ES2946605T3 - Procedimiento de diagnóstico de la causa de disparo de un aparato de protección eléctrica, aparato auxiliar y sistema eléctrico para implementar dicho procedimiento - Google Patents

Abstract

Este método de diagnóstico de la causa de actuación de un dispositivo de protección eléctrica comprende, después de la detección por el dispositivo auxiliar de una pérdida de energía eléctrica, la determinación de un tipo de defecto eléctrico a partir de los valores registrados, determinación que comprende: - la comparación, con un primer valor umbral, del mayor valor de la intensidad máxima de la corriente entre los valores registrados durante varios intervalos de medición anteriores a la pérdida de energía, diagnosticándose un cortocircuito si el mayor valor de la intensidad máxima es superior a un primer valor umbral; la comparación, con un segundo valor umbral, del mayor valor rms de la corriente entre los valores registrados, diagnosticándose una sobrecarga si el mayor valor rms es mayor que un segundo valor umbral. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de diagnóstico de la causa de disparo de un aparato de protección eléctrica, aparato auxiliar y sistema eléctrico para implementar dicho procedimiento

La presente invención se refiere a un procedimiento de diagnóstico de la causa de disparo de un aparato de protección eléctrica. La invención también se refiere a un aparato auxiliar y un sistema eléctrico para implementar dicho procedimiento de diagnóstico.

Las instalaciones eléctricas suelen incluir uno o varios aparatos de protección eléctrica, como disyuntores, para interrumpir el flujo de corriente eléctrica en uno o varios conductores eléctricos de la instalación en caso de detección de un fallo eléctrico, como un cortocircuito o una sobrecarga en la instalación.

Con este fin, el aparato de protección comprende un dispositivo de disparo que detecta uno o más fallos eléctricos y, en respuesta, conmuta el aparato de protección a un estado eléctricamente abierto.

Cuando el aparato de protección se dispara, es deseable poder identificar el tipo de fallo eléctrico que ha provocado el disparo, ya que esto facilita la gestión y supervisión de la instalación eléctrica.

Por esta razón, a veces se añaden aparatos auxiliares junto al aparato de protección para proporcionar funciones de supervisión y diagnóstico sin necesidad de sustituir completamente los aparatos de protección ya instalados.

Las funciones de supervisión y diagnóstico se implementan típicamente a partir de mediciones de magnitudes eléctricas realizadas por los aparatos auxiliares, como se describe, por ejemplo, en el documento EP-2849196-B1. Otros ejemplos se pueden describir mediante los documentos FR-3010531-A1 y FR-3010584-A1.

Sin embargo, en determinadas circunstancias, los diagnósticos realizados por los aparatos auxiliares pueden ser erróneos.

La invención pretende remediar estos inconvenientes proponiendo un procedimiento de diagnóstico de la causa de disparo de un aparato de protección eléctrica, así como un aparato auxiliar y un sistema eléctrico para implementar dicho procedimiento de diagnóstico.

A tal fin, la invención se refiere a un procedimiento de diagnóstico de la causa de disparo de un aparato de protección eléctrica según la reivindicación 1.

Mediante la invención, la causa del disparo del aparato de protección puede ser diagnosticada por un aparato auxiliar independiente del aparato de protección.

De este modo, se facilita la implementación de la función de diagnóstico en instalaciones existentes, ya que esta función puede integrarse simplemente añadiendo el aparato auxiliar y sin necesidad de sustituir todos o parte de los aparatos de protección.

Además, se mejora la fiabilidad del diagnóstico de la causa del disparo.

Según aspectos ventajosos pero no obligatorios de la invención, dicho procedimiento de diagnóstico puede incorporar una o más de las siguientes características, tomadas solas o en cualquier combinación técnicamente admisible:

• Al calcular el primer valor umbral, los valores registrados de la intensidad máxima de corriente asociados a intervalos de tiempo posteriores al intervalo de tiempo correspondiente al mayor valor determinado de la intensidad máxima de corriente se ignoran para la determinación del valor más pequeño, determinándose el valor más pequeño de la intensidad máxima de corriente a partir de los únicos valores registrados correspondientes a los intervalos de tiempo anteriores al intervalo de tiempo correspondiente al mayor valor determinado.

• Al determinar un tipo de fallo eléctrico, no se diagnostica ningún cortocircuito si el mayor valor determinado de la intensidad máxima de la corriente es inferior al doble del menor valor determinado de la intensidad máxima de la corriente.

• A la hora de determinar un tipo de fallo eléctrico, sólo se diagnostica un cortocircuito si, además, el mayor valor de la intensidad máxima de la corriente entre los valores registrados durante varios intervalos de tiempo antes de la pérdida del suministro eléctrico es superior o igual al doble del valor de la corriente nominal del aparato de protección.

• El segundo valor umbral es mayor que el valor de corriente nominal y menor que el doble de dicho valor de corriente nominal del aparato de protección.

• Cuando la determinación de un tipo de fallo eléctrico ha dado lugar a la detección tanto de un cortocircuito como de una sobrecarga, sólo se tiene en cuenta la detección del cortocircuito, ignorándose automáticamente en este caso la detección de la sobrecarga.

• El procedimiento comprende, tras la detección de un fallo eléctrico del tipo de corriente de sobrecarga, registrar el mayor valor eficaz de la corriente en una memoria del aparato auxiliar.

