MX2011002461A - Proteccion contra descarga por arco con autoverificacion. - Google Patents
Proteccion contra descarga por arco con autoverificacion.Info
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Abstract
Se describe un método para probar automáticamente un sistema de detección de descarga por arco al transmitir periódica o continuamente radiación electro-óptica (EO) a través de una o más cables de transmisión acoplados electroópticamente a recolectores de radiación EO respectivos. Una señal EO de prueba puede pasar a través del recolector de radiación EO a ser recibida por un sensor EO. Se puede determinar una atenuación de la señal EO al comparar la intensidad de la señal EO transmitida con una intensidad de la señal EO recibida. Se puede detectar una falla de autoverificación si la atenuación excede un umbral. Se pueden transmitir señales EO de acuerdo con un patrón particular (por ejemplo, una señal codificada) para permitir que un sistema de detección de descarga por arco diferencie la radiación EO de prueba de una radiación EO indicativa de un evento de descarga por arco.
Description
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PROTECCION CONTRA DESCARGA POR ARCO CON AUTOVERIFICACION
DESCRIPCION DE LA INVENCION
Esta descripción se relaciona con detección de descarga por arco (arco eléctrico o arco voltaico) . De manera más particular, esta descripción se relaciona con un dispositivo de detección de descarga por arco que tiene capacidad de autoverificación .
La figura 1A es un diagrama de un sistema de energía que comprende una unidad de detección de descarga por arco;
la figura IB es un diagrama de un sistema de energía que comprende un dispositivo electrónico inteligente y una unidad de detección de descarga por arco;
la figura 2 es un diagrama de bloques de una modalidad de una unidad de detección de descarga por arco;
la figura 3 ilustra una modalidad de un recolector de radiación electroóptico;
la figura 4 es una vista despiezada de una modalidad de un recolector de radiación electroóptico;
la figura 5 ilustra una modalidad de un recolector de radiación electroóptico de bucle;
la figura 6 es un diagrama de bloques de una modalidad de un aparato configurado para proporcionar monitoreo y protección de descarga por arco con
Ref . : 218070 - -
autoverificación;
la figura 7 es un diagrama de bloques de otra modalidad de un aparato configurado para proporcionar monitoreo y protección de descarga por arco con autoverificación; y
la figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplar para llevar a cabo una autoverificación, de acuerdo con una modalidad.
Las descargas por arco representan un riesgo grave tanto para el personal como para el equipo en las cercanías de la descarga. Una descarga por arco puede producir radiación electroóptica (EO, por sus siglas en inglés) intensa (que incluyen luz visible) en el área del arco. Además, se puede generar una condición sobre corriente sobre uno o varios conductores eléctricos que alimentan al arco.
Como se utiliza en la presente, la radiación electroóptica (EO) puede referirse a diversas frecuencias y/o longitudes de onda de radiación electromagnética (por ejemplo luz visible) . Como se utiliza en la presente, la radiación EO puede incluir una amplia gama de frecuencias EO y/o longitudes de onda que incluyen pero que no se limitan a: radio, microondas, infrarrojo (IR), visible, ultravioleta (UV) , frecuencia de rayos X y similares. Un evento de descarga por arco emite un subconjunto de las posibles frecuencias y/o longitudes de onda de radiación EO (por - -
ejemplo produce radiación EO dentro de un espectro particular). No obstante, las diversas modalidades descritas en la presente no están limitadas de este modo y se pueden adaptar para detectar y/o producir radiación EO en cualquier frecuencia y/o longitud de onda, dentro de cualquier intervalo de frecuencia y/o longitud de onda y/o dentro de cualquier espectro de frecuencia y/o longitud de onda.
Una unidad de detección de descarga por arco (AFDU, por sus siglas en inglés) , se puede configurar para monitorear una porción de un sistema de energía (por ejemplo un recinto, un alojamiento o similar) . La AFDU se puede configurar para detectar un evento de descarga por arco en base en estímulos recibidos desde el sistema de energía. La AFDU puede hacer uso de diferentes estímulos que incluyen pero que no se limitan a: radiación EO, detectado en la vecindad del sistema de energía, niveles de corriente dentro del sistema de energía, niveles de voltaje en diversos puntos dentro del sistema de energía, calor, detección química, diferenciales de presión (por ejemplo sonido) , detección de materiales particulados dentro de un recinto o similares.
Un sistema y/o aparato de protección contra descargas por arco que comprende una AFDU se puede configurar para realizar periódica y/o continuamente autoverificaciones para validar la operación y/o configuración de diversos componentes. Las autoverificaciones descritas en la presente - -
pueden determinar si la AFDU y/o los componentes de la AFDU están configurados adecuadamente para detectar un evento de descarga por arco.
El tiempo que se requiere para detectar un evento de descarga por arco por un sistema de protección (por ejemplo una AFDU) se puede utilizar para determinar el tiempo total que se necesita para depurar la descarga por arco (por ejemplo, el tiempo total que se requiere para depurar la descarga por arco puede ser la suma del tiempo que se requiere para detectar la descarga más el tiempo que se requiere para disparar elementos protectores que responden a la detección) . El tiempo que se requiere para depurar la descarga por arco se puede denominar como "tiempo total de generación de arco" el cual se puede utilizar para calcular la energía incidente liberada por el evento de descarga de arco (dada la corriente de arco, la resistencia, la separación de conductor y similares) . El tiempo de detección del sistema de protección de descarga por arco puede variar dependiendo de la configuración del sistema de protección (por ejemplo la sensibilidad del sistema) . Se puede seleccionar la sensibilidad del sistema para proporcionar un equilibrio entre el suministro de una protección de descarga por arco adecuada y evitar una mala operación (por ejemplo detección de falsos positivos) .
La "Guide for Performing Are Flash Hazard - -
Calculations" (Guía para realizar cálculos del peligro de descarga por arco) , promulgada por el Instituto de Electrical Electronics Engineers (IEEE) IEEE 1584 proporciona varios medios para calcular energía incidente de descarga de arco, uno de los cuales se proporciona a continuación en la Ecuación 1:
Log(EN) = fi + K2 + 1.0811 · Log(Ia) + 0.0011 · G Ecuación 1
En la Ecuación 1, EN es la energía incidente de descarga por arco, ¾ es un valor constante que depende del interruptor (que depende de si el interruptor es una configuración abierta o de caja) , K2 es una constante (0 para un interruptor no conectado a tierra o conectado a tierra de alta resistencia y -0.113 para sistemas conectados a tierra) , Ia es la corriente de generación de arco máxima, y G es la separación entre conductores dentro del interruptor.
