received voltage wave. The continuous voltage estimate of step b) may be the continuous component of the Fourier transform, in other words, the frequency-free component of the Fourier transform of the voltage wave estimate. The alternating voltage estimate from step b) may be an alternating component of the Fourier transform of the voltage wave estimate. Although in these examples the Fourier transform is used, for example, the fast Fourier transform, to estimate the voltage(s) of step b), in other alternatives these estimates are made without using the Fourier transform. The fast Fourier transform allows Quickly extract information required to locate the ground fault.

En algunas realizaciones, los medios de procesamiento están configurados para realizar la etapa c), comprendiendo la etapa c) mantener abiertos los interruptores del resto de las conexiones eléctricas al determinar que el valor absoluto de la tensión continua estimada excede el umbral de falta a tierra y/o determinar que el valor absoluto de la tensión alterna estimada excede el umbral de falta a tierra. De este modo, únicamente el interruptor de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a) está cerrado; estando los interruptores del resto de las conexiones eléctricas, incluida la al menos una conexión eléctrica de la etapa a), abiertos. De este modo, se puede aumentar la precisión de la localización de la falta a tierra, puesto que se mide una tensión de una única conexión eléctrica en lugar de una suma de tensiones de varias de las conexiones eléctricas.In some embodiments, the processing means are configured to perform step c), comprising step c) keeping the switches of the rest of the electrical connections open upon determining that the absolute value of the estimated continuous voltage exceeds the ground fault threshold. and/or determine that the absolute value of the estimated alternating voltage exceeds the ground fault threshold. In this way, only the switch of the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a) is closed; the switches of the rest of the electrical connections, including the at least one electrical connection of stage a), being open. In this way, the precision of locating the ground fault can be increased, since a voltage of a single electrical connection is measured instead of a sum of voltages of several of the electrical connections.

Adicionalmente, mediante la observación de polaridad de la tensión se puede estimar si la falta tiene lugar en el polo positivo (componente de corriente continua en el dispositivo de puesta a tierra negativa) o si tiene lugar en el polo negativo (componente de corriente continua en el dispositivo de puesta a tierra positiva).Additionally, by observing the polarity of the voltage it can be estimated whether the fault takes place on the positive pole (direct current component in the negative grounding device) or if it takes place on the negative pole (direct current component in the negative grounding device). the positive grounding device).

En algunas realizaciones, los medios de procesamiento están configurados para mantener el interruptor de una de las conexiones eléctricas normalmente cerrado y para mantener los interruptores del resto de las conexiones eléctricas normalmente abiertos; siendo la al menos una conexión eléctrica de la etapa a) una única conexión eléctrica y siendo el interruptor normalmente cerrado el interruptor de la conexión eléctrica de la etapa a). De este modo, el medidor de tensión mide la onda de tensión de una única conexión eléctrica, evitando la necesidad de cerrar y/o abrir interruptores de otras conexiones eléctricas para tomar la medida de la onda de tensión recibida en la etapa a).In some embodiments, the processing means is configured to keep the switch of one of the electrical connections normally closed and to keep the switches of the rest of the electrical connections normally open; the at least one electrical connection of step a) being a single electrical connection and the switch of the electrical connection of step a) being normally closed. In this way, the voltage meter measures the voltage wave of a single electrical connection, avoiding the need to close and/or open switches of other electrical connections to take the measurement of the voltage wave received in step a).

En algunas realizaciones, los medios de procesamiento están configurados para realizar la determinación de la etapa e) comparando el valor absoluto de la estimación de tensión continua de la etapa b) con un valor absoluto de una estimación de una tensión continua de una componente continua de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a); estando los medios de procesamiento configurados para indicar que la falta a tierra es más próxima a la conexión eléctrica con mayor valor absoluto de la estimación de tensión continua que a la conexión eléctrica con menor valor absoluto de la estimación de tensión continua. Estas realizaciones permiten localizar con mayor precisión faltas a tierra de una porción de un circuito eléctrico, estando la porción configurada para tener tensión continua. En concreto, un valor absoluto relativamente mayor con respecto al otro valor absoluto, indica mayor proximidad entre la falta a tierra y la conexión eléctrica con el mayor valor absoluto que entre la falta a tierra y la conexión eléctrica con el menor valor absoluto.In some embodiments, the processing means is configured to perform the determination of step e) by comparing the absolute value of the continuous voltage estimate of step b) with an absolute value of an estimate of a continuous voltage of a continuous component of the voltage wave of the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a); the processing means being configured to indicate that the ground fault is closer to the electrical connection with the highest absolute value of the direct voltage estimate than to the electrical connection with the lowest absolute value of the direct voltage estimate. These embodiments make it possible to more precisely locate ground faults of a portion of an electrical circuit, the portion being configured to have direct voltage. Specifically, a relatively greater absolute value with respect to the other absolute value indicates greater proximity between the ground fault and the electrical connection with the greater absolute value than between the ground fault and the electrical connection with the lowest absolute value.

En algunas realizaciones, los medios de procesamiento están configurados para determinar en la etapa e) que la porción del circuito eléctrico con una falta a tierra está entre dos conexiones eléctricas, teniendo las dos conexiones eléctricas unas ondas de tensión con los dos valores absolutos más altos de estimaciones de tensión continua de una componente continua en comparación con los valores absolutos de las estimaciones de tensión continua de una componente continua de las ondas de tensión del resto de las conexiones eléctricas. Se ha observado que esta es la localización habitual de faltas a tierra en una porción del circuito configurada para tener tensión continua.In some embodiments, the processing means are configured to determine in step e) that the portion of the electrical circuit with a ground fault is between two electrical connections, the two electrical connections having voltage waves with the two highest absolute values. of DC voltage estimates of a DC component compared to the absolute values of DC voltage estimates of a DC component of the voltage waves of the rest of the electrical connections. It has been observed that this is the usual location of ground faults in a portion of the circuit configured to have direct voltage.

En algunas realizaciones, los medios de procesamiento están configurados para generar una señal de alarma en base a la medida de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a). La señal de alarma permite alertar de una falta a tierra en una porción concreta de un circuito eléctrico.In some embodiments, the processing means are configured to generate an alarm signal based on the measurement of the voltage wave of the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a). The alarm signal allows you to alert of a ground fault in a specific portion of an electrical circuit.

En algunas realizaciones, la señal de alarma comprende datos de localización de una porción de un circuito determinada en la etapa e). Esta señal de alarma se puede utilizar para detectar una localización de una falta a tierra.In some embodiments, the alarm signal comprises location data for a portion of a circuit determined in step e). This alarm signal can be used to detect a location of a ground fault.

Un segundo aspecto de la presente invención se refiere a un localizador de faltas a tierra según el primer aspecto de la invención y a protecciones para un circuito eléctrico, estando los medios de procesamiento configurados para seleccionar al menos una de las protecciones y activar la al menos una de las protecciones seleccionada, estando la selección basada en la medida de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a). Como la medida de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a) permite localizar la falta a tierra de un circuito eléctrico, esta medida se puede utilizar para activar una protección configurada para proteger contra faltas a tierra en la localización de la falta a tierra determinada en la etapa e). A second aspect of the present invention relates to a ground fault locator according to the first aspect of the invention and to protections for an electrical circuit, the processing means being configured to select at least one of the protections and activate the at least one. of the protections selected, the selection being based on the measurement of the voltage wave of the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a). Since the measurement of the voltage wave of the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a) allows locating the ground fault of an electrical circuit, this measurement can be used to activate a protection configured to protect against faults. to ground at the location of the ground fault determined in step e).

Un tercer aspecto de la presente invención se refiere a un circuito eléctrico, comprendiendo el circuito eléctrico un localizador de faltas a tierra según el primer aspecto de la invención y uno o varios convertidores, conectando las conexiones eléctricas del localizador puntos del circuito eléctrico a tierra; y estando los medios de procesamiento configurados para que la componente alterna de la etapa b) tenga una frecuencia igual a una frecuencia fundamental de una porción polifásica del circuito eléctrico.A third aspect of the present invention refers to an electrical circuit, the electrical circuit comprising a ground fault locator according to the first aspect of the invention and one or more converters, the electrical connections of the locator connecting points of the electrical circuit to ground; and the processing means being configured so that the alternating component of step b) has a frequency equal to a fundamental frequency of a polyphase portion of the electrical circuit.

En algunas realizaciones, los puntos del circuito eléctrico son al menos un punto neutro de una porción polifásica del circuito eléctrico y/o al menos un punto medio de una porción del circuito eléctrico configurada para tener tensión continua; y siendo los valores umbrales de falta a tierra sustancialmente cero voltios. De este modo, el al menos un punto neutro y el al menos un punto medio de la porción del circuito configurada para tener tensión continua tienen la tensión de tierra si el circuito eléctrico no tiene faltas a tierra. De esta manera, como las conexiones eléctricas conectan estos puntos a tierra, no circula corriente por las conexiones eléctricas si no hay falta a tierra y por consiguiente la tensión medida por el medidor de tensión es sustancialmente cero voltios. El punto medio de la porción del circuito eléctrico configurada para tener tensión continua es un punto a una tensión inferior a la tensión máxima de la porción del circuito y superior a la tensión mínima de la porción del circuito. Dada una porción del circuito con una tensión máxima Vcc+ y una tensión mínima Vcc-, la tensión del punto medio es preferiblemente:In some embodiments, the electrical circuit points are at least one neutral point of a polyphase portion of the electrical circuit and/or at least a midpoint of a portion of the electrical circuit configured to have direct voltage; and the ground fault threshold values being substantially zero volts. In this way, the at least one neutral point and the at least one midpoint of the portion of the circuit configured to have direct voltage have the ground voltage if the electrical circuit does not have ground faults. In this way, since the electrical connections connect these points to ground, no current flows through the electrical connections if there is no ground fault and consequently the voltage measured by the voltage meter is substantially zero volts. The midpoint of the portion of the electrical circuit configured to have direct voltage is a point at a voltage less than the maximum voltage of the circuit portion and greater than the minimum voltage of the circuit portion. Given a portion of the circuit with a maximum voltage Vcc+ and a minimum voltage Vcc-, the midpoint voltage is preferably:

Figure imgf000009_0001
Figure imgf000009_0001

La conexión con el punto medio permite mejorar la capacidad de detección de faltas a tierra del localizador de faltas a tierra en comparación con realizaciones en las que los valores umbrales de falta a tierra son sustancialmente cero voltios pero los puntos del circuito eléctrico a los que se conectan las conexiones eléctricas del localizador son puntos a la tensión máxima Vcc+ y/o a la tensión mínima Vcc-. Esto se debe a que la tensión del punto medio es diferente a las tensiones máxima Vcc+ y mínima Vcc- de, por ejemplo, respectivamente un polo positivo y un polo negativo de la porción del circuito configurada para tener tensión continua. Por ello, en caso de que se produzcan faltas a tierra en el polo positivo o en el polo negativo, el localizador puede detectar estas faltas a tierra. Por el contrario, si los puntos a los que se unen las conexiones eléctricas fueran puntos del polo positivo a la tensión máxima Vcc+, una falta a tierra en dicho polo positivo no sería detectable por el localizador porque la tensión del polo positivo sería la misma que la tensión de tierra y por consiguiente no circularía corriente por las conexiones eléctricas, no superándose el valor umbral de falta a tierra de sustancialmente cero voltios. El experto en la materia entiende que, por motivos equivalentes, la conexión al punto neutro permite mejorar la capacidad de detección de faltas a tierra.The connection to the midpoint allows the ground fault detection capability of the ground fault locator to be improved compared to embodiments in which the ground fault threshold values are substantially zero volts but the electrical circuit points to which The electrical connections of the locator are connected to points at the maximum voltage Vcc+ and/or at the minimum voltage Vcc-. This is because the midpoint voltage is different from the maximum Vcc+ and minimum Vcc- voltages of, for example, respectively a positive pole and a negative pole of the portion of the circuit configured to have direct voltage. Therefore, in the event that ground faults occur on the positive pole or the negative pole, the locator can detect these ground faults. On the contrary, if the points to which the electrical connections are joined were points of the positive pole at the maximum voltage Vcc+, a ground fault in said positive pole would not be detectable by the locator because the voltage of the positive pole would be the same as the ground voltage and consequently no current would flow through the electrical connections, not exceeding the ground fault threshold value of substantially zero volts. The expert in the field understands that, for equivalent reasons, the connection to the neutral point allows the ground fault detection capacity to be improved.

Además, si los puntos a los que se conectan las conexiones eléctricas fueran puntos del polo positivo a la tensión máxima Vcc+, en el caso de que se produjese una segunda falta a tierra en el circuito, la corriente podría circular por la primera falta a tierra en lugar de circular por las conexiones eléctricas del localizador de falta a tierra, dificultando o impidiendo la detección de la segunda falta a tierra. Por el contrario, si los puntos a los que se conectan las conexiones eléctricas son los puntos medios se facilitaría la detección de la segunda falta a tierra. Furthermore, if the points to which the electrical connections are connected were points of the positive pole at the maximum voltage Vcc+, in the event that a second ground fault occurred in the circuit, the current could flow through the first ground fault. instead of circulating through the electrical connections of the ground fault locator, making it difficult or impossible to detect the second ground fault. On the contrary, if the points to which the electrical connections are connected are the midpoints, the detection of the second ground fault would be facilitated.

En algunas realizaciones, los medios de procesamiento están configurados para realizar la determinación de la etapa e) comparando el valor absoluto de la estimación de tensión alterna de la etapa b) con un valor absoluto de una estimación de una tensión alterna de una componente alterna de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a), teniendo la componente alterna una frecuencia igual a la frecuencia fundamental de la porción polifásica del circuito eléctrico; estando los medios de procesamiento configurados para indicar que la falta a tierra es más próxima a la conexión eléctrica con mayor valor absoluto de la estimación de tensión alterna que a la conexión eléctrica con menor valor absoluto de la estimación de tensión alterna. De este modo, se comparan dos componentes alternas con la frecuencia igual a la frecuencia fundamental de la porción polifásica del circuito eléctrico. Estas realizaciones permiten localizar con mayor precisión faltas a tierra de una porción de un circuito eléctrico, estando la porción configurada para tener tensión a la frecuencia fundamental de la porción polifásica del circuito eléctrico. En concreto, un valor absoluto, como por ejemplo un valor eficaz o una amplitud, relativamente mayor con respecto al otro valor absoluto, indica mayor proximidad entre la falta a tierra y la conexión eléctrica con el mayor valor absoluto que entre la falta a tierra y la conexión eléctrica con menor valor absoluto.In some embodiments, the processing means is configured to perform the determination of step e) by comparing the absolute value of the alternating voltage estimate of step b) with an absolute value of an estimate of an alternating voltage of an alternating component of the voltage wave of the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a), the alternating component having a frequency equal to the fundamental frequency of the polyphase portion of the electrical circuit; the processing means being configured to indicate that the ground fault is closer to the electrical connection with the highest absolute value of the alternating voltage estimate than to the electrical connection with the lowest absolute value of the alternating voltage estimate. In this way, two alternating components are compared with the frequency equal to the fundamental frequency of the polyphase portion of the electrical circuit. These embodiments make it possible to more precisely locate ground faults of a portion of an electrical circuit, the portion being configured to have voltage at the fundamental frequency of the polyphase portion of the electrical circuit. Specifically, an absolute value, such as an effective value or an amplitude, relatively larger than the other absolute value, indicates greater proximity between the ground fault and the electrical connection with the largest absolute value than between the ground fault and the electrical connection with the lowest absolute value.

En algunas realizaciones, los medios de procesamiento están configurados para determinar en la etapa e) que la porción del circuito eléctrico con una falta a tierra está entre dos conexiones eléctricas, teniendo las dos conexiones eléctricas unas ondas de tensión con los dos valores absolutos más altos de estimaciones de tensión alterna de una componente alterna en comparación con los valores absolutos de las estimaciones de tensión alterna de una componente alterna de las ondas de tensión del resto de las conexiones eléctricas; teniendo la componente alterna una frecuencia igual a la frecuencia fundamental de la porción polifásica del circuito eléctrico. Se ha observado que esta es la localización habitual de faltas a tierra en una porción del circuito configurada para tener tensión alterna.In some embodiments, the processing means are configured to determine in step e) that the portion of the electrical circuit with a ground fault is between two electrical connections, the two electrical connections having voltage waves with the two highest absolute values. of alternating voltage estimates of an alternating component compared to the absolute values of the alternating voltage estimates of an alternating component of the voltage waves of the rest of the electrical connections; the alternating component having a frequency equal to the fundamental frequency of the polyphase portion of the electrical circuit. It has been observed that this is the usual location of ground faults in a portion of the circuit configured to have alternating voltage.

En algunas realizaciones, los medios de procesamiento están configurados para realizar la determinación de la etapa e) en base a una medida de una tensión alterna de una componente alterna de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a), teniendo la componente alterna una frecuencia igual a una frecuencia de conmutación de un convertidor del circuito eléctrico. Una medida no nula de tensión alterna a dicha frecuencia o una medida de tensión alterna a dicha frecuencia cuya amplitud o valor eficaz es mayor que, respectivamente, la amplitud o valor eficaz de la tensión alterna a dicha frecuencia de otras conexiones eléctricas es indicativa de que la falta a tierra no está en la porción del circuito directamente conectada a la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a). En concreto, una medida no nula de tensión alterna a dicha frecuencia o una medida de tensión alterna a dicha frecuencia cuya amplitud o valor eficaz es mayor que, respectivamente, la amplitud o valor eficaz de la tensión alterna a dicha frecuencia de otras conexiones eléctricas es indicativa de que un convertidor con dicha frecuencia de conmutación conecta eléctricamente la falta a tierra con la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a). Esto se debe a que la alteración que produce la falta a tierra interactúa con el convertidor generando una tensión alterna a dicha frecuencia en la porción del circuito conectada al convertidor por el lado del convertidor distinto del lado del convertidor conectado a la falta a tierra.In some embodiments, the processing means are configured to perform the determination of step e) based on a measurement of an alternating voltage of an alternating component of the voltage wave of the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a), having the alternating component a frequency equal to a switching frequency of a converter of the electrical circuit. A non-zero measurement of alternating voltage at said frequency or a measurement of alternating voltage at said frequency whose amplitude or rms value is greater than, respectively, the amplitude or rms value of the alternating voltage at said frequency of other electrical connections is indicative that the ground fault is not in the portion of the circuit directly connected to the electrical connection other than the at least one electrical connection of stage a). Specifically, a non-zero measurement of alternating voltage at said frequency or a measurement of alternating voltage at said frequency whose amplitude or rms value is greater than, respectively, the amplitude or rms value of the alternating voltage at said frequency of other electrical connections is indicative that a converter with said switching frequency electrically connects the ground fault with the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a). This is because the alteration produced by the ground fault interacts with the converter, generating an alternating voltage at said frequency in the portion of the circuit connected to the converter on the side of the converter other than the side of the converter connected to the ground fault.

En algunas realizaciones, los medios de procesamiento están configurados para realizar la determinación de la etapa e) en base a una medida de una tensión alterna de una componente alterna de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a), teniendo la componente alterna una frecuencia igual a un tercer armónico de un convertidor del circuito eléctrico. El tercer armónico del convertidor es el tercer armónico de una tensión de entrada y/o de una tensión de salida del convertidor. Una medida no nula de tensión alterna a dicha frecuencia o una medida de tensión alterna a dicha frecuencia cuya amplitud o valor eficaz es mayor que, respectivamente, la amplitud o valor eficaz de la tensión alterna a dicha frecuencia de otras conexiones eléctricas es indicativa de que la falta a tierra no está en la porción del circuito directamente conectada a la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a). En concreto, una medida no nula de tensión alterna a dicha frecuencia o una medida de tensión alterna a dicha frecuencia cuya amplitud o valor eficaz es mayor que, respectivamente, la amplitud o valor eficaz de la tensión alterna a dicha frecuencia de otras conexiones eléctricas es indicativa de que un convertidor con dicho tercer armónico conecta eléctricamente la falta a tierra con la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a). Esto se debe a que la alteración que produce la falta a tierra interactúa con el convertidor, particularmente si el convertidor comprende componentes electrónicos pasivos tales como diodos, generando una tensión alterna a la frecuencia del tercer armónico en la porción del circuito conectada al convertidor por el lado del convertidor distinto del lado del convertidor conectado a la falta a tierra.In some embodiments, the processing means are configured to perform the determination of step e) based on a measurement of an alternating voltage of an alternating component of the voltage wave of the electrical connection other than the at least one electrical connection of stage a), having the alternating component a frequency equal to a third harmonic of a converter of the electric circuit. The third harmonic of the converter is the third harmonic of an input voltage and/or an output voltage of the converter. A non-zero measurement of alternating voltage at said frequency or a measurement of alternating voltage at said frequency whose amplitude or rms value is greater than, respectively, the amplitude or rms value of the alternating voltage at said frequency of other electrical connections is indicative that the ground fault is not in the portion of the circuit directly connected to the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a). Specifically, a non-zero measurement of alternating voltage at said frequency or a measurement of alternating voltage at said frequency whose amplitude or rms value is greater than, respectively, the amplitude or rms value of the alternating voltage at said frequency of other electrical connections is indicative that a converter with said third harmonic electrically connects the ground fault with the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a). This is because the disturbance produced by the ground fault interacts with the converter, particularly if the converter comprises passive electronic components such as diodes, generating an alternating voltage at the frequency of the third harmonic in the portion of the circuit connected to the converter by the side of the converter other than the side of the converter connected to the ground fault.