• El procedimiento comprende, tras la determinación del tipo de fallo eléctrico, enviar un mensaje de diagnóstico representativo del tipo de fallo eléctrico determinado a un concentrador mediante una interfaz de comunicación inalámbrica del aparato auxiliar y/o registrar información de diagnóstico representativa del tipo de fallo eléctrico determinado en una memoria del aparato auxiliar.

• La duración de los intervalos de tiempo es proporcional al periodo de la corriente eléctrica alterna que circula por dicho conductor eléctrico.

De acuerdo con otro aspecto, la invención se refiere a un aparato auxiliar para una instalación eléctrica que comprende un aparato de protección eléctrica asociado con al menos un conductor eléctrico, el aparato auxiliar que comprende un sensor de corriente asociado con el conductor eléctrico, una unidad de procesamiento electrónico y al menos una memoria, estando el aparato eléctrico configurado para implementar un procedimiento de diagnóstico de la causa de disparo del aparato de protección eléctrica de acuerdo con lo descrito anteriormente.

En otro aspecto más, la invención se refiere a un sistema eléctrico que comprende un aparato de protección eléctrica y un aparato auxiliar asociado con al menos un conductor eléctrico de una instalación eléctrica, estando el aparato de protección eléctrica adaptado para interrumpir el flujo de una corriente eléctrica en el conductor eléctrico al detectar un fallo eléctrico, estando el aparato auxiliar de acuerdo con lo anterior.

La invención se comprenderá mejor y otras ventajas de la misma quedarán más claras a la luz de la siguiente descripción de una realización de un procedimiento de diagnóstico dada únicamente a modo de ejemplo y realizada con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

• la figura 1 es una representación esquemática de una instalación eléctrica que comprende un sistema eléctrico según las realizaciones de la invención;

• la figura 2 es una representación esquemática de una cadena de medición de un módulo auxiliar del sistema eléctrico de la figura 1 ;

• la figura 3 es una representación esquemática de una unidad de procesamiento electrónico utilizada en la cadena de medición de la figura 2 ;

• la figura 4 es un organigrama de un procedimiento de medición de una corriente eléctrica mediante la cadena de medición de la figura 2 ;

• la figura 5 es un gráfico que muestra el valor de la intensidad de una corriente eléctrica medida en función del tiempo por la cadena de medición de la figura 2 antes de una interrupción de la corriente;

• la figura 6 es un diagrama de flujo de un procedimiento de diagnóstico para detectar si una interrupción de corriente en el sistema eléctrico de la figura 1 se debe a un cortocircuito;

• la figura 7 es un diagrama de flujo de un procedimiento de diagnóstico para detectar si una interrupción de la corriente en el sistema eléctrico de la figura 1 se debe a una sobrecarga;

• la figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra una variante del procedimiento de diagnóstico de las figuras 6 y 7.

La figura 1 muestra una instalación eléctrica 2 con un aparato de protección eléctrica 4 y un aparato auxiliar 6. Uno o más conductores eléctricos 8 conectan eléctricamente una fuente eléctrica 10 a una carga eléctrica 12.

El aparato de protección 4 y el aparato auxiliar 6 están asociados a los conductores eléctricos 8 de la instalación 2. A título ilustrativo, la fuente 10 comprende un generador o una red eléctrica.

Por ejemplo, la instalación eléctrica 2 es una instalación de distribución eléctrica. El conductor o conductores 8 permiten transportar una corriente eléctrica alterna entre la fuente 10 y la carga 12.

Según algunas realizaciones, la instalación 2 puede ser monofásica o multifásica.

En el ejemplo ilustrado, se muestran tres conductores 8, por ejemplo para formar una red trifásica capaz de transportar una corriente eléctrica trifásica.

Sin embargo, para simplificar la descripción, las realizaciones se describen únicamente con referencia a un solo polo o fase de la instalación 2. No obstante, se entiende que lo que se describirá a continuación puede transponerse a cada uno de los otros polos o fases de la instalación 2 y generalizarse a otros casos no descritos expresamente, como una red monofásica o una red tetrapolar (trifásica con neutro).

Según algunos ejemplos, el aparato de protección 4 es un disyuntor o cualquier aparato de protección eléctrica equivalente.

El aparato 4 está conectado en serie con los conductores 8 y permite interrumpir el flujo de corriente eléctrica en los conductores 8, en particular en caso de detección de un fallo eléctrico en la instalación 2, como un cortocircuito o una sobrecarga, que se produzca en una o varias fases de la instalación 2.

Con este fin, el aparato 4 incluye un disparador, no mostrado, para detectar tal fallo eléctrico y, en respuesta, forzar al aparato 4 a cambiar a un estado eléctricamente abierto para interrumpir el flujo de corriente.

Según varias realizaciones, el disparador es implementado por un dispositivo electrónico o por un dispositivo termomagnético.

Según algunos ejemplos, el aparato 4 también comprende un miembro de control, como una palanca, accionable por un usuario del aparato 4, para conmutar manualmente el aparato 4 entre sus estados abierto y cerrado.

El aparato auxiliar 6 está asociado al aparato 4 para implementar funciones de monitorización y supervisión de la instalación 2 y del aparato 4.

El aparato 4 y el aparato 6 forman juntos un sistema eléctrico.

El aparato 6 se acopla aquí a los conductores 8, por ejemplo colocándose a continuación del aparato 4.

Según algunas realizaciones, los componentes del aparato auxiliar 6 están alojados en una carcasa separada del aparato 4. Los aparatos 4 y 6 se montan, por ejemplo, en un cuadro de distribución o en un armario de distribución. Según modos de realización ventajosos, pero no obstante opcionales, el aparato auxiliar 6 también es capaz de comunicar mediante un enlace inalámbrico con un concentrador de radio 14 situado en las proximidades de la instalación 2.