El estándar IEEE 1584 proporciona además un medio para determinar un arco de límite de protección, como sigue:
Ecuación 2
En la Ecuación 2, Dt es la distancia del límite desde el punto de generación de arco, Ct es una constante de voltaje (1.0 para voltajes superiores a lkV) , En es la energía incidente de descarga de arco normalizada (por ejemplo, calculada por la Ecuación 1 anterior) , Eb es la energía incidente en el límite (5.0 J/cm2 para piel desnuda) - -
y x es un constante de exponente de distancia (0.973 para un conmutador de 5 kV) .
El límite de protección puede determinar en qué momento el personal de mantenimiento puede trabajar de manera segura en relación al conmutador y/o determinar cuál engranaje protector, si lo hay, debe ser utilizado por el personal .
Existen otros estándares para calcular la energía de descarga por arco para determinar la proximidad y/o los requerimientos de engranaje protector apropiados. Por ejemplo, la National Fire Protection Association (Asociación Nacional Contra Incendios, NFPA, por sus siglas en inglés) proporciona para el cálculo de un valor de desempeño térmico de arco (ATPV, por sus siglas en inglés) , el cual es similar a la energía incidente de descarga por arco IEEE 1584. El ATPV puede determinar un límite de proximidad en el cual el personal de mantenimiento puede trabajar de manera segura. Además, el ATPV y el límite de proximidad pueden indicar la naturaleza de las prendas protectoras que deben ser utilizadas por el personal. Otros estándares relacionados con seguridad para contradescargas se proporcionan por el National Electric Code (NEC, por sus siglas en inglés) y la Occupational Safety and Health Administration (OSHA, por sus siglas en inglés) .
De acuerdo con diversas modalidades, un sistema - -
capaz de autovalidación o autoverificación está configurado para monitorear y proteger el conmutador. Las funciones de monitoreo y protección pueden ser inhabilitadas temporalmente durante la autoverificación . De manera alternativa, se puede realizar una autoverificación periódicamente o incluso de manera continua mientras el sistema continua monitoreando y protegiendo el conmutador.
Los sistemas y métodos de autoverificación descritos en la presente se pueden configurar o adaptar para uso con cualquier cantidad de dispositivos de protección de descarga por arco. Se ilustran y describen en la presente varias modalidades para comprensión y claridad. No obstante, será evidente que estas modalidades se pueden adaptar para uso con diversos sistemas alternativos. Además, los sistemas existentes de energía y los sistemas de monitoreo y/o protección se pueden adaptar para uso de los métodos de autoverificación descritos.
En algunas modalidades, un recolector de radiación EO se puede configurar para uso con cualquier cantidad de dispositivos de monitoreo capaces de recibir e interpretar señales EO. Además, los dispositivos de monitoreo existentes o los dispositivos eléctricos inteligentes (IED, por sus siglas en inglés) se pueden configurar o reconfigurar para enviar señales EO a través de recolectores de radiación EO existentes o recién instalados para prueba, validación e instalación. En consecuencia, los métodos de autoverificación descritos en la presente se pueden utilizar con el sistema ejemplar descrito en la presente ' o con los sistemas de detección de descarga por arco existentes que pueden o no necesitar modificación.
De acuerdo con algunas modalidades, un sistema de protección de descarga por arco (AFPS) capaz de realizar autoverificaciones comprende: uno p varios recolectores de radiación EO, uno o varios cables conductores de EO, un recolector de radiación EO y un emisor EO. Los recolectores de radiación EO se pueden configurar para recolectar y/o transmitir radiación EO producida durante una descarga por arco a un IED u otro dispositivo de monitoreo. Los recolectores de radiación EO descritos en la presente se pueden utilizar con cualquiera de una diversidad de los IED para monitorear dispositivos capaces de recibir e interpretar las señales de EO.
De acuerdo con algunas modalidades, un recolector de radiación EO puede incluir una etapa y/o una porción de base configurada para recibir de manera segura extremos de uno o más cables conductores de EO. Como se utiliza en la presente, un cable conductor de EO puede hacer referencia a cualquier material capaz de conducir (por ejemplo recibir y/o transmitir) radiación EO. Un ejemplo de un conductor EO es un cable de fibra óptica, aunque la descripción no se limita a - -
este respecto. La tapa de un recolector de radiación EO se puede configurar para captar radiación EO y para dirigir una porción de la radiación EO a los cables conductores EO asegurados en el mismo. La tapa puede incluir lentes, difusores, materiales translúcidos o transparentes y/u otros elementos para facilitar la recolección y/o direccionamiento de radiación EO a los cables conductores EO en el mismo. Adicionalmente , el alojamiento puede servir para dirigir radiación EO emitida desde un primer conductor dentro del alojamiento a un segundo cable conductor EO dentro del aloj amiento .
En algunas modalidades, los ejes longitudinales de los extremos de los cables conductores EO dentro del alojamiento pueden ser paralelos y apuntar en la misma dirección, paralelos y apuntar uno hacia el otro o en un ángulo (no paralelos) . Los ejes longitudinales de los cables conductores EO se pueden orientar de manera que una porción de la radiación EO emitida desde el primero de los cables conductores EO es recibida por el segundo de los cables conductores EO. En consecuencia, el recolector de radiación EO se puede configurar para proporcionar una trayectoria de transmisión EO entre el primer cable conductor EO y el segundo cable conductor EO. El alojamiento se puede configurar para proporcionar una porción de la trayectoria de transmisión EO entre los cables conductores EO; radiación EO - -
emitida desde el primer cable conductor EO puede ser reflejada, refractada, difundida o similar dentro del recolector de radiación EO para ser recibida por el segundo cable conductor EO.