Un cuarto aspecto de la presente invención se refiere a un método de localización de faltas a tierra de un circuito eléctrico, comprendiendo el circuito eléctrico uno o varios convertidores; y comprendiendo el método las etapas:A fourth aspect of the present invention refers to a method of locating ground faults of an electrical circuit, the electrical circuit comprising one or more converters; and understanding the method the stages:

a) medir una onda de tensión a tierra de un punto del circuito eléctrico; a) measure a voltage wave to ground from a point in the electrical circuit;

b) estimar una tensión continua de una componente continua de la onda de tensión a tierra medida y/o estimar una tensión alterna de una componente alterna de la onda de tensión a tierra medida;b) estimating a direct voltage from a direct component of the measured ground voltage wave and/or estimating an alternating voltage from an alternating component of the measured ground voltage wave;

c) al determinar que un valor absoluto de la tensión continua estimada excede un umbral de falta a tierra y/o determinar que un valor absoluto de la tensión alterna estimada excede un umbral de falta a tierra, medir una tensión a tierra de otro punto del circuito eléctrico, siendo el otro punto del circuito eléctrico distinto del punto de la etapa a);c) upon determining that an absolute value of the estimated direct voltage exceeds a ground fault threshold and/or determining that an absolute value of the estimated alternating voltage exceeds a ground fault threshold, measure a ground voltage from another point on the electrical circuit, the other point of the electrical circuit being different from the point in step a);

d) medir una onda de tensión a tierra del otro punto del circuito eléctrico;d) measure a voltage wave to ground from the other point of the electrical circuit;

e) determinar que una porción de un circuito eléctrico tiene una falta a tierra, estando la determinación de la porción del circuito basada en la medida de la onda de tensión de la etapa d).e) determining that a portion of an electrical circuit has a ground fault, the determination of the portion of the circuit being based on the measurement of the voltage wave in step d).

Un quinto aspecto de la presente invención se refiere al método del cuarto aspecto de la presente invención realizado por el localizador de faltas a tierra del primer aspecto de la presente invención o por el circuito eléctrico del tercer aspecto de la presente invención. A fifth aspect of the present invention relates to the method of the fourth aspect of the present invention realized by the ground fault locator of the first aspect of the present invention or by the electrical circuit of the third aspect of the present invention.

Los diferentes aspectos y realizaciones de la invención definidos anteriormente pueden combinarse entre sí, siempre que sean mutuamente compatibles.The different aspects and embodiments of the invention defined above can be combined with each other, as long as they are mutually compatible.

Las ventajas y características adicionales de la invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada y se señalarán particularmente en las reivindicaciones adjuntas.Additional advantages and features of the invention will become apparent from the following detailed description and will be particularly noted in the appended claims.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención de acuerdo con ejemplos de realizaciones prácticas de la misma, se acompaña como parte integrante de la descripción, un juego de dibujos en el que, con carácter ilustrativo, se ha representado lo siguiente:In order to help a better understanding of the characteristics of the invention according to examples of practical embodiments thereof, a set of drawings is attached as an integral part of the description in which, for illustrative purposes, the following has been represented. following:

La figura 1 muestra una parte de un circuito eléctrico de acuerdo con algunas realizaciones de la invención.Figure 1 shows a part of an electrical circuit according to some embodiments of the invention.

La figura 2 muestra un localizador de faltas a tierra de acuerdo con algunas realizaciones de la invención.Figure 2 shows a ground fault locator according to some embodiments of the invention.

La figura 3 muestra un localizador de faltas a tierra de acuerdo con algunas realizaciones de la invención. Figure 3 shows a ground fault locator according to some embodiments of the invention.

La figura 4 muestra un método de acuerdo con algunas realizaciones de la invención. Referencias numéricas de las figuras:Figure 4 shows a method according to some embodiments of the invention. Numerical references of the figures:

(la ) Primer convertidor alterna-continua;(the) First alternating-direct converter;

(lb ) Primer convertidor continua-alterna;(lb) First DC-AC converter;

(1c) Segundo convertidor alterna-continua;(1c) Second AC-DC converter;

(ld ) Segundo convertidor continua-alterna;(ld) Second DC-AC converter;

(le ) Primer convertidor continua-continua;(le) First continuous-continuous converter;

( lf) Segundo convertidor continua-continua;(lf) Second continuous-continuous converter;

(2a) Primer transformador;(2a) First transformer;

(2b) Segundo transformador;(2b) Second transformer;

(3a) Primer conductor eléctrico;(3a) First electrical conductor;

(3b) Segundo conductor eléctrico;(3b) Second electrical conductor;

(4) Impedancia trifásica;(4) Three-phase impedance;

(5) Máquina eléctrica rotativa;(5) Rotating electric machine;

(6) Acumulador de energía eléctrica;(6) Electrical energy accumulator;

(7) Conjunto de paneles fotovoltaicos;(7) Set of photovoltaic panels;

(81), (82), (83), (84), (85), (86) Condensadores;(81), (82), (83), (84), (85), (86) Capacitors;

(91), (92), (93), (94), (95), (96) Resistencias;(91), (92), (93), (94), (95), (96) Resistances;

(10a) Primera conexión a un punto neutro;(10a) First connection to a neutral point;

(10b) Segunda conexión a un punto neutro;(10b) Second connection to a neutral point;

(10c) Tercera conexión a un punto neutro;(10c) Third connection to a neutral point;

(10d) Cuarta conexión a un punto neutro;(10d) Fourth connection to a neutral point;

(10e) Quinta conexión a un punto medio;(10e) Fifth connection to a midpoint;

(10f) Sexta conexión a un punto medio;(10f) Sixth connection to a midpoint;

(10g) Séptima conexión a un punto medio; (10g) Seventh connection to a midpoint;

(10h) Octava conexión a un punto medio;(10h) Eighth connection to a midpoint;

(10i) Novena conexión a un punto medio;(10i) Ninth connection to a midpoint;

(10j) Décima conexión a un punto medio;(10j) Tenth connection to a midpoint;

(10k) Undécima conexión a un punto medio;(10k) Eleventh connection to a midpoint;

(10l) Duodécima conexión a un punto medio;(10l) Twelfth connection to a midpoint;

(11a), (11b), (11c), (11 d), (11 e), (11 f) Señales de frecuencia;(11a), (11b), (11c), (11 d), (11 e), (11 f) Frequency signals;

(12) Subsistema de puesta a tierra;(12) Grounding subsystem;

(13) Interruptor normalmente cerrado;(13) Normally closed switch;

(14) Interruptor normalmente abierto;(14) Normally open switch;

(15) Resistencia de puesta a tierra;(15) Grounding resistance;

(16) Tierra;(16) Land;

(17) Medidor de tensión;(17) Tension meter;

(18) Controlador de los interruptores;(18) Switch controller;

(19) Señal de control de los interruptores;(19) Switch control signal;

(20) Medios de procesamiento;(20) Processing means;

(21) Señal de alarma;(21) Alarm signal;

(22) Fusible;(22) Fuse;

(23) Resistencias adicionales;(23) Additional resistances;

(24) Primera etapa de medida de una onda de tensión a tierra de un punto de un circuito eléctrico;(24) First stage of measuring a voltage wave to ground from a point in an electrical circuit;

(25) Segunda etapa de estimación de una tensión continua de una componente continua de la onda de tensión a tierra medida y/o de estimación de una tensión alterna de una componente alterna de la onda de tensión a tierra medida;(25) Second stage of estimating a direct voltage of a continuous component of the measured ground voltage wave and/or estimating an alternating voltage of an alternating component of the measured ground voltage wave;

(26) Tercera etapa de comparación de un valor absoluto de la tensión continua estimada con un umbral de falta a tierra y/o de comparación de un valor absoluto de la tensión alterna estimada con un umbral de falta a tierra;(26) Third stage of comparing an absolute value of the estimated direct voltage with a ground fault threshold and/or comparing an absolute value of the estimated alternating voltage with a ground fault threshold;

(27) Cuarta etapa de cierre de uno o varios de los interruptores de las conexiones eléctricas; (28) Quinta etapa de medición de una onda de tensión a tierra de otro punto del circuito eléctrico;(27) Fourth stage of closing one or more of the electrical connection switches; (28) Fifth stage of measuring a voltage wave to ground from another point of the electrical circuit;

(29) Sexta etapa de determinación de una porción de un circuito eléctrico con una falta a tierra;(29) Sixth stage of determining a portion of an electrical circuit with a ground fault;

DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION

A la vista de esta descripción y figuras, el experto en la materia podrá entender que la invención ha sido descrita según algunas realizaciones de la misma, pero que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones, sin salir del objeto de la invención tal y como ha sido reivindicada.In view of this description and figures, the person skilled in the art will be able to understand that the invention has been described according to some embodiments thereof, but that multiple variations can be introduced in said embodiments, without leaving the object of the invention as such. has been vindicated.

Se procede a continuación a hacer una descripción de una realización preferente de la invención, para un sistema ejemplo no limitativo de un sistema eléctrico con convertidores. We now proceed to make a description of a preferred embodiment of the invention, for a non-limiting example system of an electrical system with converters.