En particular, el aparato 6 está adaptado para medir la intensidad de la corriente eléctrica en uno o varios conductores 8 de la instalación 2 y comprende uno o varios sensores de corriente para este fin.

Preferentemente, cada sensor de corriente está asociado a una de las fases de la instalación 2 y, por tanto, a uno de los conductores 8.

La figura 2 muestra un ejemplo de cadena de medición 16 implementada por el aparato 6 para medir la(s) corriente(s) eléctrica(s).

En particular, el aparato 6 comprende un sensor de corriente 20 asociado a un conductor 8.

Según algunas realizaciones, el sensor de corriente 20 comprende un toroide Rogowski, o un sensor de efecto Hall, o una derivación de medida, o cualquier otro sensor de corriente equivalente.

En el ejemplo ilustrado, el aparato 6 comprende además un circuito de adquisición 22 para la señal medida, que comprende por ejemplo un circuito de acondicionamiento 24 y un convertidor analógico-digital 26.

El circuito de acondicionamiento 24 puede, por ejemplo, proporcionar filtrado y/o amplificación y/o aislamiento eléctrico de la señal medida aguas arriba del convertidor 26.

El aparato 6 comprende también una unidad de procesamiento electrónico embarcada 28 configurada para implementar un procedimiento de diagnóstico de la causa de disparo del aparato 4 en función de las medidas de corriente realizadas por el sensor o sensores 20.

La cadena de medición 16 se describe aquí con referencia a una sola fase de la instalación 2, pero se entiende que las mediciones de corriente pueden realizarse independientemente para cada una de las fases. El aparato 6 tiene tantos sensores 20 como sea necesario, por ejemplo, tantos sensores 20 como conductores 8 haya que vigilar. Algunos componentes del aparato 6, en particular la unidad de procesamiento 28, son preferiblemente comunes a varias cadenas de medición 16. El aparato 6 consta de una unidad de procesamiento 28.

La figura 3 muestra un ejemplo de la unidad de procesamiento 28.

La unidad 28 tiene una entrada 29 para recibir una señal de medida procedente de un sensor 20. Por ejemplo, la entrada 29 está conectada a la salida del convertidor 26.

La unidad 28 también incluye un procesador lógico 30 (abreviado como CPU) y también incluye, conectado al procesador 30 por un bus de datos interno 32, una o más memorias de ordenador 34, 36, 38, 40, una interfaz de control de usuario 42 y una interfaz de comunicación inalámbrica 44.

Alternativamente, la unidad 28 puede implementarse de forma diferente, por ejemplo omitiendo las interfaces 42 y/o 44.

Según algunos ejemplos, el procesador 30 es un microcontrolador programable o un microprocesador o un procesador de señal digital (DSP) dedicado. Alternativamente, la unidad de procesamiento 28 comprende un componente lógico programable del tipo FPGA o un circuito integrado dedicado.

El procesador 30 está conectado a la entrada 29 y recibe las señales de medición enviadas a la entrada 29 por la cadena de medición 16.

Según realizaciones, la memoria es una memoria ROM, o una memoria RAM, o una memoria no volátil del tipo EPROM, o EEPROM, o FLASH, o NVRAM, o una memoria óptica o magnética. Por ejemplo, las memorias son medios de almacenamiento de información no transitorios y legibles por ordenador.

Según ejemplos, la memoria 34 incluye instrucciones ejecutables y/o código de software para implementar un procedimiento de diagnóstico según se describe en el presente documento cuando dichas instrucciones y/o código son ejecutados y/o interpretados por el procesador 30.

Las memorias 36 y 38 forman aquí la primera y segunda memorias tampón, respectivamente. Preferentemente, las memorias 36 y 38 son buffers circulares, en particular capaces de almacenar un número predefinido de valores numéricos.

La memoria 40 se utiliza para almacenar datos, por ejemplo para el acceso posterior de un usuario. Estos datos pueden incluir información representativa de un diagnóstico realizado por la unidad 28 de acuerdo con el procedimiento descrito a continuación.

En el ejemplo mostrado en la Figura 3, las memorias 34, 36, 38 y 40 se muestran separadas para simplificar la descripción, pero en la práctica son posibles otras construcciones y no es necesario que las memorias estén físicamente separadas. Por ejemplo, las memorias 34, 36, 38 y 40 pueden implementarse en la misma memoria física de la unidad 26. Las memorias tampón 36 y 38 pueden implementarse mediante estructuras de datos registrados dentro de la misma memoria física. Las memorias 34 y 40 pueden implementarse en la misma memoria física.

Según algunos ejemplos, la interfaz 42 se utiliza para intercambiar información entre la unidad 28 y un usuario externo. Así, la interfaz 42 puede comprender uno o varios de los siguientes dispositivos: un indicador luminoso, una pantalla de visualización, un conector de datos.

En algunas realizaciones, la interfaz 44 comprende un circuito transceptor y una antena de radio acoplada al circuito transceptor.

Según algunos ejemplos, el aparato 6 también puede comprender medios de suministro de energía eléctrica, no mostrados, como una reserva de energía de tipo batería o un transformador de corriente acoplado a los conductores 8.

La figura 4 muestra un ejemplo de funcionamiento del aparato auxiliar 6 y de la unidad 28 cuando una corriente eléctrica alterna está presente en el conductor vigilado 8, por ejemplo antes de que se dispare el aparato de protección 4.