Dos o más recolectores de radiación EO se pueden encadenar en forma de estrella juntos, de manera tal que la radiación EO recibido por el primer recolector de radiación EO se puede transmitir al segundo recolector de radiación EO, y así sucesivamente. Por ejemplo, un cable conductor EO puede proporcionar comunicación entre un primer recolector de radiación EO y un segundo recolector de radiación EO. Un primer extremo del cable conductor EO puede ser recibido dentro de un alojamiento del primer recolector de radiación EO y un segundo extremo del cable conductor EO puede ser recibido dentro de un alojamiento del segundo recolector de radiación EO. En consecuencia, la radiación EO recibida por el primer recolector de radiación EO se puede transmitir a través del cable conductor EO al segundo recolector de radiación EO y viceversa. Cualquier cantidad de recolectores de radiación EO se pueden encadenár en estrella de acuerdo con las enseñanzas de esta descripción. Además del encadenamiento en estrella, se pueden proporcionar otras conexiones entre recolectores de radiación EO. Por ejemplo, un primer recolector de radiación EO puede estar acoplado electroópticamente a recolectores de radiación EO múltiples - -
vía cables conductores de EO respectivos (por ejemplo acoplados a un segundo recolector de radiación EO y un tercer recolector de radiación EO) .
Una operación de autoverificación puede incluir transmitir radiación EO a un recolector de radiación EO (por ejemplo vía un cable conductor EO acoplado al mismo) y detectar radiación desde el recolector en respuesta a la transmisión. La transmisión puede comprender un "pulso de prueba" de radiación EO. La radiación EO se puede detectar en respuesta al pulso de prueba. Si la radiación EO detectada está por encima de un nivel de intensidad umbral, se pueden validar los recolectores de radiación EO . Si no se recibe radiación EO (o si se encuentra por debajo de un nivel de intensidad umbral) , se puede detectar una falla en el recolector de radiación EO . Se pueden tomar una o más acciones en respuesta a detectar una falla de recolector de radiación EO, que incluyen, pero que no se limitan a: generar una alarma, emitir una o más alertas (por ejemplo a otros componentes de monitoreo, operadores humanos o similares) , mostrar una indicación de la falla en una interconexión humano-máquina (HMI, por sus siglas en inglés), tal como una pantalla, un disparador de uno o más dispositivos protectores (por ejemplo interruptores) o similares.
En algunas modalidades, se puede configurar un pulso de prueba para ser diferenciable de radiación EO - -
producida típicamente durante un evento de descarga por arco. En consecuencia, se puede realizar una operación de autoverificación mientras los recolectores de radiación EO están siendo utilizados simultáneamente para detectar radiación EO de descarga por arco. Por ejemplo, una longitud de onda del pulso de prueba puede ser diferenciable y fácilmente de la longitud de onda de radiación EO producida por una descarga por arco. De manera alternativa o adicional, el pulso de prueba puede comprender un patrón de pulsos de prueba. El patrón puede ser diferenciable fácilmente de una radiación EO producida en un evento de descarga por arco y/o radiación EO ambiental (por ejemplo luz ambiente) . En algunas modalidades, el patrón puede ser una forma de onda codificada. La forma de onda purificada puede ser una secuencia de baja correlación de pulsos de prueba. La forma de onda codificada se puede adaptar para reducir la diafonía o interferencia entre diferentes grupos de recolectores de radiación EO (por ejemplo evitar un pulso de prueba de radiación EO recibida por un primer recolector de radiación EO en la que es recibida por un segundo recolector de radiación EO) . El pulso de prueba se puede configurar para disminuir la diafonía y/o interferencia del recolector de radiación EO utilizando, por ejemplo, una técnica de modulación de espectro de dispersión la cual puede incluir, pero no se limita a: secuencias binarias aleatorias, - -
secuencias binarias pseudoaleatorias de longitud finita, códigos Gold, códigos Barker, señales de autocorrelación/correlación cruzada bajas o similares.
Como se describe en lo anterior, un recolector de radiación EO puede albergar uno o más cables conductores EO a través de los cuales se pueden recibir pulsos de prueba. El recolector de radiación EO se puede configurar para emitir una porción de la radiación EO recibida vía uno o más cables conductores EO. En consecuencia, un pulso de prueba que comprende radiación EO en el intervalo visible humano puede provocar que el recolector de radiación EO se "encienda" durante una autoverificación (por ejemplo, que emita radiación EO en el intervalo de luz visible para el humano) . En consecuencia, un técnico (u otra persona) en la vecindad del recolector de radiación EO puede confirmar visualmente si el recolector de radiación EO ha recibido un pulso de prueba.
La figura 1A muestra una modalidad de una AFDU 103 en un sistema 100 de energía eléctrica. La AFDU 103 se puede acoplar comunicativamente a porciones del sistema 100 de energía para recibir estímulos 120 desde el mismo. Como se describirá en lo siguiente, la AFDU 103 se puede configurar para detectar un evento de descarga por arco que se presente dentro del sistema 100 de energía (por ejemplo dentro de un alojamiento 104) en base en el estímulo 120 recibido desde el sistema 100 de energía (por ejemplo las mediciones de - -
corriente, medicines de radiación EO, etc.).
En algunas modalidades, la AFDU 103 se puede acoplar comunicativamente a uno o más transformadores de corriente u otros dispositivos de medición configurados para proporcionar a la AFDU 103 con estímulo 120 que comprende mediciones de corriente desde varios puntos dentro del sistema 100 de energía (por ejemplo en ambos lados de un alojamiento 104 en el sistema 100 de energía eléctrica) . El alojamiento 104 puede incluir componentes que pueden ser susceptibles a eventos de descarga por arco (por ejemplo, conmutadores, interruptores de circuito y similares) .
La AFDU 103 se puede configurar para recibir otros tipos de estímulo 120 tales como mediciones de radiación EO detectadas por uno o más recolectores de radiación EO colocados dentro de la vecindad del sistema 100 de energía. Los recolectores de radiación EO se pueden colocar dentro del alojamiento 104 y/o se pueden colocar para captar radiación EO producida por un evento de descarga de arco. En algunas modalidades, los recolectores de radiación EO se pueden colocar dentro de un recinto 105 de conmutador dentro del alojamiento 104.
Aunque se describen en la presente tipos particulares de estímulos 120 (por ejemplo estímulos de corriente y EO) , la AFDU 103 se puede configurar para detectar un evento de descarga por arco en base en cualquier - -
número de tipos diferentes de estímulo 120. De esta manera, esta descripción no debe considerarse como limitada a este respecto .