La figura 1 muestra una parte de un circuito eléctrico que puede ser utilizada como ejemplo no limitativo de la invención para explicar la misma en detalle. El circuito eléctrico parcialmente ilustrado en la figura 1 comprende varios convertidores; en concreto comprende un primer convertidor CA/CC (1a), un primer convertidor CC/CA (1b), un segundo convertidor CA/CC (1c), un segundo convertidor CC/CA (1d), un primer convertidor CC/CC (1e) y un segundo convertidor CC/CC (1f). El circuito eléctrico comprende un primer transformador (2a), un segundo transformador (2b), una máquina eléctrica rotativa (5) y una impedancia trifásica (4). El primer transformador (2a), el segundo transformador (2b), la máquina eléctrica rotativa (5) y la impedancia trifásica (4) están en zonas del circuito eléctrico configuradas para tener tensión alterna. El circuito eléctrico comprende un acumulador de energía eléctrica (6) y un conjunto de paneles fotovoltaicos (7). El acumulador de energía eléctrica (6) y el conjunto de paneles fotovoltaicos (7) están en zonas del circuito eléctrico configuradas para tener tensión continua.Figure 1 shows a part of an electrical circuit that can be used as a non-limiting example of the invention to explain it in detail. The electrical circuit partially illustrated in Figure 1 comprises several converters; specifically it comprises a first AC/DC converter (1a), a first DC/AC converter (1b), a second AC/DC converter (1c), a second DC/AC converter (1d), a first DC/DC converter ( 1e) and a second DC/DC converter (1f). The electrical circuit comprises a first transformer (2a), a second transformer (2b), a rotating electrical machine (5) and a three-phase impedance (4). The first transformer (2a), the second transformer (2b), the rotating electrical machine (5) and the three-phase impedance (4) are in areas of the electrical circuit configured to have alternating voltage. The electrical circuit comprises an electrical energy accumulator (6) and a set of photovoltaic panels (7). The electrical energy accumulator (6) and the set of photovoltaic panels (7) are in areas of the electrical circuit configured to have direct voltage.

Tal como se ilustra en la figura 1, los convertidores (1a), (1b), (1c), (1d), (1e), (1f) están eléctricamente unidos entre sí mediante una zona del circuito eléctrico configurada para tener tensión continua. Esta zona configurada para tener tensión continua comprende resistencias (91), (92), (93), (94), (95), (96) y condensadores (81), (82), (83), (84), (85), (86). Los condensadores (81), (82), (83), (84), (85), (86) permiten disminuir un rizado de una tensión de la zona configurada para tener tensión continua. La zona configurada para tener tensión continua tiene un primer conductor eléctrico (3a) y un segundo conductor eléctrico (3b). As illustrated in Figure 1, the converters (1a), (1b), (1c), (1d), (1e), (1f) are electrically linked to each other through an area of the electrical circuit configured to have direct voltage. . This zone configured to have direct voltage comprises resistors (91), (92), (93), (94), (95), (96) and capacitors (81), (82), (83), (84), (85), (86). The capacitors (81), (82), (83), (84), (85), (86) make it possible to reduce a ripple of a voltage in the area configured to have direct voltage. The area configured to have direct voltage has a first electrical conductor (3a) and a second electrical conductor (3b).

El circuito eléctrico parcialmente ilustrado en la figura 1 comprende un localizador de defectos a tierra como, por ejemplo, el localizador ilustrado parcialmente en la figura 2 o el localizador ilustrado parcialmente en la figura 3. El localizador comprende unas conexiones eléctricas para conectar eléctricamente puntos de un circuito eléctrico a tierra. En concreto el localizador comprende una primera conexión (10a) a un punto neutro del circuito, una segunda conexión (10b) a un punto neutro del circuito, una tercera conexión (10c) a un punto neutro del circuito, una cuarta conexión (10d) a un punto neutro del circuito, una quinta conexión (10e) a un punto medio del circuito, una sexta conexión (10f) a un punto medio del circuito, una séptima conexión (10g) a un punto medio del circuito, una octava conexión (10h) a un punto medio del circuito, una novena conexión (10i) a un punto medio del circuito, una décima conexión (10j) a un punto medio del circuito, una undécima conexión (10k) a un punto medio del circuito, una duodécima conexión (10l) a un punto medio del circuito.The electrical circuit partially illustrated in Figure 1 comprises a ground fault locator such as, for example, the locator partially illustrated in Figure 2 or the locator partially illustrated in Figure 3. The locator comprises electrical connections to electrically connect points of an electrical circuit to ground. Specifically, the locator comprises a first connection (10a) to a neutral point of the circuit, a second connection (10b) to a neutral point of the circuit, a third connection (10c) to a neutral point of the circuit, a fourth connection (10d) to a neutral point of the circuit, a fifth connection (10e) to a midpoint of the circuit, a sixth connection (10f) to a midpoint of the circuit, a seventh connection (10g) to a midpoint of the circuit, an eighth connection ( 10h) to a midpoint of the circuit, a ninth connection (10i) to a midpoint of the circuit, a tenth connection (10j) to a midpoint of the circuit, an eleventh connection (10k) to a midpoint of the circuit, a twelfth connection (10l) to a midpoint of the circuit.

Los puntos medios del circuito son porciones del circuito configuradas para tener la tensión de tierra, es decir, los puntos medios están a la tensión de tierra si el circuito no presenta faltas. Los puntos neutros del circuito eléctrico también están configurados para tener la tensión de tierra, es decir, los puntos neutros están a la tensión de tierra si el circuito no presenta faltas.Circuit midpoints are portions of the circuit configured to be at ground voltage, that is, the midpoints are at ground voltage if the circuit is fault-free. The neutral points of the electrical circuit are also configured to have ground voltage, that is, the neutral points are at ground voltage if the circuit is fault-free.

Las resistencias (91), (92), (93), (94), (95), (96) y/o los condensadores (81), (82), (83), (84), (85), (86) pueden formar parte del localizador o pueden formar parte de un circuito eléctrico que no forma parte del localizador.The resistors (91), (92), (93), (94), (95), (96) and/or the capacitors (81), (82), (83), (84), (85), (86) may be part of the locator or may be part of an electrical circuit that is not part of the locator.

La figura 2 muestra las conexiones eléctricas (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l) del localizador. La primera conexión (10a) comprende un interruptor normalmente cerrado (13) y el resto de las conexiones eléctricas comprenden interruptores normalmente abiertos (14). Las conexiones eléctricas (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l) conectan los puntos respectivos del circuito eléctrico con una resistencia de puesta a tierra (15). La resistencia de puesta a tierra (15) está eléctricamente conectada a tierra (16). La resistencia de puesta a tierra (15) es un ejemplo de impedancia limitadora de corriente.Figure 2 shows the electrical connections (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k) , (10l) of the locator. The first connection (10a) comprises a normally closed switch (13) and the rest of the electrical connections comprise normally open switches (14). The electrical connections (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l) They connect the respective points of the electrical circuit with a grounding resistor (15). The grounding resistor (15) is electrically connected to ground (16). The grounding resistance (15) is an example of a current limiting impedance.

Las conexiones eléctricas (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l) están eléctricamente conectadas entre sí mediante fusibles (22). Los fusibles permiten evitar cortocircuitos producidos por un cierre indeseable de dos interruptores (13), (14) simultáneamente.The electrical connections (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l) They are electrically connected to each other by means of fuses (22). The fuses allow you to avoid short circuits caused by an undesirable closing of two switches (13), (14) simultaneously.

Un conjunto que comprende las conexiones eléctricas (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l), los fusibles (22) y la resistencia de puesta a tierra (15) se puede considerar un subsistema de puesta a tierra (12). A set that includes the electrical connections (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k) , (10l), the fuses (22) and the grounding resistor (15) can be considered a grounding subsystem (12).

El localizador comprende un medidor de tensión (17) configurado para medir ondas de tensión de las conexiones eléctricas (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l) con el interruptor (13), (14) cerrado. En concreto, el medidor de tensión (17) comprende unos terminales conectados dos extremos de la resistencia de puesta a tierra (15) de manera que el medidor de tensión (17) está configurado para medir una caída de tensión en la resistencia de puesta a tierra (15).The locator comprises a voltage meter (17) configured to measure voltage waves of the electrical connections (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h ), (10i), (10j), (10k), (10l) with the switch (13), (14) closed. Specifically, the voltage meter (17) comprises terminals connected to two ends of the grounding resistor (15) so that the voltage meter (17) is configured to measure a voltage drop in the grounding resistance. earth (15).

El medidor de tensión (17) está comunicativamente conectado con los medios de procesamiento (20). Los medios de procesamiento (20) están comunicativamente conectados con un controlador (18) de los interruptores (13), (14). Los medios de procesamiento están conectados con el circuito eléctrico de manera que reciben señales de frecuencia (11) del circuito eléctrico. Las señales de frecuencia (11) pueden ser por ejemplo señales indicativas de frecuencia de conmutación de interruptores de uno o más convertidores del circuito eléctrico y/o señales indicativas de frecuencias de tensión alterna de una o varias porciones polifásicas del circuito eléctrico. La figura 1 ilustra un ejemplo en el que las señales frecuencia (11) son señales de frecuencia (11a), (11b), (11c), (11 d), (11e), (11f) indicativas de frecuencia de conmutación de los respectivos convertidores (1a), (1b), (1c), (1d), (1e), (1f).The tension meter (17) is communicatively connected to the processing means (20). The processing means (20) are communicatively connected to a controller (18) of the switches (13), (14). The processing means are connected to the electrical circuit so that they receive frequency signals (11) from the electrical circuit. The frequency signals (11) may be, for example, signals indicative of the switching frequency of switches of one or more converters of the electrical circuit and/or signals indicative of alternating voltage frequencies of one or more polyphase portions of the electrical circuit. Figure 1 illustrates an example in which the frequency signals (11) are frequency signals (11a), (11b), (11c), (11 d), (11e), (11f) indicative of the switching frequency of the respective converters (1a), (1b), (1c), (1d), (1e), (1f).

La figura 3 muestra una porción de un localizador de faltas a tierra igual al localizador mostrado en la figura 2 salvo porque comprende unas resistencias adicionales (23) para limitación de corriente a la tierra (16). Tal como se ilustra en la figura 3, las conexiones eléctricas (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l) comprenden una resistencia a cada lado de cada uno de los interruptores (13), (14). Las resistencias adicionales (23) permiten que el riesgo de cortocircuito entre dos puntos neutros, dos puntos medios y/o entre punto neutro y punto medio por el cierre simultáneo de dos o más de los interruptores (13), (14) se reduzca considerablemente a costa de perder resolución en la detección de una tensión indicativa de falta a tierra, ya que la caída de tensión de falta se reparte en tres regiones, una caída de tensión en una de las impedancias adicionales (23), una caída de tensión en la resistencia de puesta a tierra (15) y una caída de tensión en la falta a tierra, disminuyendo la caída de tensión en la resistencia de puesta a tierra (15). Las resistencias adicionales (23) son ejemplos de impedancias limitadoras de corriente. Cada una de las resistencias adicionales (23) puede ser igual al resto de resistencias adicionales. Figure 3 shows a portion of a ground fault locator equal to the locator shown in Figure 2 except that it includes additional resistors (23) to limit current to the ground (16). As illustrated in Figure 3, the electrical connections (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j ), (10k), (10l) comprise a resistor on each side of each of the switches (13), (14). The additional resistors (23) allow the risk of short circuit between two neutral points, two midpoints and/or between neutral point and midpoint due to the simultaneous closing of two or more of the switches (13), (14) to be considerably reduced. at the cost of losing resolution in the detection of a voltage indicative of a ground fault, since the fault voltage drop is distributed in three regions, a voltage drop in one of the additional impedances (23), a voltage drop in the grounding resistance (15) and a voltage drop in the ground fault, decreasing the voltage drop in the grounding resistance (15). The additional resistors (23) are examples of current limiting impedances. Each of the additional resistances (23) can be equal to the rest of the additional resistances.