En primer lugar, el aparato 6 mide la intensidad de la corriente eléctrica alterna que circula por el conductor eléctrico 8, mediante el sensor 20 y la cadena de medición 16.

La flecha 50 representa una señal de medida de corriente recibida en la entrada 29. Por ejemplo, la señal de medición recibida es una señal muestreada del convertidor 26.

Según un ejemplo ilustrativo y no necesariamente limitativo, la frecuencia de muestreo de la señal medida se elige igual a 2kHz, lo que corresponde a 40 muestras por ciclo de 50Hz.

En realizaciones alternativas, la frecuencia de muestreo puede ser diferente. En la práctica, la frecuencia de muestreo suele elegirse en función de la frecuencia de la corriente alterna.

En algunos casos, dependiendo del tipo de sensor 20 utilizado, la señal recibida es representativa de la derivada temporal de la corriente. Este es particularmente el caso cuando el sensor 20 es un toro Rogowski. En este caso, en una etapa 52, la unidad 28 realiza una integración digital de los valores recibidos para obtener un valor directamente representativo de la intensidad. La etapa 52 se omite cuando el sensor 20 proporciona directamente un valor representativo de la intensidad instantánea.

A continuación, la unidad 28 calcula automáticamente valores representativos de la corriente eléctrica medida, calculándose cada uno de dichos valores representativos a partir de los valores de intensidad medidos durante un intervalo de tiempo predefinido.

Los valores calculados se registran entonces en la memoria 36, 38 del aparato 6.

La medición, el cálculo y el registro se realizan de forma repetida y/o continua mientras fluya una corriente eléctrica en dicho conductor eléctrico 8.

A partir de los valores medidos pueden calcularse varios tipos de valores representativos de corriente eléctrica. Los intervalos de tiempo pueden tener una duración determinada para cada tipo de valor representativo.

En realizaciones, los valores representativos de la corriente eléctrica incluyen la intensidad máxima de la corriente medida, denotada como I^peak, y el valor eficaz de la corriente medida, denotado como I^rms, también conocido como valor cuadrático medio (“RMS” en inglés).

Se calcula una pluralidad de valores de intensidad máxima I^peak respectivamente para cada uno de una pluralidad de primeros intervalos de tiempo sucesivos a partir de los valores de intensidad medidos por el sensor 20 durante cada uno de esos primeros intervalos de tiempo.

Se calcula una pluralidad de valores I^rms para una pluralidad de segundos intervalos de tiempo sucesivos, respectivamente, a partir de los valores de intensidad medidos por el sensor 20 durante cada uno de esos segundos intervalos de tiempo.

Los cálculos y el registro se efectúan, por ejemplo, en paralelo e independientemente el uno del otro para estos dos tipos de valores representativos de la corriente eléctrica, como lo ilustran las dos ramas 54 y 56 de la figura 4.

Según algunos ejemplos, la duración de los intervalos de tiempo es proporcional al período de la corriente eléctrica alterna que circula por dicho conductor eléctrico 8.

Por ejemplo, para una instalación eléctrica 2 que funciona a una frecuencia nominal de 50 Hz, el periodo de la corriente eléctrica alterna es de 20 ms.

Como ejemplo ilustrativo y no necesariamente limitativo, cada primer intervalo de tiempo tiene una duración igual a la mitad de un periodo de la corriente eléctrica y cada segundo intervalo de tiempo tiene una duración igual a dos periodos. Estos valores pueden elegirse de forma diferente, en función de las propiedades de la instalación 2 o de la fuente 10.

Preferentemente, los intervalos de tiempo primero y segundo están sincronizados con las alternancias periódicas de la corriente eléctrica alterna medida, por ejemplo de tal manera que cada primer intervalo de tiempo coincide con un medio ciclo de oscilación de la corriente eléctrica alterna medida. Así, según estos ejemplos, el inicio de cada primer o segundo intervalo de tiempo coincide con un paso por cero de la corriente eléctrica alterna. Por ejemplo, la corriente eléctrica alterna que circula por el conductor 8 tiene forma sinusoidal.

En el ejemplo ilustrado, el cálculo de cada valor I^rms comprende una etapa 58 de acumulación de los valores de medición muestreados en una memoria de trabajo de la unidad 28, por ejemplo en la memoria 34. A continuación, una vez acumulados los valores medidos durante un periodo de tiempo igual al segundo intervalo de tiempo, el procesador 30 calcula automáticamente el valor eficaz I^rms correspondiente en una etapa 60 a partir de los valores acumulados. A continuación, se pueden restablecer los valores acumulados.

A continuación, en una etapa 62, el valor eficaz I^rms calculado se registra en la segunda memoria tampón 38. En el ejemplo mostrado, el buffer 38 puede almacenar al menos cinco valores eficaces I^rms y los valores más antiguos se borran cuando se registra un nuevo valor.

Paralelamente, en el ejemplo ilustrado, el cálculo de cada valor máximo de intensidad I^peak incluye una etapa 64 de detección de una alternancia de la corriente alterna medida.

Una vez detectada la alternancia, la unidad 28 cuenta hacia atrás un tiempo correspondiente al primer intervalo de tiempo y luego, en una etapa 66, calcula automáticamente el valor de intensidad máximo I^peak, o valor pico, a partir de los valores de intensidad medidos para ese tiempo.

A continuación, en una etapa 68, el valor de intensidad máxima calculado I^peak se registra en la primera memoria tampón 36.

En el ejemplo ilustrado, la memoria tampón 36 puede almacenar al menos ocho valores de intensidad máxima I^peak y los valores más antiguos se borran cuando se registra un nuevo valor.