La AFDU 103 se puede configurar para solicitar ciertas funciones protectoras ante la detección de un evento de descarga por arco. Se puede solicitar la función protectora por medio de una interconexión 121 de comunicaciones con el sistema 100 de energía (por ejemplo, los componentes del sistema de energía dentro del alojamiento 104) . Por ejemplo, la AFDU 103 puede activar un interruptor de circuito, un conmutador u otro equipo para separar un circuito que genere un arco de la energía y/o aislar el circuito del resto del sistema 100 de energía. De manera alternativa o adicional, la AFDU 103 puede producir una señal de alarma que puede ser recibida por otro sistema protector (por ejemplo un relevador protector, un IED o similar), el cual se puede configurar para llevar a cabo una o más acciones protectoras en respuesta a la alarma. La alarma se puede transmitir a otros dispositivos remotos y/o se puede volver disponible para su presentación en la interconexión humano-máquina (HMI, por sus siglas en inglés). Estas acciones protectoras pueden reducir la cantidad de energía liberada por el evento de descarga por arco y/o pueden advertir a otros sistemas y/o personal del evento de descarga por arco.
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La figura IB muestra un sistema 101 de energía eléctrica que incluye un dispositivo 102 electrónico inteligente (IED) que comprende una AFDU 103. El IED 102 puede proporcionar diversos servicios de monitoreo y protección al sistema 101 de energía, que incluyen los componentes del sistema de energía eléctrica dentro de un alojamiento 104.
Como se utiliza en la presente, un IED (tal como el IED 102 de la figura 1) se puede referir a cualquiera de uno o una combinación de: un relevador basado en CPU y/o un relevador protector, un registrador de falla digital, una unidad de medición de fasor (PMU, por sus siglas en inglés) , una unidad de medición y control de fasor (PMCU, por sus siglas en inglés) , un concentrador de datos de fasor (PDC) , un sistema de control de área amplia (WACS, por sus siglas en inglés) , un relevador con capacidades de medición de fasor y un sistema de protección de área amplia (WAPS, por sus siglas en inglés) , un sistema de control y adquisición de datos supervisado (SCADA, por sus siglas en inglés) , un controlador de automatización programable (PAC, por sus siglas en inglés) , un controlador lógico programable (PLC, por sus siglas en inglés) , un controlador de protección de descarga por arco dedicado (por ejemplo, una AFDU), un esquema de protección de integridad de sistema o cualquier otro dispositivo capaz de monitorear y/o proteger un sistema de - -
energía eléctrica. En consecuencia, el IED 102 puede comprender uno o más procesadores, memoria, medios de almacenamiento legibles en computadora, interconexiones de comunicación, componentes HMI y similares. En la modalidad de la figura IB, el IED 102 puede ser un relevador protector tal como el SEL 751 fabricado y disponible de Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. de Pullman, WA.
Como se muestra en la figura IB, la AFDU 103 se puede implementar con el IED 102 (por ejemplo, como un componente del IED 102) . La AFDU 103 se puede implementar como instrucciones legibles por una máquina y/o interpretables por una máquina, almacenados en un medio de almacenamiento legible en computadora del IED 102. De manera alternativa o adicional, la AFDU 103 puede comprender uno o más componentes de elementos físicos (hardware) . En algunas modalidades, la AFDU 103 (o porciones de la misma) se pueden implementar independientemente de un IED 102 (por ejemplo, la AFDU 103 puede comprender sus propios recursos de procesamiento independientes, interconexiones de comunicación, etc.) .
El IED 102 y/o la AFDU 103 se pueden configurar para monitorear equipo de sistema de energía colocado dentro del alojamiento 104. El alojamiento 104 puede comprender un gabinete de conmutador, un recinto sellado o cualquier otro equipo de alojamiento. El alojamiento 104 puede encerrar - -
equipo de conmutador tal como interruptores de circuito 110A, 110B y/o 110C y similares.
La AFDU 103 puede recibir diversos tipos de estímulo 120 del sistema 101 de energía. Los estímulos 120 se pueden recibir directamente (por ejemplo con sensores acoplados a la AFDU 103) y/o indirectamente a través de otro dispositivo, tal como el IED 102. En el ejemplo de la figura IB, la AFDU 103 está configurada para recibir estímulos de corriente (mediciones de corriente obtenidas por transformadores de corriente) y estímulos EO (radiación EO captada por recolectores de radiación EO) . La AFDU 103 se puede configurar para detectar un evento de descarga por arco en base en la corriente y en los estímulos EO 120. No obstante, en modalidades alternativas, la AFDU 103 se puede configurar para detectar eventos de descarga por arco utilizando otros tipos de estímulos (por ejemplo radiación EO y/o mediciones de corriente únicamente, calor, presión, emisiones químicas, etc.) .
La AFDU 103 se puede configurar para monitorear una señal de energía trifásica que comprende tres conductores 114A, 114B y 114C, cada uno de los cuales pueden correr a través del alojamiento 104 (uno para cada fase de la señal de energía trifásica) . Por ejemplo, el conductor 114A puede transportar la señal de energía eléctrica "fase A" , el conductor 114B puede transportar una señal de energía - -
eléctrica "fase B" y el conductor 114C puede transportar una señal de energía eléctrica "fase C" . Aunque una señal de ¦ energía trifásica se denomina en la presente, una persona experta en el ámbito reconocerá que las enseñanzas de esta descripción se pueden aplicar a sistemas de energía que comprenden cualquier tipo y/o número de señales de energía y, como tales, las enseñanzas de la descripción no deben considerarse como limitadas a este respecto.
En el ejemplo de la figura IB, la AFDU 103 recibe mediciones de corriente de los transformadores de corriente (CT, por sus siglas en inglés) acoplado comunicativa y/o eléctricamente a los conductores 114A, 114B y/o 114C; los CT 112A, 112B y 112C están acoplados a los conductores 114A, 114B y 114C en una primera ubicación 109 y los CT 108A, 108B y 108C están acoplados a los conductores 114A, 114B y 114C en una segunda ubicación 111 (por ejemplo en un extremo opuesto del alojamiento 104) .