Tal como se puede deducir de las figuras 2 y 3, el medidor de tensión (17) está configurado para medir una tensión a tierra de la o las conexiones eléctricas (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l) con el o los interruptores (13), (14) cerrados. En concreto, el medidor de tensión (17) está configurado para medir una caída de tensión de la resistencia de puesta a tierra (15). As can be deduced from Figures 2 and 3, the voltage meter (17) is configured to measure a voltage to ground of the electrical connections (10a), (10b), (10c), (10d), ( 10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l) with the switch(es) (13), (14) closed. Specifically, the voltage meter (17) is configured to measure a voltage drop of the grounding resistance (15).

El cambio de estado de apertura a cierre y de cierre a apertura de los interruptores (13), (14) se controla mediante señales de control (19) generadas por el controlador (18). En algunas realizaciones no ilustradas los medios de procesamiento (20) comprenden el controlador (18). The change of state from opening to closing and from closing to opening of the switches (13), (14) is controlled by control signals (19) generated by the controller (18). In some non-illustrated embodiments the processing means (20) comprise the controller (18).

Como los puntos neutros y los puntos medios conectados eléctricamente a las conexiones eléctricas (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l) están a la tensión de tierra (16), si el circuito no presenta faltas a tierra, la caída de tensión en la resistencia de puesta a tierra (15) es sustancialmente cero voltios. Más en concreto, como el interruptor normalmente cerrado (13) conecta eléctricamente la tierra (16), ver figura 2 ó 3, con un punto neutro con la misma tensión que la tierra (16), ver figura 1, la corriente que circula por la primera conexión (10a) es cero amperios, siendo medida de la caída de tensión en la resistencia de puesta a tierra (15) sustancialmente cero voltios.As the neutral points and the midpoints electrically connected to the electrical connections (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l) are at the ground voltage (16), if the circuit does not have ground faults, the voltage drop in the grounding resistance (15) is substantially zero volts. More specifically, as the normally closed switch (13) electrically connects the ground (16), see figure 2 or 3, with a neutral point with the same voltage as the ground (16), see figure 1, the current that circulates through The first connection (10a) is zero amperes, the voltage drop across the grounding resistance (15) being measured as substantially zero volts.

En caso de que se produzca una falta a tierra en el circuito eléctrico parcialmente ilustrado en la figura 1, se incrementa la corriente que circula por la primera conexión (10a), incrementándose en valor absoluto una caída de tensión en la resistencia de puesta a tierra (15). El medidor de tensión (17) mide una primera onda de tensión de la resistencia de puesta a tierra (15) y transmite la medida de la primera onda de tensión a los medios de procesamiento (20).In the event that a ground fault occurs in the electrical circuit partially illustrated in Figure 1, the current that circulates through the first connection (10a) increases, increasing in absolute value a voltage drop in the grounding resistance. (fifteen). The voltage meter (17) measures a first voltage wave of the grounding resistance (15) and transmits the measurement of the first voltage wave to the processing means (20).

Los medios de procesamiento (20) están configurados para realizar una primera etapa a) de recepción de la medida de la primera onda de tensión de la primera conexión (10a).The processing means (20) are configured to carry out a first stage a) of receiving the measurement of the first voltage wave of the first connection (10a).

Los medios de procesamiento (20) está configurados realizar una etapa b) de estimación de una tensión continua de una componente continua de la onda de tensión medida y/o de estimación de una tensión alterna de una componente alterna de la onda de tensión medida. Estas estimaciones permiten determinar posibles ubicaciones de la falta a tierra. Estas estimaciones pueden ser estimaciones de componentes frecuenciales de la onda de tensión medida. Por ejemplo, las estimaciones de las componentes frecuenciales se pueden obtener calculando una transformada rápida de Fourier de una estimación de la onda de tensión medida, estimando la onda de tensión medida a partir de la medida de la onda de tensión. The processing means (20) is configured to perform a step b) of estimating a direct voltage of a continuous component of the measured voltage wave and/or estimating an alternating voltage of an alternating component of the measured voltage wave. These estimates allow you to determine possible locations of the ground fault. These estimates may be estimates of frequency components of the measured voltage wave. For example, estimates of the frequency components can be obtained by computing a fast Fourier transform of an estimate of the measured voltage wave, estimating the measured voltage wave from the measurement of the voltage wave.

Para detectar con mayor precisión la ubicación o localización de una falta a tierra del circuito eléctrico, los medios de procesamiento (20) pueden estar configurados para estimar la tensión continua de la componente continua de la onda de tensión medida y una tensión alterna de una componente alterna para cada frecuencia fundamental del circuito eléctrico, teniendo cada componente alterna una frecuencia fundamental del circuito eléctrico. Por ejemplo, en el circuito eléctrico parcialmente ilustrado en la figura 1, las frecuencias fundamentales pueden ser una primera frecuencia fundamental de la tensión del primer transformador (2a), una segunda frecuencia fundamental de la tensión segundo transformador (2b), una tercera frecuencia fundamental de la tensión de la impedancia trifásica (4) y una cuarta frecuencia fundamental de la tensión de la máquina eléctrica rotativa (5).To more accurately detect the location or location of a ground fault of the electrical circuit, the processing means (20) may be configured to estimate the direct voltage of the direct component of the measured voltage wave and an alternating voltage of a component alternating for each fundamental frequency of the electrical circuit, each alternating component having a fundamental frequency of the electrical circuit. For example, in the electrical circuit partially illustrated in Figure 1, the fundamental frequencies may be a first fundamental frequency of the voltage of the first transformer (2a), a second fundamental frequency of the voltage of the second transformer (2b), a third fundamental frequency of the voltage of the three-phase impedance (4) and a fourth fundamental frequency of the voltage of the rotating electrical machine (5).

La frecuencia de la tensión alterna cuyo valor absoluto es superior a sustancialmente cero voltios permite delimitar posibles ubicaciones de una falta a tierra del circuito, coincidiendo la frecuencia de la tensión alterna con la frecuencia fundamental de la tensión en dichas posibles ubicaciones. Por ejemplo, si la única porción del circuito configurada para tener una tensión a la tercera frecuencia fundamental es la impedancia trifásica (4), si una frecuencia de la tensión alterna cuyo valor absoluto es superior a sustancialmente cero voltios es igual a la tercera frecuencia fundamental, esto es indicativo de que la falta a tierra está en la impedancia trifásica (4).The frequency of the alternating voltage whose absolute value is greater than substantially zero volts makes it possible to delimit possible locations of a ground fault in the circuit, the frequency of the alternating voltage coinciding with the fundamental frequency of the voltage in said possible locations. For example, if the only portion of the circuit configured to have a voltage at the third fundamental frequency is the three-phase impedance (4), if a frequency of the alternating voltage whose absolute value is greater than substantially zero volts is equal to the third fundamental frequency , this is indicative that the ground fault is in the three-phase impedance (4).

En otro ejemplo, la primera frecuencia fundamental es igual a la segunda frecuencia fundamental y el circuito eléctrico no comprende más porciones configuradas para tener una tensión alterna con una frecuencia igual a la primera frecuencia fundamental; entonces una frecuencia de la tensión alterna cuyo valor absoluto es superior a sustancialmente cero voltios igual a la primera frecuencia fundamental es indicativa de que la falta a tierra está en el primer transformador (2a) y/o en el segundo transformador (2b).In another example, the first fundamental frequency is equal to the second fundamental frequency and the electrical circuit comprises no further portions configured to have an alternating voltage with a frequency equal to the first fundamental frequency; then a frequency of the alternating voltage whose absolute value is greater than substantially zero volts equal to the first fundamental frequency is indicative that the ground fault is in the first transformer (2a) and/or in the second transformer (2b).

El valor absoluto de la tensión alterna puede ser, por ejemplo, un valor eficaz de la tensión alterna o una amplitud de la tensión alterna.The absolute value of the alternating voltage may be, for example, an rms value of the alternating voltage or an amplitude of the alternating voltage.

Una tensión continua estimada superior al valor de sustancialmente cero voltios es indicativa de una falta a tierra en una porción del circuito eléctrico, estando la porción del circuito eléctrico configurada para tener tensión continua. Un valor absoluto de la tensión alterna superior al valor de sustancialmente cero voltios es indicativo de una falta a tierra en una porción del circuito eléctrico, estando la porción del circuito eléctrico configurada para tener tensión alterna.An estimated direct voltage greater than the value of substantially zero volts is indicative of a ground fault in a portion of the electrical circuit, the portion of the electrical circuit being configured to have direct voltage. An absolute value of the alternating voltage greater than the value of substantially zero volts is indicative of a ground fault in a portion of the electrical circuit, the portion of the electrical circuit being configured to have alternating voltage.

Los medios de procesamiento (20) están configurados para realizar una etapa c) que comprende abrir el interruptor normalmente cerrado (13) y cerrar un interruptor normalmente abierto (14) de otra de las conexiones eléctricas (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l).The processing means (20) are configured to perform a step c) that comprises opening the normally closed switch (13) and closing a normally open switch (14) of another of the electrical connections (10b), (10c), (10d). ), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l).

Al abrir el interruptor normalmente cerrado (13) y cerrar el interruptor normalmente abierto (14), la corriente que circula por la resistencia de puesta a tierra (15) deja de ser la corriente que circula por el interruptor normalmente cerrado (13) y pasa a ser la corriente que circula por el interruptor normalmente abierto (14) que se ha cerrado. En este estado de los interruptores (13), (14) el medidor de tensión (17) mide una segunda onda de tensión de la resistencia de puesta a tierra (15) y transmite la medida a los medios de procesamiento (20). When opening the normally closed switch (13) and closing the normally open switch (14), the current that circulates through the grounding resistance (15) ceases to be the current that circulates through the normally closed switch (13) and passes to be the current that circulates through the normally open switch (14) that has been closed. In this state of switches (13), (14) the voltage meter (17) measures a second voltage wave of the grounding resistance (15) and transmits the measurement to the processing means (20).