En realizaciones alternativas, el tamaño de los tampones 36 y 38 puede ser mayor que el indicado. Por ejemplo, cada memoria tampón 36 y 38 puede almacenar al menos 10 valores o al menos 20 valores calculados. Cuanto mayores sean las memorias tampón 36 y 38, más fiable será el procedimiento de detección, ya que el diagnóstico se basa en un mayor número de valores registrados, como se comprenderá a continuación.

En la práctica, la elección del tamaño de la memoria 36 y 38 es un compromiso entre los requisitos de fiabilidad del diagnóstico y las limitaciones de hardware de la unidad 28.

Un ejemplo de implementación por la unidad 28 de un procedimiento de diagnóstico de la causa de disparo del aparato 4 se describe ahora con referencia a las Figuras 5, 6, 7 y 8. Como se ha explicado anteriormente, este procedimiento se describe con referencia a una sola fase de la instalación 2.

En primer lugar, el aparato 4 se desconecta e interrumpe el flujo de corriente eléctrica en el conductor eléctrico 8 vigilado.

Por ejemplo, el disparo se produce por la detección, por el relé de disparo, de un fallo eléctrico en la instalación 2, como un cortocircuito o una sobrecarga.

En una etapa S100, el aparato 6 detecta automáticamente la pérdida de suministro eléctrico en el conductor 8. En lo sucesivo, las expresiones "pérdida de tensión" y "pérdida de suministro" se utilizarán indistintamente.

Por ejemplo, un dispositivo de detección, como un sensor de tensión en el aparato 6, no mostrado, detecta una pérdida de tensión entre el conductor 8 y un potencial de referencia. Alternativamente, la detección de pérdida de suministro se realiza mediante mediciones del sensor 20.

En algunas realizaciones, en este punto, las etapas de medición, cálculo y registro descritos anteriormente pueden interrumpirse.

A continuación, la unidad 28 determina automáticamente el tipo de fallo eléctrico que ha provocado la desconexión del aparato 4 a partir de los valores calculados registrados en las memorias 36 y 38.

Según realizaciones, la unidad 28 implementa un primer procedimiento para determinar si el fallo eléctrico es un cortocircuito e implementa, en paralelo, un segundo procedimiento para determinar si el fallo eléctrico es una sobrecarga.

Por ejemplo, en el primer procedimiento, la unidad 28 compara el mayor valor I^peak-max de la intensidad máxima de corriente I^peak entre los valores I^peak registrados para una pluralidad de intervalos de medición anteriores a la pérdida de suministro eléctrico con un primer valor umbral, en el que se diagnostica un cortocircuito si el mayor valor de la intensidad máxima es superior al primer valor umbral.

Así, como se ilustra en el ejemplo de la figura 6, tras la etapa S100 de detección de la pérdida de suministro, los valores I^peak previamente calculados y almacenados en memoria se leen en una etapa S102, y luego el valor máximo I^peak-max de todos estos valores I^peak se identifica automáticamente en una etapa S104.

Ventajosamente, el primer valor umbral se calcula automáticamente, tras la detección de la pérdida de suministro eléctrico, en este caso durante una etapa S106 posterior a las etapas S102 y S104, en función de los valores I^peak previamente registrados en la memoria 36.

Según realizaciones, en la etapa S106, el cálculo del primer valor umbral comprende la determinación del mayor valor I^peak-max y del menor valor I^peak-min de la intensidad I^peak entre los valores registrados en la memoria tampón 36. Por ejemplo, el mayor valor de I^peak-max es el determinado en la etapa S102.

A continuación, se calcula automáticamente el valor medio entre el valor I^peak-min más pequeño y el valor I^peakmax más grande determinados previamente, por ejemplo mediante la fórmula (I^peak-max+I^peak-min)^/2, fijándose el primer valor umbral igual a este valor medio calculado.

Con referencia al cálculo del primer valor umbral, la figura 5 muestra esquemáticamente, a título explicativo, una curva 70 que ilustra la evolución de la corriente eléctrica alterna para los instantes que preceden a la pérdida de suministro eléctrico.

En la Figura 5, el eje de abscisas corresponde al tiempo, expresado en semiciclos numerados consecutivamente en orden decreciente, hasta la pérdida de suministro eléctrico. El eje de ordenadas corresponde a la intensidad de corriente, expresada en unidades arbitrarias. Sólo se muestran ocho semiciclos en el eje de abscisas, correspondientes a los ocho valores I^peak registrados en la primera memoria tampón 36. Para cada semiciclo, el valor máximo de corriente corresponde al valor I^peak registrado en la primera memoria tampón 36. Preferiblemente, los semiciclos corresponden a los primeros intervalos de tiempo.

La referencia 72 denota un intervalo de tiempo para el cual la corriente tiene un valor máximo. Por ejemplo, este valor máximo corresponde al fallo eléctrico que provoca el disparo y se produce antes de que se detecte la pérdida de suministro. En la práctica, cuando se produce un fallo eléctrico en la instalación 2, la activación del aparato 4 no es instantánea y existe un cierto retardo entre la medición del fallo eléctrico y la detección de la pérdida de suministro por el módulo 6. Se puede observar aquí que después del pico de corriente observado para el intervalo 72, la corriente alterna disminuye en amplitud y finalmente se hace cero.

La referencia 74 se refiere a los intervalos de tiempo posteriores al intervalo de tiempo 72 y anteriores a la detección de la pérdida de suministro.