La AFDU 103 está acoplada comunicativamente a los recolectores de radiación EO 116A, 116B, 116C, 116D y 118 los cuales pueden estar configurados para detectar radiación EO emitida dentro de la vecindad del alojamiento 104. Como se utiliza en la presente, un recolector de radiación EO tal como los recolectores de punto de radiación EO 116A, 116B, 116C y 116D y/o recolector 118 de radiación EO de bucle se pueden configurar para captar diversos tipos de radiación EO - -
que incluyen radiación EO visible (por ejemplo luz visible) , radiación infrarroja (IR) , radiación ultravioleta (UV) y/o radiación EO en otras multitudes de onda. Además, como se utiliza en la presente, la luz o un "evento de iluminación" puede referirse a una radiación EO que comprende energía EO en muchas longitudes de onda diferentes, algunas de las cuales pueden ser visibles por el ojo humano y algunas de las cuales no. Por lo tanto, esta descripción no debe considerarse como limitada a la detección y/o procesamiento de únicamente radiación EO visible para los humanos, sino que debe leerse que abarca cualquier tipo de radiación EO conocida en el ámbito.
Los recolectores de radiación EO 116A, 116B, 116C, 116D y 118 se pueden distribuir dentro del alojamiento 104 y pueden estar acoplados comunicativa y/o electro-ópticamente al IED 102 y/o a la AFDU 103. En algunas modalidades, los recolectores 116A, 116B, 116C y/o 116D pueden ser "recolectores de puntos" que comprenden terminales de fibra óptica (u otro material conductor de EO) configurado para detectar selectivamente radiación EO dentro del alojamiento 104 (por ejemplo detectar radiación EO en puntos y/o ubicaciones particulares dentro del alojamiento 104) . Los recolectores de punto 116A, 116B, 116C y/o 116D se pueden colocar y/o ubicar dentro del alojamiento 104 de manera que sean capaces de recolectar y/o transmitir radiación EO - -
producida por un evento de descarga por arco en el mismo (por ejemplo, en la vecindad de los componentes de conmutador, tal como los interruptores de circuito 110A, 110B y/o 110C, un compartimiento de troncal de interruptor (no mostrado) o similar). Por ejemplo, los recolectores de punto 116A, 116B, 116C y/o 116D se pueden colocar para tener una línea de visión y/o una trayectoria electro-óptica a los interruptores respectivos 110A, 110B y/o 110C (por ejemplo, para evitar "sombras" u otras estructuras que oscurezcan dentro del alojamiento 104). En algunas modalidades, los recolectores de punto 116A, 116B, 116C y/o 116D pueden ser acoplados ópticamente a elementos ópticos adicionales (no mostrados) tales como espejos, terminales de fibra óptica, lentes, materiales conductores EO o similares, los cuales se pueden configurar para dirigir radiación EO producida dentro del alojamiento 104 y/o en la vecindad de los componentes de conmutador (por ejemplo interruptores 110A, 110B y/o 110C) a uno o más de los recolectores 116A, 116B, 116C y/o 116D.
Los recolectores 116A, 116B, 116C y/o 116D pueden comprender materiales conductores EO tales como filamentos de fibra óptica capaces de recolectar radiación EO y transmitir una porción de la misma al IED 102 y/o a la AFDU 103. De manera alternativa o adicional, los recolectores 116A, 116B, 116C y/o 116D pueden ser capaces de recolectar radiación EO y transmitir una señal eléctrica y/u otro indicador de la - -
radiación EO detectada al IED 102 y/o a la AFDU 103 (por. ejemplo vía una red de comunicación o similar) .
La AFDU 103 se puede acoplar a otros dispositivos capaces de recolectar y/o transmitir radiación EO tal como el recolector 118 de radiación EO de bucle, el cual puede extenderse a través de una porción del alojamiento 104. El recolector 118 de radiación EO de bucle puede comprender uno o más cables de fibra óptica revestidos (u otro material conductor EO) en donde las porciones del cable están expuestas (por ejemplo porciones del revestimiento alrededor del material conductor EO se retiran) . El recolector 118 de radiación EO de bucle se puede configurar para recibir radiación EO a través de estas porciones expuestas. La radiación EO recibida de esta manera se puede transmitir al IED 102 y/o a la AFDU 103. De manera alternativa o adicional, el recolector 118 de radiación EO de bucle puede comprender un recolector de radiación EO dedicado (no mostrado) el cual puede transmitir una señal eléctrica u otro indicador de la radiación EO detectada por el mismo (por ejemplo vía una red de comunicación o similar) .
Aunque la figura IB muestra a la AFDU 103 recibiendo un estimulo EO de un conjunto particular de recolectores de radiación EO 116a, 116B, 116C, 116D y 118, una persona experta en el ámbito reconocerá que las enseñanzas de esta descripción se pueden aplicar a cualquier - -
cantidad y/o tipo de recolectores de radiación EO que incluyen, pero que no se limitan a: lentes ópticos, guías de onda, concentradores y similares. Por lo tanto, esta descripción no debe leerse como limitada a un número, tipo y/o distribución particular de recolectores de radiación EO. Además, aunque se muestra un alojamiento 104 particular, la descripción no se limita a este respecto; las enseñanzas de esta descripción se pueden aplicar a cualquier alojamiento conocido en el ámbito que incluyen, pero que no se limitan a: una caja de interruptor, una caja de conmutadores, un recinto de barra de bus, un ducto, un conducto u otro recinto o tipo de alojamiento.
La AFDU 103 se puede configurar para detectar un evento de descarga por arco en base, por ejemplo, en estímulos recibidos desde los CT 108A, 108B, 108C, 112A, 112B y 112C y/o recolectores de radiación EO 116A, 116B, 116C, 116D y 118. Los niveles altos de radiación EO y/o los niveles de corriente alta pueden ser indicativos de que un evento de descarga por arco se presenta dentro del alojamiento 104. En respuesta a que la AFDU 103 detecta un evento de descarga por arco, el IED 102 se puede configurar para que lleve a cabo una o más acciones protectoras tal como disparo de uno o más interruptores de circuito (por ejemplo interruptores 106A, 106B y/o 106C) , separación de uno o más de los conductores 114A, 114B y/o 114C de la fuente de energía, transmisión de - -
una o más señales de alarma a dispositivos externos, presentación de una alarma en una HMI o similar.
Por ejemplo, el IED 102 puede estar acoplado comunicativamente a los interruptores de circuito 106A, 106B, 106C vía una red de comunicación (por ejemplo sobre una red Ethernet, una red SCADA, una red IEEE C37.118, una red inalámbrica o similar) . En respuesta a que la AFDU 103 detecta un evento de descarga por arco sobre uno o más de los conductores 114A, 114B y/o 114C, el IED 102 puede configurarse para interrumpir el flujo de energía en el mismo .