Los medios de procesamiento (20) pueden estar configurados, por ejemplo, para seleccionar cuál de los interruptores normalmente abiertos (14) cerrar en base a la medida de la primera onda de tensión. Por ejemplo, los medios de procesamiento pueden estar configurados para cerrar un interruptor normalmente abierto (14) cuya conexión eléctrica está conectada a un punto de una porción del circuito configurada para tener tensión con una frecuencia fundamental, siendo la frecuencia fundamental igual a la frecuencia de la tensión alterna y/o continua estimada con un valor absoluto superior a sustancialmente cero voltios.The processing means (20) may be configured, for example, to select which of the normally open switches (14) to close based on the measurement of the first voltage wave. For example, the processing means may be configured to close a normally open switch (14) whose electrical connection is connected to a point of a portion of the circuit configured to have voltage with a fundamental frequency, the fundamental frequency being equal to the frequency of the estimated alternating and/or direct voltage with an absolute value greater than substantially zero volts.

Los medios de procesamiento (20) están configurados para realizar una etapa d) de recepción de la medida de la segunda onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a).The processing means (20) are configured to carry out a step d) of receiving the measurement of the second voltage wave of the electrical connection different from the first connection (10a).

Los medios de procesamiento (20) están configurados para realizar una etapa e) de determinación de una porción del circuito eléctrico, teniendo la porción una falta a tierra; estando la determinación basada en la medida de la segunda onda de tensión. Esta determinación se puede realizar de diferentes maneras tal y como se explica a continuación. The processing means (20) are configured to perform a step e) of determining a portion of the electrical circuit, the portion having a ground fault; the determination being based on the measurement of the second voltage wave. This determination can be made in different ways as explained below.

La etapa e) puede comprender comparar un valor absoluto de la estimación de tensión continua de la etapa b) con un valor absoluto de una estimación de una tensión continua de una componente continua de la segunda onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a). Esto permite mejorar la precisión de la detección de faltas a tierra en porciones del circuito configuradas para tener tensión continua. Un mayor valor absoluto de la estimación de la tensión continua de la etapa b) con respecto al valor absoluto de la estimación de tensión continua de la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a) es indicativa de que la falta a tierra es más próxima al punto eléctricamente conectado a la primera conexión (10a) que al punto eléctricamente conectado a la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a). Inversamente, un menor valor absoluto de la estimación de la tensión continua de la etapa b) con respecto al valor absoluto de la estimación de tensión continua de la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a) es indicativa de que la falta a tierra es más próxima el punto eléctricamente conectado a la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a) que al punto eléctricamente conectado a la primera conexión (10a).Step e) may comprise comparing an absolute value of the continuous voltage estimate of step b) with an absolute value of an estimate of a continuous voltage of a continuous component of the second voltage wave of the electrical connection different from the first. connection (10a). This improves the accuracy of ground fault detection in portions of the circuit configured to have direct voltage. A greater absolute value of the direct voltage estimate of step b) with respect to the absolute value of the direct voltage estimate of the electrical connection other than the first connection (10a) is indicative that the ground fault is closer to the point electrically connected to the first connection (10a) than to the point electrically connected to the electrical connection other than the first connection (10a). Conversely, a lower absolute value of the direct voltage estimate of step b) with respect to the absolute value of the direct voltage estimate of the electrical connection other than the first connection (10a) is indicative that the ground fault is The point electrically connected to the electrical connection other than the first connection (10a) is closer than the point electrically connected to the first connection (10a).

La etapa e) puede comprender comparar un valor absoluto de la estimación de tensión alterna de la etapa b) con un valor absoluto de una estimación de una tensión alterna de una componente alterna de la segunda onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a), teniendo las dos tensiones alternas una frecuencia igual a una frecuencia fundamental de una porción polifásica del circuito eléctrico. Esto permite mejorar la precisión de la detección de faltas a tierra en porciones del circuito configuradas para tener tensión alterna a dicha frecuencia fundamental. Un mayor valor absoluto de la estimación de la tensión alterna de la etapa b) con respecto al valor absoluto de la estimación de tensión alterna de la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a) es indicativa de que la falta a tierra es más próxima al punto eléctricamente conectado a la primera conexión (10a) que al punto eléctricamente conectado a la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a). Inversamente, un menor valor absoluto de la estimación de la tensión alterna de la etapa b) con respecto al valor absoluto de la estimación de tensión alterna de la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a) es indicativa de que la falta a tierra es más próxima el punto eléctricamente conectado a la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a) que al punto eléctricamente conectado a la primera conexión (10a).Step e) may comprise comparing an absolute value of the alternating voltage estimate of step b) with an absolute value of an estimate of an alternating voltage of an alternating component of the second voltage wave of the electrical connection other than the first connection (10a), the two alternating voltages having a frequency equal to a fundamental frequency of a polyphase portion of the electrical circuit. This allows improving the accuracy of ground fault detection in portions of the circuit configured to have alternating voltage at said fundamental frequency. A greater absolute value of the estimation of the alternating voltage of step b) with respect to the absolute value of the estimation of alternating voltage of the electrical connection other than the first connection (10a) is indicative that the ground fault is closer to the point electrically connected to the first connection (10a) than to the point electrically connected to the electrical connection other than the first connection (10a). Conversely, a lower absolute value of the estimate of the alternating voltage of step b) with respect to the absolute value of the estimate of alternating voltage of the electrical connection other than the first connection (10a) is indicative that the ground fault is The point electrically connected to the electrical connection other than the first connection (10a) is closer than the point electrically connected to the first connection (10a).

La determinación de la etapa e) puede estar basada en una medida de una tensión alterna de una componente alterna de la segunda onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a), teniendo la componente alterna una frecuencia igual a un tercer armónico de un convertidor del circuito eléctrico. Esta manera de localizar una falta a tierra, permite mejorar la precisión de la localización. Si el circuito eléctrico comprende un convertidor entre la falta a tierra y el punto eléctricamente conectado a la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a), la falta a tierra causa que el punto reciba una tensión con frecuencia igual al tercer armónico, teniendo la tensión un valor absoluto superior a una tensión con la misma frecuencia pero de una conexión eléctrica conectada a un punto del circuito que no está separado de la falta a tierra por el convertidor.The determination of step e) may be based on a measurement of an alternating voltage of an alternating component of the second voltage wave of the electrical connection other than the first connection (10a), the alternating component having a frequency equal to a third harmonic of an electrical circuit converter. This way of locating a ground fault makes it possible to improve the precision of the location. If the electrical circuit includes a converter between the ground fault and the point electrically connected to the electrical connection other than the first connection (10a), the ground fault causes the point to receive a voltage with a frequency equal to the third harmonic, having the voltage an absolute value greater than a voltage with the same frequency but from an electrical connection connected to a point in the circuit that is not separated from the ground fault by the converter.

La determinación de la etapa e) puede estar basada en una medida de una tensión alterna de una componente alterna de la segunda onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a), teniendo la componente alterna una frecuencia igual a una frecuencia de conmutación de un convertidor del circuito eléctrico. Esta manera de localizar una falta a tierra permite mejorar la precisión de la localización. Si el circuito eléctrico comprende un convertidor entre la falta a tierra y el punto eléctricamente conectado a la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a), estando el convertidor accionado con la frecuencia de conmutación, la falta a tierra causa que el punto reciba una tensión con frecuencia igual a la frecuencia de conmutación, teniendo la tensión un valor absoluto superior a una tensión con la misma frecuencia pero de una conexión eléctrica conectada a un punto del circuito que no está separado de la falta a tierra por un convertidor accionado con dicha frecuencia de conmutación. The determination of step e) may be based on a measurement of an alternating voltage of an alternating component of the second voltage wave of the electrical connection other than the first connection (10a), the alternating component having a frequency equal to a frequency switching of an electrical circuit converter. This way of locating a ground fault improves the accuracy of the location. If the electrical circuit comprises a converter between the ground fault and the point electrically connected to the electrical connection other than the first connection (10a), with the converter being driven with the switching frequency, the ground fault causes the point to receive a voltage with a frequency equal to the switching frequency, the voltage having an absolute value greater than a voltage with the same frequency but from an electrical connection connected to a point in the circuit that is not separated from the ground fault by a converter driven with said switching frequency.

La etapa c) puede comprender cerrar los interruptores de todas las conexiones eléctricas distintas de la primera conexión (10a), preferiblemente de manera que no hay más de un interruptor cerrado simultáneamente. Esto permite que la determinación de la etapa e) se realice en base a medidas de ondas de tensión de todas las conexiones eléctricas (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), (10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l). Para asegurar que se miden las frecuencias fundamentales de todas las porciones polifásicas del circuito eléctrico se puede mantener cerrado cada uno de los interruptores un tiempo igual al valor inverso de la frecuencia fundamental más baja de las tensiones del circuito.Step c) may comprise closing the switches of all electrical connections other than the first connection (10a), preferably so that no more than one switch is closed simultaneously. This allows the determination of step e) to be carried out based on measurements of voltage waves of all electrical connections (10a), (10b), (10c), (10d), (10e), (10f), ( 10g), (10h), (10i), (10j), (10k), (10l). To ensure that the fundamental frequencies of all polyphase portions of the electrical circuit are measured, each of the switches can be kept closed for a time equal to the inverse value of the lowest fundamental frequency of the circuit voltages.

Los medios de procesamiento (20) pueden estar configurados para generar una señal de alarma en base a la medida de la segunda onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a). De este modo, no solo se determina una localización de una falta a tierra en función de la medida de la segunda onda de tensión, sino que además se emite la señal de alarma. La señal de alarma puede comprender datos de localización de la porción del circuito que se ha determinado que tiene la falta a tierra.The processing means (20) may be configured to generate an alarm signal based on the measurement of the second voltage wave of the electrical connection other than the first connection (10a). In this way, not only is a location of a ground fault determined based on the measurement of the second voltage wave, but the alarm signal is also issued. The alarm signal may comprise location data for the portion of the circuit that has been determined to have the ground fault.

El circuito eléctrico puede comprender unas protecciones para minimizar daños eléctricos, siendo los daños causados por las faltas a tierra. La protección conferida por cada protección eléctrica puede depender de la localización de la falta a tierra. Por ello, la protección a activar puede depender de la localización de la falta a tierra, es decir, la protección a activar puede ser seleccionada en base a la medida de la segunda onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la primera conexión (10a).The electrical circuit may include protections to minimize electrical damage, the damage being caused by ground faults. The protection conferred by each electrical protection may depend on the location of the ground fault. Therefore, the protection to activate may depend on the location of the ground fault, that is, the protection to activate can be selected based on the measurement of the second voltage wave of the electrical connection different from the first connection (10a ).