La referencia temporal 76 se refiere a los intervalos de tiempo anteriores al intervalo 72 para los que se registran los valores I^peak en la primera memoria tampón 36.

Según realizaciones ventajosas pero opcionales de la etapa S106, los valores I^peak registrados en la primera memoria tampón 36 que están asociados con intervalos 74 posteriores al intervalo 72 correspondiente al mayor valor I^peak-max se ignoran para la determinación del menor valor I^peak-min.

Así, el valor I^peak-min más pequeño se determina a partir de los únicos valores I^peak registrados en la memoria 36 que corresponden a intervalos 76 anteriores al intervalo 72. De este modo se evita que las variaciones de corriente espurias se tengan en cuenta en el cálculo del primer valor umbral. En efecto, en algunos casos, cuando la instalación 2 está conectada a ciertos tipos de cargas eléctricas 12 , en particular cargas inductivas como motores eléctricos, puede existir una tensión eléctrica residual entre los conductores 8 situados aguas abajo del aparato 4 después de que éste se haya disparado. Esto permite un diagnóstico más fiable.

Según variantes opcionales del primer procedimiento, no se diagnostica ningún cortocircuito si el mayor valor I^peakmax es inferior al doble del menor valor I^peak-min. En otras palabras, si al final de la etapa S106 el mayor valor de I^peak-max es menor que dos veces el menor valor de I^peak-min, entonces el primer procedimiento se interrumpe sin que se diagnostique un cortocircuito. Así se evita diagnosticar erróneamente un cortocircuito en un caso en el que la corriente eléctrica fluctúa en torno al valor de la corriente cercano a la corriente de sobrecarga. Esto permite un diagnóstico más fiable.

Según diversas realizaciones, el primer valor umbral puede calcularse de forma diferente. El primer valor umbral también puede ser un valor predefinido que no se vuelve a calcular posteriormente. En este caso, se omite la etapa S106.

Volviendo a la Figura 6, en una etapa S108 posterior a la etapa S104 y, si procede, posterior a la etapa S106, la unidad 28 compara automáticamente el valor I^peak-max con el primer valor umbral.

Si el valor I^peak-max es menor o igual que el primer valor umbral, entonces no se detecta ningún cortocircuito y el primer procedimiento se termina en una etapa S110.

Si el valor I^peak-max es mayor que el primer valor umbral, entonces se dice que se ha detectado un cortocircuito y el primer procedimiento se termina en una etapa S112.

En otras palabras, basta aquí con que uno o dos valores I^peak registrados en la memoria 36 sean superiores al primer valor umbral para que se diagnostique un cortocircuito.

Según los modos de realización opcionales, sólo se diagnostica un cortocircuito si, además, el mayor valor I^peakmax es superior o igual al doble del valor de corriente nominal Iⁿ del aparato de protección 4. Por ejemplo, el valor de corriente nominal Iⁿ del aparato de protección 4 se almacena previamente en la memoria 34 de la unidad 28. Dicha comparación se lleva a cabo, por ejemplo, durante la etapa S108 o junto con la etapa S108 o después de la etapa S108.

Esta condición adicional evita el diagnóstico erróneo de un cortocircuito en un caso en el que la corriente eléctrica fluctúa alrededor de pequeños valores de intensidad. Esto mejora la fiabilidad del diagnóstico.

Paralelamente, en el segundo procedimiento, como se ilustra en la figura 7, la unidad 28 compara, con un segundo valor umbral, el mayor valor eficaz de la corriente I^rms entre los valores registrados para varios intervalos de medición antes de la pérdida del suministro eléctrico, diagnosticándose una sobrecarga si el mayor valor eficaz es superior al segundo valor umbral.

Según las realizaciones, el segundo valor umbral se selecciona para que sea superior al valor de corriente nominal Iⁿ del aparato de protección 4 e inferior al doble de dicho valor de corriente nominal Iⁿ. Preferentemente, el segundo valor umbral es 1,2 veces el valor de corriente nominal Iⁿ. Por ejemplo, el valor de corriente nominal Iⁿ del aparato de protección 4 se registra previamente en la memoria 34 de la unidad 28.

Así, tras la etapa de detección de pérdida de suministro S100, los valores eficaces I^rms almacenados en la segunda memoria tampón 38 se leen en una etapa S120, y a continuación se identifica automáticamente el valor I^rmsmax máximo de todos estos valores I^rms registrados.

En una etapa S122 posterior a la etapa S120, la unidad 28 compara automáticamente el valor I^rms-max máximo con el segundo valor umbral.

Si el valor I^rms-max máximo es superior al segundo valor umbral, se diagnostica una sobrecarga en la etapa S124. Si el valor máximo I^rms-max es menor o igual que el segundo valor umbral, entonces no se detecta sobrecarga y el segundo procedimiento se termina en una etapa S 126.

Ventajosamente, si se diagnostica una sobrecarga en la etapa S124, entonces el valor máximo I^rmsmax correspondiente se registra en la memoria 40 de la unidad 28 en una etapa S128.

De este modo, al final del primer y del segundo procedimiento, es posible disponer de información de diagnóstico sobre la causa de la desconexión del aparato 4 que provoca la pérdida de suministro eléctrico, en particular para saber si esta desconexión se debe a un cortocircuito o a una sobrecarga.

En los casos en que ninguno de los procedimientos haya identificado la causa como un cortocircuito o una sobrecarga, es posible que el disparo haya sido provocado por una acción manual de un usuario sobre la palanca de control del aparato 4.