La figura 2 es una modalidad de una unidad de detección de descarga por arco (AFDU, por sus siglas en inglés) , tal como AFDU 103 y/o IED 102 descrito antes con respecto a la figura 1A y a la figura IB. Un sistema 200 de energía eléctrica se puede proteger por una AFDU 203 la cual, como se describe en lo anterior se puede implementar independientemente y/o junto con un IED (no mostrado) ; la AFDU 203 puede ser parte e un IED tal como el IED 102 que se muestra en la figura 1 y/o puede ser un dispositivo independiente (por ejemplo un dispositivo agregado) el cual se puede acoplar comunicativamente a un IED.
En la modalidad de la figura 2, la AFDU 203 puede monitorear una porción de un sistema 200 de energía eléctrica el cual puede comprender un conductor 215 y un interruptor - -
206 de circuito. La AFDU 203 puede recibir diversos tipos de estímulos 220 del sistema 200 de energía eléctrica. En el ejemplo de la figura 2, la AFDU 203 recibe corriente y estímulos 220 de radiación EO vía dispositivos de medición respectivos 213 y 217. Un CT 213 se puede acoplar al conductor 215 para medir una corriente que fluye por el mismo. El CT 213 se puede acoplar comunicativamente a una entrada 211 de la AFDU 203 para proporcionar estímulos de medición de corriente al mismo. Un recolector 217 de radiación EO se puede colocar en proximidad al conductor 215 y/o dentro de un alojamiento 204 a través del cual pasa el conductor 215. El recolector 217 de radiación EO puede comprender un recolector de radiación EO de fuente de punto, un recolector de radiación EO de bucle o cualquier otro dispositivo capaz de recolectar y/o transmitir radiación EO.
Un evento de descarga por arco que se presente en la vecindad del conductor 215 (por ejemplo entre el conductor 215 y una conexión a tierra, otro conductor, un conmutador (no mostrado) , un interruptor de circuito (no mostrado) o similar) puede producir un evento 250 EO. El evento 250 EO causado por la descarga por arco puede generar que se emita radiación EO, la cual se puede detectar por el recolector 217 de radiación EO . Como se describe en lo anterior, el evento 250 EO puede producir radiación EO a diversas frecuencias y/o longitudes de onda, algunas de las cuales pueden ser visibles - -
para un humano. El recolector 217 de radiación EO puede estar acoplado electro-ópticamente a la AFDU 203 para transmitir una porción de la radiación EO emitida por el evento 250 EO y detectada por el recolector 217 al sensor 221 EO de la AFDU 203.
El sensor 221 EO se puede configurar para convertir radiación EO recibida desde el recolector 217 de radiación EO en una señal indicativa de la radiación EO (por ejemplo, una señal eléctrica) . En consecuencia, el sensor 221 EO puede comprender un fotodiodo (tal como un fotodiodo de silicio) , un fotoresistor, un detector de dispositivo acoplado a carga (CCD, por sus siglas en inglés) , un detector IR, un dispositivo semi -conductor de metal-óxido complementario (CMOS, por sus siglas en inglés) y cualquier otro dispositivo o estructura capaz de convertir radiación EO en una señal eléctrica .
En algunas modalidades, la señal producida por el sensor 221 EO puede ser amplificada por un amplificador 222 y muestreada (por ejemplo, convertida en un valor digital separado) por un convertidor 223 A/D. El amplificador 222 puede comprender un amplificador de ganancia fija o variable. En modalidades alternativas, el amplificador 222 se puede omitir. En modalidades implementadas utilizando circuitaje analógico, el convertidor 223 A/D se puede omitir.
Aunque la figura 2 muestra el sensor 221 EO, el - -
amplificador 222 y un convertidor 223 A/D como parte de la AFDU 203, una persona experta en la técnica reconocerá que estos componentes se pueden colocar en proximidad al recolector 217 de radiación EO . En esta modalidad alternativa, el recolector 217 de radiación EO se puede configurar para generar una señal indicativa de la radiación EO recolectada por el mismo (por ejemplo como una medición separada, muestreada) utilizando un sensor EO local, amplificador y/o convertidor A/D (no mostrado) y puede comunicar una o varias de las mediciones de la AFDU 203 vía una red de comunicación (no mostrada) o similar.
La AFDU 203 incluye un elemento 224 sobre la luz, el cual puede producir una señal 205 de luz de arcó en base en las mediciones EO recibidas vía el sensor EO. La determinación de la señal 205 de luz de arco puede indicar que la AFDU 203 ha detectado radiación EO indicativa de un evento de descarga por arco.
En algunas modalidades, el elemento 224 sobre la luz puede comparar las mediciones de radiación EO separadas y muestreadas producidas por el convertidor 223 A/D a un valor umbral de iluminación excesiva. El valor umbral de iluminación excesiva puede representar un nivel de radiación EO que es indicativo de un evento de descarga por arco (por ejemplo, en oposición a cambios en condiciones de luz ambiente o similares) . La señal 205 de luz de arco se puede - -
determinar si en el nivel de radiación EO excede el umbral. El umbral se puede adaptar de acuerdo con un nivel de sensibilidad deseado de la AFDU 203.
El elemento 224 de iluminación excesiva puede implementar otras técnicas de comparación. Por ejemplo, el elemento 224 de iluminación excesiva puede implementar una comparación de tiempo inverso (gráfica de tiempo inverso sobre intensidad de radiación EO) , lo cual puede provocar que la señal 205 de luz de arco determine si la intensidad de la radiación EO se mantiene por encima de un umbral durante un tiempo determinado por una gráfica de tiempo inverso sobre radiación EO. El umbral de tiempo se puede basar en la intensidad de la radiación EO; conforme se incrementa la intensidad de la radiación EO, disminuye el tiempo requerido para mantener la intensidad de EO a un nivel particular. De manera alternativa o adicional, el elemento 224 de iluminación excesiva puede comprender un integrador, el cual puede determinar la señal 205 de luz de arco si se obtiene una intensidad acumulativa particular dentro de un período de tiempo predeterminado (por ejemplo dentro de un intervalo de deslizamiento) . Aunque se describen en la presente diversas técnicas de comparación, el elemento 224 de iluminación excesiva no se limita a este respecto y puede utilizar y/o incorporar cualquier método de comparación y/o técnica conocida en el ámbito.