La condición de que no aparezca tercer armónico en la medida de tensión a tierra de una de las conexiones eléctricas implica que el interruptor (13), (14) accionado está en la misma zona que el defecto, es decir, que no existe electrónica de potencia entre la falta y el punto neutro/medio en el que se mide dicha tensión.The condition that no third harmonic appears in the ground voltage measurement of one of the electrical connections implies that the activated switch (13), (14) is in the same area as the defect, that is, there is no electronics. power between the fault and the neutral/middle point at which said voltage is measured.

La figura 4 muestra un método (100) de detección de faltas a tierra de acuerdo con algunas realizaciones la invención. Este método (100) puede implementarse con el localizador de faltas a tierra ilustrado en la figura 2 o con el localizador de faltas a tierra ilustrado en la figura 3. En una primera etapa (24) del método (100) se mide una onda de tensión a tierra de un punto de un circuito eléctrico. En una segunda etapa (25) del método (100) se estima una tensión continua de una componente continua de la onda de tensión a tierra medida en la primera etapa (24) y/o se estima una tensión alterna de una componente alterna de la onda de tensión a tierra medida en la primera etapa (24). En una tercera etapa (26) se compara un valor absoluto de la tensión continua estimada en la segunda etapa (25) con un umbral de falta a tierra y/o se compara un valor absoluto de la tensión alterna estimada en la segunda etapa (25) con un umbral de falta a tierra. En caso de que ninguno de los valores absolutos sea superior al respectivo umbral de falta a tierra se regresa a la primera etapa (24) de medición de la onda de tensión a tierra de un punto del circuito eléctrico, preferiblemente sin cambiar el estado de ninguno de los interruptores de las conexiones eléctricas del localizador. En caso de que al menos uno de los valores absolutos sea superior al umbral, el método avanza opcionalmente a una cuarta etapa (27) de cierre de uno o varios de los interruptores de las conexiones eléctricas para habilitar una quinta etapa (28) en la que se mide una onda de tensión a tierra de otro punto del circuito eléctrico. En una sexta etapa (29) del método (100) se determina una porción del circuito eléctrico, teniendo la porción una falta a tierra. Figure 4 shows a ground fault detection method (100) according to some embodiments of the invention. This method (100) can be implemented with the ground fault locator illustrated in Figure 2 or with the ground fault locator illustrated in Figure 3. In a first stage (24) of the method (100) a wave of voltage to ground from a point in an electrical circuit. In a second stage (25) of the method (100), a direct voltage is estimated from a continuous component of the ground voltage wave measured in the first stage (24) and/or an alternating voltage is estimated from an alternating component of the ground voltage wave measured in the first stage (24). In a third stage (26), an absolute value of the estimated direct voltage in the second stage (25) is compared with a ground fault threshold and/or an absolute value of the estimated alternating voltage is compared in the second. stage (25) with a ground fault threshold. In the event that none of the absolute values are higher than the respective ground fault threshold, we return to the first stage (24) of measuring the ground voltage wave at a point in the electrical circuit, preferably without changing the state of any of them. of the switches of the locator's electrical connections. In the event that at least one of the absolute values is higher than the threshold, the method optionally advances to a fourth stage (27) of closing one or more of the switches of the electrical connections to enable a fifth stage (28) in the which measures a voltage wave to ground from another point in the electrical circuit. In a sixth step (29) of method (100), a portion of the electrical circuit is determined, the portion having a ground fault.

En este texto, el término “comprende” y sus variantes (como “comprendiendo”, etc.) no deben entenderse de forma excluyente, es decir, estos excluyen la posibilidad de que lo descrito incluya otros elementos, pasos, etc.In this text, the term “comprehends” and its variants (such as “understanding”, etc.) should not be understood in an exclusive way, that is, they exclude the possibility that what is described includes other elements, steps, etc.

Por otra parte, la invención no está limitada a las realizaciones concretas que se han descrito sino abarca también, por ejemplo, las variantes que pueden ser realizadas por el experto medio en la materia (por ejemplo, en cuanto a la elección de materiales, dimensiones, componentes, configuración, etc.), dentro de lo que se desprende de las reivindicaciones. On the other hand, the invention is not limited to the specific embodiments that have been described but also encompasses, for example, the variants that can be carried out by the average person skilled in the art (for example, regarding the choice of materials, dimensions , components, configuration, etc.), within what is clear from the claims.

Claims (1)