Según realizaciones no ilustradas, una vez efectuado el diagnóstico (por ejemplo, al final de las etapas S110 o S112 y S124 o S126), el aparato 6 envía un mensaje de diagnóstico representativo del tipo de fallo eléctrico diagnosticado.

Por ejemplo, el mensaje de diagnóstico se envía al concentrador de radio 14 a través de la interfaz de comunicación inalámbrica 44. En algunos ejemplos, el concentrador de radio 14 está configurado para retransmitir el mensaje recibido a un servidor informático remoto, por ejemplo mediante un enlace de radio de largo alcance o a través de una red informática, como una red de área local o Internet.

En su lugar y/o adicionalmente, la información de diagnóstico representativa del tipo de fallo eléctrico diagnosticado se registra en una memoria 40 del aparato auxiliar 6.

Por ejemplo, un usuario puede acceder a la información de diagnóstico almacenada en la memoria a través de la interfaz 42. Según algunos ejemplos, la causa de disparo diagnosticada se muestra mediante una pantalla o un indicador luminoso de la interfaz 42.

Según modos de realización opcionales, ilustrados en la figura 8, cuando se ha diagnosticado al menos un fallo eléctrico del tipo cortocircuito o sobrecarga al final del primer y/o segundo procedimiento (etapa S130), la unidad 28 comprueba automáticamente, en una etapa S132, si se han diagnosticado dos fallos del tipo cortocircuito y sobrecarga.

Si sólo se ha diagnosticado un fallo eléctrico del tipo cortocircuito y sobrecarga, el diagnóstico se valida en una etapa S134 y puede enviarse y/o almacenarse como se ha descrito anteriormente.

Si se han diagnosticado dos fallos de tipo cortocircuito y sobrecarga, entonces el diagnóstico se corrige en una etapa S136, para ignorar el diagnóstico de sobrecarga y mantener sólo el diagnóstico de cortocircuito.

En otras palabras, cuando la determinación de un tipo de fallo eléctrico ha llevado a la detección tanto de un cortocircuito como de una sobrecarga, sólo se tiene en cuenta la detección del cortocircuito, ignorándose automáticamente en este caso la detección de la sobrecarga.

En este ejemplo, en la etapa S136, la información de diagnóstico que puede haberse registrado en la memoria 40 al final de la ejecución del segundo procedimiento en la etapa S128 se borra automáticamente.

Ignorar el diagnóstico de sobrecarga cuando se diagnostican simultáneamente dos causas permite un diagnóstico más fiable. De hecho, cuando se produce un cortocircuito, puede diagnosticarse accidentalmente una sobrecarga aunque se haya diagnosticado correctamente un cortocircuito.

La invención permite diagnosticar la causa del disparo del aparato de protección 4 mediante el aparato auxiliar 6. El aparato 6 es independiente del gatillo del aparato 4 y el diagnóstico se realiza sin necesidad de conocer el estado del gatillo del aparato 4. Se facilita así la implantación de la función de diagnóstico en instalaciones eléctricas existentes, ya que dicha función puede integrarse simplemente asociando el aparato auxiliar 6 a los conductores 8 y sin necesidad de sustituir total o parcialmente los aparatos de protección de la instalación 2.

Además, las realizaciones de los procedimientos descritos anteriormente proporcionan un diagnóstico más fiable de la causa del disparo del aparato 4 que algunos procedimientos implementados por aparatos de medición.

En efecto, algunos procedimientos de diagnóstico de la causa de disparo implementados por aparatos auxiliares y basados en la medida de la forma de onda de la corriente alterna medida presentan un riesgo de detección errónea en determinadas circunstancias, en particular en caso de saturación del sensor de corriente, ya que la forma de onda de la señal medida en tal caso puede confundirse falsamente con la firma de una corriente de sobrecarga en la instalación 2. Este no es el caso de la invención, porque la identificación de la causa del fallo eléctrico se basa en valores representativos específicos que se han calculado.

Además, con estos procedimientos, existe el riesgo de que no se pueda realizar el diagnóstico si la desconexión se produce poco después de que se haya puesto en marcha el aparato de medición auxiliar si el procedimiento de detección no ha tenido tiempo de inicializarse completamente.

Este no es el caso gracias a la invención, en particular debido al hecho de que la identificación de la causa del fallo eléctrico se basa en valores representativos de la corriente medida que se han registrado previamente para varios intervalos de tiempo anteriores a la pérdida de suministro.

Las realizaciones y variantes contempladas anteriormente pueden combinarse entre sí para generar nuevas realizaciones.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de diagnóstico de la causa de disparo de un aparato de protección eléctrica, en el que el procedimiento comprende:

- la medición de la intensidad de una corriente eléctrica alterna que circula por al menos un conductor eléctrico (8) de una instalación eléctrica (2) que comprende un aparato de protección eléctrica (4), mediante un sensor de corriente (20) de un aparato auxiliar (6) asociado al conductor eléctrico;

- el cálculo, mediante una unidad de procesamiento electrónico del aparato auxiliar (6), de valores representativos de la corriente eléctrica medida, calculándose cada uno de dichos valores representativos a partir de los valores de intensidad medidos durante un intervalo de tiempo predefinido, incluyendo los valores representativos de la corriente eléctrica la intensidad máxima de la corriente medida (I^peak) y el valor eficaz de la corriente medida (I^rms);