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La determinación de la señal 205 de luz de arco puede ser indicativa de un evento de descarga por arco. Por lo tanto, en algunas modalidades, la señal 205 de luz de arco se puede transmitir a un IED (no mostrado) , se puede provocar que se lleven a cabo una o más acciones protectoras, tal como separación del conductor 215 del sistema de energía (por ejemplo al disparar el interruptor 206 de circuito) o se puede proporcionar como una salida de la AFDU 203 (no mostrado) .
En algunas modalidades, la AFDU 203 se puede configurar para detectar un evento de descarga por arco en base en estímulos de EO y de corriente excesiva. En consecuencia, la señal 205 de luz de arco puede fluir a una compuerta 228 Y (AND) , la cual puede combinar la señal 205 de luz de arco con una señal 207 de corriente de arco. La señal 207 de corriente de arco se puede determinar ante la detección de una condición de corriente excesiva (descrita más adelante) .
Una entrada 211 de corriente de la AFDU 203 se puede configurar para recibir mediciones de corriente adquiridas por un CT 213 acopladas comunicativa y/o eléctricamente al conductor 215. Un filtro 225 puede filtrar las mediciones de corriente (por ejemplo utilizando un filtro de paso bajo, un filtro de paso de banda, un filtro contra distorsiones, una combinación de filtros o similar) . La - -
magnitud de las mediciones de corriente se puede calcular por un bloque 226 de valor absoluto y/o se pueden muestrear (por ejemplo utilizando un convertidor A/D (no mostrado)) .
Un comparador 227 puede utilizar las mediciones de corriente recibidas para determinar una señal 207 de corriente de arco. El comparador 227 puede implementar cualquier técnica de comparación conocida en el ámbito. En algunas modalidades, el comparador 227 puede comparar las mediciones de corriente con un umbral 208. El umbral 208 puede ser un umbral de corriente excesiva indicativo de los niveles de corriente producidos durante un evento de descarga por arco. Por lo tanto, la señal 207 de corriente de arco se puede determinar si las mediciones de corriente exceden el umbral 208. El umbral 208 puede ser configurable para permitir que se ajuste la sensibilidad de la AFDU 203.
La AFDU 203 puede incluir otros mecanismos y/o técnicas de comparación de corriente excesiva. Por ejemplo, la AFDU 203 puede implementar una comparación de inverso de tiempo sobre corriente, el cual, como se describe en lo anterior, puede determinar la señal 207 de corriente de arco si las mediciones de corriente exceden un umbral (umbral 208) para un período de tiempo particular. El período de tiempo puede ser inversamente proporcional a la intensidad de las mediciones de estímulo de corriente.
La señal 205 de luz de arco y la señal 207 de - -
corriente de arco fluyen a la compuerta 228 Y (AND) , cuya salida puede comprender una señal 209 de detección de descarga por arco. En algunas modalidades, la AFDU 203 puede incluir además un temporizador de seguridad (no mostrado) . El temporizador de seguridad puede supervisar la señal 209 de detección de descarga por arco de manera que la señal 209 de detección de descarga por arco se determina únicamente si la salida de la compuerta 228 Y es determinada para un período de tiempo predeterminado y/o un número de ciclos de medición predeterminados.
La señal 209 de detección de descarga por arco se puede utilizar para activar uno o más módulos protectores (por ejemplo módulos protectores y/o funciones de un IED (no mostrado) sobre los cuales se implementa la AFDU 203) . La figura 2 muestra la señal 209 de detección de descarga por arco que activa un módulo 209 de señal de disparo. El módulo 229 de señal de disparo puede comprender una función protectora de un dispositivo protector, tal como un IED. La determinación de la señal 209 de detección de descarga por arco puede provocar que el módulo, 229 de señal de disparo genere una señal de disparo al interruptor 206 de circuito. Como se describe en lo anterior, la señal 209 de detección de descarga por arco puede ser comunicada a un IED u otro dispositivo configurado para monitorear y/o proteger el sistema 200 de energía. En respuesta a la determinación de la - -
señal 209, el IED puede llevar a cabo una o más acciones protectoras como se describe en lo anterior. El interruptor 206 de circuito puede separar al conductor 215 de energía lo cual puede depurar el evento de descarga por arco y minimizar la energía liberada por el mismo. La AFDU 203 (sola o junto con otro dispositivo, tal como un IED) se puede configurar para proporcionar otro mecanismo de monitoreo y/o protección de un evento de descarga por arco que incluyen pero que no se limitan a: transmitir la señal 209 de detección de descarga por arco a un HMI , IED u otro dispositivo; disparar interruptores de circuito adicionales; desviar energía hacia o desde porciones de un sistema de energía; y similares. En algunas modalidades, el generador 229 de señal de disparo se puede configurar para transmitir la señal de detección de descarga por arco en un formato particular y/o al utilizar un protocolo particular que incluye, pero que no se limita a: Ethernet, SCADA, IEEE C37.118, SNMP o similar. Como lo apreciarán los expertos en el ámbito se puede utilizar cualquier mecanismo de señalización y/o control bajo las enseñanzas de esta descripción.
En algunas modalidades, la AFDU 203 se puede configurar para determinar la señal 209 de detección de descarga por arco en base en la señal 205 de luz de arco únicamente (por ejemplo la señal 205 de luz de arco puede fluir directamente a la entrada 209 de señal de disparo, - -
desviación de la compuerta Y 228) . En consecuencia, la entrada 211 de corriente, el filtro 225, el bloque 226 de valor absoluto, el comparador 227 y/o la compuerta 228 Y se pueden omitir de la AFDU 203.
El recolector 217 de radiación EO, el sensor 221 EO y/o el módulo 219 transmisor/de autoverificación EO se puede utilizar en relación con cualquier tipo de unidad de detección de descarga por arco configurada para detectar un evento de descarga por arco utilizando diversos tipos de estímulos diferentes (por ejemplo señales de voltaje, mediciones de temperatura, lecturas químicas, mediciones de presión, etc.) . Por lo tanto, esta descripción no debe leerse como limitada a cualquier mecanismo y/o técnica de detección de descarga por arco particular.