REIVINDICACIONES 1- Localizador de faltas a tierra para un circuito eléctrico; estando el localizador caracterizado por que comprende:1- Ground fault locator for an electrical circuit; the locator being characterized in that it comprises: - conexiones eléctricas (10a, 10b) configuradas para conectar los puntos respectivos del circuito eléctrico con una resistencia de puesta a tierra (15), donde la resistencia de puesta a tierra (15) está eléctricamente conectada a tierra (16), , teniendo cada conexión eléctrica (10a, 10b) un interruptor (13, 14), y donde las conexiones eléctricas (10a, 10b) están eléctricamente conectadas entre sí mediante fusibles (22);- electrical connections (10a, 10b) configured to connect the respective points of the electrical circuit with a grounding resistor (15), where the grounding resistor (15) is electrically connected to ground (16), each having electrical connection (10a, 10b) a switch (13, 14), and where the electrical connections (10a, 10b) are electrically connected to each other by means of fuses (22); - un medidor de tensión (17) configurado para medir ondas de tensión de las conexiones eléctricas (10a, 10b) con el interruptor (13, 14) cerrado, donde el medidor de tensión (17) comprende unos terminales conectados a dos extremos de la resistencia de puesta a tierra (15) de manera que el medidor de tensión (17) está configurado para medir una caída de tensión en la resistencia de puesta a tierra (15);- a voltage meter (17) configured to measure voltage waves of the electrical connections (10a, 10b) with the switch (13, 14) closed, where the voltage meter (17) comprises terminals connected to two ends of the grounding resistance (15) so that the voltage meter (17) is configured to measure a voltage drop across the grounding resistance (15); - un controlador (18) configurado para generar señales de control (19) y para controlar, mediante dichas señales de control (19), el cambio de estado de apertura a cierre y de cierre a apertura de los interruptores (13, 14);- a controller (18) configured to generate control signals (19) and to control, by means of said control signals (19), the change of state from opening to closing and from closing to opening of the switches (13, 14); - medios de procesamiento (20) comunicativamente conectados con el medidor de tensión (17) y con el controlador (18) de los interruptores (13, 14), estando los medios de procesamiento (20) configurados para realizar las siguientes etapas: - processing means (20) communicatively connected with the tension meter (17) and with the controller (18) of the switches (13, 14), the processing means (20) being configured to carry out the following steps: a) recibir una medida de una onda de tensión de al menos una de las conexiones eléctricas (10a, 10b);a) receiving a measurement of a voltage wave from at least one of the electrical connections (10a, 10b); b) estimar una tensión continua de una componente continua de la onda de tensión medida y/o estimar una tensión alterna de una componente alterna de la onda de tensión medida;b) estimating a direct voltage from a continuous component of the measured voltage wave and/or estimating an alternating voltage from an alternating component of the measured voltage wave; c) al determinar que un valor absoluto de la tensión continua estimada excede un umbral de falta a tierra y/o determinar que un valor absoluto de la tensión alterna estimada excede un umbral de falta a tierra, cerrar el interruptor de una de las conexiones eléctricas distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a) de manera que el medidor de tensión mide una onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a);c) upon determining that an absolute value of the estimated direct voltage exceeds a ground fault threshold and/or determining that an absolute value of the estimated alternating voltage exceeds a ground fault threshold, close the switch of one of the electrical connections different from the at least one electrical connection of step a) so that the voltage meter measures a voltage wave of the electrical connection different from the at least one electrical connection of the step to); d) recibir la medida de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a);d) receiving the measurement of the voltage wave of the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a); e) determinar que una porción de un circuito eléctrico tiene una falta a tierra, estando la determinación de la porción del circuito basada en la medida de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a).e) determine that a portion of an electrical circuit has a ground fault, the determination of the portion of the circuit being based on the measurement of the voltage wave of the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a) . 2- El localizador de faltas a tierra de la reivindicación 1, comprendiendo cada una de las conexiones eléctricas (10a, 10b) una impedancia limitadora de corriente a cada lado del interruptor de la conexión eléctrica.2- The ground fault locator of claim 1, each of the electrical connections (10a, 10b) comprising a current limiting impedance on each side of the electrical connection switch. 3- El localizador de faltas a tierra de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, estando los medios de procesamiento configurados para estimar la tensión continua y/o estimar la tensión alterna de la etapa b) en base a una transformada rápida de Fourier de la medida de la onda de tensión recibida en la etapa a).3- The ground fault locator of any one of the preceding claims, the processing means being configured to estimate the direct voltage and/or estimate the alternating voltage of step b) based on a fast Fourier transform of the measurement. of the voltage wave received in step a). 4- El localizador de faltas a tierra de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo la etapa c) mantener abiertos los interruptores del resto de las conexiones eléctricas al determinar que el valor absoluto de la tensión continua estimada excede el umbral de falta a tierra y/o determinar que el valor absoluto de la tensión alterna estimada excede el umbral de falta a tierra.4- The ground fault locator of any of the previous claims, comprising step c) keeping the switches of the rest of the electrical connections open when determining that the absolute value of the estimated continuous voltage exceeds the ground fault threshold and /or determine that the absolute value of the estimated alternating voltage exceeds the ground fault threshold. 5- El localizador de faltas a tierra de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, estando los medios de procesamiento configurados para mantener el interruptor de una de las conexiones eléctricas normalmente cerrado y para mantener los interruptores del resto de las conexiones eléctricas normalmente abiertos; siendo la al menos una conexión eléctrica de la etapa a) una única conexión eléctrica y siendo el interruptor normalmente cerrado el interruptor de la conexión eléctrica de la etapa a).5- The ground fault locator of any one of the preceding claims, the processing means being configured to keep the switch of one of the electrical connections normally closed and to keep the switches of the rest of the electrical connections normally open; the at least one electrical connection of step a) being a single electrical connection and the switch of the electrical connection of step a) being normally closed. 6- El localizador de faltas a tierra de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo la etapa e) comparar el valor absoluto de la estimación de tensión continua de la etapa b) con un valor absoluto de una estimación de una tensión continua de una componente continua de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a); estando los medios de procesamiento configurados para indicar que la falta a tierra es más próxima a la conexión eléctrica con mayor valor absoluto de la estimación de tensión continua que a la conexión eléctrica con menor valor absoluto de la estimación de tensión continua. 6- The ground fault locator of any one of the preceding claims, comprising step e) comparing the absolute value of the continuous voltage estimate of step b) with an absolute value of an estimate of a continuous voltage of a component. continuous voltage wave of the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a); the processing means being configured to indicate that the ground fault is closer to the electrical connection with the highest absolute value of the direct voltage estimate than to the electrical connection with the lowest absolute value of the direct voltage estimate. 7- El localizador de faltas a tierra de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, estando los medios de procesamiento configurados para generar una señal de alarma (21) en base a la medida de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a).7- The ground fault locator of any one of the preceding claims, the processing means being configured to generate an alarm signal (21) based on the measurement of the voltage wave of the electrical connection other than the at least an electrical connection from step a). 8- El localizador de faltas a tierra de la reivindicación 7, comprendiendo la señal de alarma (21) datos de localización de una porción de un circuito determinada en la etapa e).8- The ground fault locator of claim 7, the alarm signal (21) comprising location data for a portion of a circuit determined in step e). 9- El localizador de faltas a tierra de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores y protecciones para un circuito eléctrico, estando los medios de procesamiento configurados para seleccionar al menos una de las protecciones y activar la al menos una de las protecciones seleccionada, estando la selección basada en la medida de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a).9- The ground fault locator of any of the preceding claims and protections for an electrical circuit, the processing means being configured to select at least one of the protections and activate the at least one of the protections selected, the selection being based on the measurement of the voltage wave of the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a). 10- Circuito eléctrico, comprendiendo el circuito eléctrico el localizador de faltas a tierra de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 y uno o varios convertidores (1a, 1b), estando el circuito eléctrico caracterizado por que:10- Electrical circuit, the electrical circuit comprising the ground fault locator of any one of claims 1 to 8 and one or more converters (1a, 1b), the electrical circuit being characterized in that : - las conexiones eléctricas del localizador conectan eléctricamente puntos del circuito eléctrico a tierra;- the electrical connections of the locator electrically connect points of the electrical circuit to ground; - los medios de procesamiento están configurados para que la componente alterna de la etapa b) tenga una frecuencia igual a una frecuencia fundamental de una porción polifásica del circuito eléctrico.- the processing means are configured so that the alternating component of step b) has a frequency equal to a fundamental frequency of a polyphase portion of the electrical circuit. 11- El circuito eléctrico de la reivindicación 10, siendo los puntos del circuito eléctrico al menos un punto neutro de una porción polifásica del circuito eléctrico y/o al menos un punto medio de una porción del circuito eléctrico configurada para tener tensión continua; y siendo los valores umbrales de falta a tierra sustancialmente cero voltios.11- The electrical circuit of claim 10, the points of the electrical circuit being at least one neutral point of a polyphase portion of the electrical circuit and/or at least one midpoint of a portion of the electrical circuit configured to have direct voltage; and the ground fault threshold values being substantially zero volts. 12- El circuito eléctrico de la reivindicación 10 u 11, comprendiendo la etapa e) comparar el valor absoluto de la estimación de tensión alterna de la etapa b) con un valor absoluto de una estimación de una tensión alterna de una componente alterna de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a), teniendo la componente alterna una frecuencia igual a la frecuencia fundamental de la porción polifásica del circuito eléctrico; estando los medios de procesamiento configurados para indicar que la falta a tierra es más próxima a la conexión eléctrica con mayor valor absoluto de la estimación de tensión alterna que a la conexión eléctrica con menor valor absoluto de la estimación de tensión alterna. 12- The electrical circuit of claim 10 or 11, comprising step e) comparing the absolute value of the alternating voltage estimate of step b) with an absolute value of an estimate of an alternating voltage of an alternating component of the wave voltage of the electrical connection other than the at least one electrical connection of step a), the alternating component having a frequency equal to the fundamental frequency of the polyphase portion of the electrical circuit; the processing means being configured to indicate that the ground fault is closer to the electrical connection with the highest absolute value of the alternating voltage estimate than to the electrical connection with the lowest absolute value of the alternating voltage estimate. 13- El circuito eléctrico de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11, siendo la determinación de la etapa e) en base a una medida de una tensión alterna de una componente alterna de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a), teniendo la componente alterna una frecuencia igual a una frecuencia de conmutación de un convertidor del circuito eléctrico.13- The electrical circuit of any one of claims 10 to 11, the determination of step e) being based on a measurement of an alternating voltage of an alternating component of the voltage wave of the electrical connection different from the at least an electrical connection of step a), having the alternating component a frequency equal to a switching frequency of a converter of the electrical circuit. 14- El circuito eléctrico de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11, siendo la determinación de la etapa e) en base a una medida de una tensión alterna de una componente alterna de la onda de tensión de la conexión eléctrica distinta de la al menos una conexión eléctrica de la etapa a), teniendo la componente alterna una frecuencia igual a un tercer armónico de un convertidor del circuito eléctrico.14- The electrical circuit of any one of claims 10 to 11, the determination of step e) being based on a measurement of an alternating voltage of an alternating component of the voltage wave of the electrical connection different from the at least an electrical connection of step a), having the alternating component a frequency equal to a third harmonic of a converter of the electrical circuit. 15- Método (100) de localización de faltas a tierra de un circuito eléctrico, comprendiendo el circuito eléctrico uno o varios convertidores; estando el método caracterizado por que comprende las etapas:15- Method (100) for locating ground faults in an electrical circuit, the electrical circuit comprising one or more converters; The method being characterized in that it includes the stages: a) medir una onda de tensión a tierra de un punto del circuito eléctrico;a) measure a voltage wave to ground from a point in the electrical circuit; b) estimar una tensión continua de una componente continua de la onda de tensión a tierra medida y/o estimar una tensión alterna de una componente alterna de la onda de tensión a tierra medida;b) estimating a direct voltage from a direct component of the measured ground voltage wave and/or estimating an alternating voltage from an alternating component of the measured ground voltage wave; c) al determinar que un valor absoluto de la tensión continua estimada excede un umbral de falta a tierra y/o determinar que un valor absoluto de la tensión alterna estimada excede un umbral de falta a tierra, medir una tensión a tierra de otro punto del circuito eléctrico, siendo el otro punto del circuito eléctrico distinto del punto de la etapa a);c) upon determining that an absolute value of the estimated direct voltage exceeds a ground fault threshold and/or determining that an absolute value of the estimated alternating voltage exceeds a ground fault threshold, measure a ground voltage from another point on the electrical circuit, the other point of the electrical circuit being different from the point in step a); d) medir una onda de tensión a tierra del otro punto del circuito eléctrico;d) measure a voltage wave to ground from the other point of the electrical circuit; e) determinar que una porción de un circuito eléctrico tiene una falta a tierra, estando la determinación de la porción del circuito basada en la medida de la onda de tensión de la etapa d).e) determining that a portion of an electrical circuit has a ground fault, the determination of the portion of the circuit being based on the measurement of the voltage wave in step d). 16- El método de la reivindicación 15 realizado por el localizador de faltas a tierra de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 o por el circuito eléctrico de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14. 16- The method of claim 15 carried out by the ground fault locator of any one of claims 1 to 8 or by the electrical circuit of any one of claims 10 to 14.
ES202230596A 2022-07-01 2022-07-01 Ground fault locator for an electrical circuit, electrical circuit and method of locating ground faults Active ES2930209B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES202230596A ES2930209B2 (en) 2022-07-01 2022-07-01 Ground fault locator for an electrical circuit, electrical circuit and method of locating ground faults

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES202230596A ES2930209B2 (en) 2022-07-01 2022-07-01 Ground fault locator for an electrical circuit, electrical circuit and method of locating ground faults

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2930209A1 ES2930209A1 (en) 2022-12-07
ES2930209B2 true ES2930209B2 (en) 2023-10-19

Family

ID=84321854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES202230596A Active ES2930209B2 (en) 2022-07-01 2022-07-01 Ground fault locator for an electrical circuit, electrical circuit and method of locating ground faults

Country Status (1)

Country Link
ES (1) ES2930209B2 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3435503A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-30 Siemens Aktiengesellschaft Localisation of an earth fault in an it network

Also Published As

Publication number Publication date
ES2930209A1 (en) 2022-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2924241T3 (en) Device and method to detect insulation of photovoltaic modules against ground and power generation system connected to photovoltaic network
USRE44455E1 (en) Measuring array
ES2278051T3 (en) DETERMINE ELECTRIC FAULTS IN ELECTRICAL ENERGY SYSTEMS WITHOUT GROUND CONNECTION USING A DIRECTIONAL ELEMENT.
ES2533797T3 (en) Device and method for detecting a ground fault
ES2320318T3 (en) SECURITY DEVICE FOR MONITORING THE ISOLATION OF A DC BUS.
RU2666803C1 (en) Method for measuring insulation resistance of ungrounded dc power network and for localizing earth fault, and current injecting two-pole device
ES2757941T3 (en) Method to detect ground fault in inverter
WO2010128069A1 (en) Wiring testing device
WO2015048095A1 (en) Ratio metric current measurement
BR102014024544A2 (en) hrg ground fault detector configured to detect a ground fault in a high resistance ground system, high resistance ground fault detection method configured to detect an hrg ground fault in a hrg system
US10632855B2 (en) Device and method for measuring isolation resistance of battery powered systems
ES2897723T3 (en) Method and protective equipment for generating an error signal indicating a fault type of a fault in a polyphase power supply network
ES2930209B2 (en) Ground fault locator for an electrical circuit, electrical circuit and method of locating ground faults
CZ24466U1 (en) Checking arrangement for individually built-up network of photovoltaic device
RU2682240C2 (en) Detecting fault, in particular transient fault in electrical network
EP1599738B1 (en) Detection of earth faults in three phase systems
ES2651392T3 (en) Neutral Grounding Resistance Supervisor
US20230408569A1 (en) Monitoring device for emergency standby operation
Calero Distance elements: Linking theory with testing
Bai et al. Fault detection and localization in a ring bus DC microgrid using current derivatives
JP7233322B2 (en) Ground fault detection method and device
ES2926002B2 (en) Method and system for locating ground faults on the alternating current side of an electrical installation with conversion between direct current and alternating current
Guerrero et al. Ground Fault Detection Method for DC Microgrids Based on Switching Grounding Connections
ES2934620B2 (en) System and method for locating ground faults in a direct current and alternating current electrical installation with a multilevel modular converter
Kletsel et al. The device for determining the distance to single phase fault on the power line

Legal Events

Date Code Title Description
BA2A Patent application published

Ref document number: 2930209

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: A1

Effective date: 20221207

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2930209

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B2

Effective date: 20231019