- el registro de los valores calculados en una memoria (36, 38) del aparato auxiliar;

realizándose la medición, el cálculo y el registro repetidamente mientras fluya una corriente eléctrica en dicho conductor eléctrico;

caracterizado porque el procedimiento comprende, tras una detección (S100) por el aparato auxiliar (6) de una pérdida de suministro eléctrico en dicho conductor eléctrico (8), la determinación (S112, S124) de un tipo de fallo eléctrico a partir de los valores registrados, comprendiendo la determinación :

- la comparación (S108), con un primer valor umbral, del mayor valor de intensidad máxima (I^peak) de la corriente entre los valores registrados para varios intervalos de medición antes de la pérdida de suministro eléctrico, diagnosticándose un cortocircuito (S112) si el mayor valor de intensidad máxima es mayor que el primer valor umbral;

la comparación (S122), con un segundo valor umbral, el mayor valor del valor eficaz de la corriente (I^rms) entre los valores registrados para una pluralidad de intervalos de medida anteriores a la pérdida del suministro eléctrico, diagnosticándose una sobrecarga (S124) si el mayor valor del valor eficaz es mayor que el segundo valor umbral en el que el primer valor umbral se calcula automáticamente, con posterioridad a la detección de la pérdida de suministro eléctrico, en función de los valores de intensidad máxima (I^peak) de la corriente medida previamente registrada para una pluralidad de intervalos de tiempo anteriores a la detección de la pérdida de suministro eléctrico, y en el que el cálculo del primer valor umbral comprende:

- la determinación del mayor valor (I^peak-max) de la intensidad máxima de corriente (I^peak) de la intensidad máxima de corriente (I^peak) entre los valores registrados para una pluralidad de intervalos de tiempo antes de la pérdida del suministro eléctrico;

- la determinación del menor valor (I^peak-min) de la intensidad máxima de la corriente (I^peak) entre los valores registrados para una pluralidad de intervalos de tiempo antes de la pérdida del suministro eléctrico;

- el cálculo del valor medio entre el menor valor (I^peak-min) y el mayor valor (I^peak-max) determinados de la intensidad máxima de corriente (I^peak), definiéndose el primer valor umbral igual al valor medio calculado.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque, al calcular el primer valor umbral, los valores registrados de la intensidad máxima de corriente (I^peak) que están asociados a intervalos de tiempo (74) posteriores al intervalo de tiempo (72) correspondiente al mayor valor determinado (I^peak-max) de la intensidad máxima de corriente (I^peak) son ignorados para la determinación del menor valor (I^peak-min), determinándose el menor valor (I^peak-min) de la intensidad máxima de corriente (I^peak) entre los únicos valores registrados correspondientes a los intervalos de tiempo (76) anteriores al intervalo de tiempo (72) correspondiente al mayor valor (I^peak-max) determinado.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque, al determinar un tipo de fallo eléctrico, no se diagnostica ningún cortocircuito si el mayor valor (I^peak-max) determinado de la intensidad máxima de la corriente (I^peak) es inferior al doble del menor valor (I^peak-min) determinado de la intensidad máxima de la corriente (I^peak).

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, al determinar un tipo de fallo eléctrico, sólo se diagnostica un cortocircuito si, además, el mayor valor (I^peak-max) de la intensidad máxima de la corriente (I^peak) de los valores registrados para una pluralidad de intervalos de tiempo que preceden a la pérdida del suministro eléctrico es superior o igual a dos veces el valor de corriente nominal (Iⁿ) del aparato de protección (4).

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo valor umbral es mayor que el valor de corriente nominal (Iⁿ) y menor que el doble de dicho valor de corriente nominal (Iⁿ) del aparato de protección (4).

6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, cuando la determinación (S112, S124) de un tipo de fallo eléctrico ha conducido a la detección tanto de un cortocircuito como de una sobrecarga (S132), sólo se tiene en cuenta la detección del cortocircuito, ignorándose en este caso automáticamente la detección de la sobrecarga (S136).

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende, al detectar un fallo eléctrico del tipo corriente de sobrecarga, el registro (S128), en una memoria (40) del aparato auxiliar (6), del mayor valor del valor eficaz de la corriente (I^rms).

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende, una vez determinado el tipo de fallo eléctrico, enviar (S134) un mensaje de diagnóstico representativo del tipo de fallo eléctrico determinado, a un concentrador (14), mediante una interfaz de comunicación inalámbrica (44) del aparato auxiliar (6) y/o registrar (S134), en una memoria (40) del aparato auxiliar (6), información de diagnóstico representativa del tipo de fallo eléctrico determinado.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la duración de los intervalos de tiempo es proporcional al periodo de la corriente eléctrica alterna que circula por dicho conductor eléctrico (8).

10. Aparato auxiliar (6) para una instalación eléctrica (2) que comprende un aparato de protección eléctrica (4) asociado a al menos un conductor eléctrico (8), comprendiendo el aparato auxiliar (6) un sensor de corriente (20) asociado al conductor eléctrico (8), una unidad de procesamiento electrónico (28) y al menos una memoria (36, 38, 40), caracterizado porque el aparato auxiliar (6) está configurado para implementar un procedimiento de diagnóstico de la causa de disparo del aparato de protección eléctrica (4) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

11. Sistema eléctrico que comprende un aparato de protección eléctrica (4) y un aparato auxiliar (6) asociados con al menos un conductor eléctrico (8) de una instalación eléctrica (2 ), estando el aparato de protección eléctrica (4) adaptado para interrumpir el flujo de una corriente eléctrica en el conductor eléctrico (8) en caso de que se detecte un fallo eléctrico, caracterizado porque el aparato auxiliar (6) es según la reivindicación 10.