Como se muestra en la figura 2, el recolector 217 de radiación EO puede ser acoplado electro-ópticamente a la AFDU 203 por un cable 218 conductor EO el cual, en algunas modalidades, puede comprender un cable de fibra óptica. La operación y/o configuración del cable 218 conductor EO y/o el recolector 217 de radiación EO puede ser validado por una operación de autoverificación proporcionada, por ejemplo, por un módulo 219 transmisor/de autoverificación EO . En algunas modalidades, el cable 218 conductor EO puede incluir una pluralidad "de cables conductores EO que incluyen un primer conductor y un segundo conductor. Los cables conductores EO - -
218 se pueden acoplar al recolector 217 de radiación EO de manera que exista una trayectoria óptica entre los mismos. Un primero de los conductores 218 se puede acoplar al sensor 221 EO y el segundo de los conductores 218 se puede acoplar a un módulo 219 transmisor/de autoverificación EO . El módulo 219 transmisor/de autoverificación EO se puede configurar para proporcionar periódicamente pulsos de prueba al recolector 217 de radiación EO (vía el segundo conductor) el cual puede ser transmitido al sensor 221 EO vía el conductor 218 (por ejemplo, el primero de los conductores 218) . El módulo 219 transmisor/de autoverificación EO se puede acoplar comunicativamente al sensor 221 EO para detectar una señal EO en respuesta al pulso de prueba. Si se detecta una señal EO en respuesta al pulso de prueba, el recolector 217 de radiación EO (y el cable 218 conductor EO) se pueden validar; de otra manera se puede detectar una falla. En respuesta a la detección de una falla, el módulo 219 transmisor/de autoverificación EO puede provocar que una o más alarmas se determinen, se emitan una o más alertas, que se dispare uno o más interruptores y/o que se tomen otras acciones.
Como se describe en lo anterior, el recolector 217 de radiación EO puede incluir un recolector de punto, un recolector de radiación EO de bucle u otro tipo de recolector de radiación EO. Un autoverificación como se describe en la presente se puede realizar sobre cualquier tipo de emisor de - -
radiación EO, recolector de radiación EO, conductor EO y/o sensor EO.
La figura 3 ilustra una modalidad de un recolector 300 de radiación EO el cual puede incluir una tapa 302, una porción 304 de base y una porción 350 de montaje. La figura 3 muestra un despiece 306 de la tapa 302 para exponer los componentes en la misma. En algunas modalidades, las porciones de la tapa 302 se pueden conformar de materiales adaptados para transmitir radiación EO. Las porciones de la tapa 302 pueden ser transparentes a todas las frecuencias de radiación EO. De manera alternativa, la tapa 302 se puede configurar para transmitir únicamente ciertos tipos de radiación EO (por ejemplo ciertas frecuencias, longitudes de onda y/o intensidades) .
En el ejemplo de la figura 3, el recolector de radiación EO 300 alberga dos cables conductores EO, un primer cable 320 conductor EO y un segundo cable 321 conductor EO. Cada uno de los cables conductores EO 320 y 321 puede comprender conductores EO internos 322 y 323 (por ejemplo cables de fibra óptica) dentro de revestimientos respectivos 324 y 325, lo cuales pueden ser opacos a radiación EO (por ejemplo, pueden ser no conductores electro-ópticamente) . Como se muestra en la figura 3, los revestimientos 324 y 325 se puede retirar en las porciones de extremo respectivas de los cables EO 320 y 321 para exponer porciones 326 y 327 de los - -
conductores EO 322 y 323. La radiación EO recibida por las porciones expuestas 326 y/o 327 y transmitidas sobre los cables conductores EO 320 y 321 vía los conductores EO 322 y 323.
Las porciones expuestas 326 y 327 se pueden asegurar con el recolector 300 de radiación EO en una orientación particular unós con respecto a otros. No obstante, las configuraciones alternativas y colocaciones de los cables conductores EO 320 y 321 son posibles a través de modificación a la tapa 302, la base 304 y similares. En algunas modalidades, y como se ilustra en la figura 3, los cables conductores EO 320, 322 se pueden montar dentro del recolector 300 de radiación EO tal como el eje 329 del primer cable 320 conductor EO que no está paralelo al eje 329 del segundo cable 321 conductor EO . La orientación de los ejes longitudinales 328 y 329 puede permitir que una trayectoria EO entre los cables conductores EO 320 y 322, en lo cual la radiación EO emitida desde el primer cable 320 conductor EO (vía la porción 326 expuesta del mismo) se puede recibir por el segundo cable 321 conductor EO (vía la porción 327 expuesta) y viceversa.
En algunas modalidades, la trayectoria EO entre los cables conductores EO 320 y 321 puede incluir la tapa 302. En consecuencia, la tapa 302 se puede configurar para transmitir radiación EO entre las porciones expuestas 326 y 327 de los - -
cables conductores EO 320 y 322. Por ejemplo, la tapa 302 puede incluir material configurado para difundir radiación EO. En consecuencia, una porción de la radiación EO emitida desde el extremo 326 expuesto del primer cable 320 conductor EO se puede difundir dentro de la tapa 302 de material y se puede recibir por el extremo 327 expuesto del segundo cable 321 conductor EO . En algunas modalidades, la tapa 302 puede comprender materiales de refracción configurados para dirigir radiación EO entre las porciones expuestas 326 y 327. La tapa 302 puede incluir porciones reflejantes para reflejar radiación EO entre las porciones 326 y 327.
En algunas modalidades, la tapa 302 se puede configurar para emitir una porción de radiación EO recibida vía el primero y/o segundo cables conductores EO 320 y/o 321. En consecuencia, la radiación EO es emitida desde la porción 326 expuesta del primer cable 320 conductor EO y/o desde la porción 327 expuesta del segundo cable 321 conductor EO, una porción de la radiación EO se puede emitir desde la tapa 302. Si la radiación EO está en el espectro visible, la emisión puede permitir a un humano cerca del recolector 300 de radiación EO confirmar visualmente que la radiación EO se ha recibido (por ejemplo, se ha transmitido al recolector 300 de radiación EO vía el primero y/o segundo cables conductores EO 320 y/o 321) .
Como se muestra en la figura 3, los extremos de las - -
porciones expuestas 326 y 327 pueden estar sustancialmente en la misma posición dentro de la tapa 302 (por ejemplo con la misma desviación vertical dentro de la tapa 302). En consecuencia, las porciones expuestas 326 y 327 pueden ambas encontrarse dentro del área 303 receptora de radiación EO. En algunas modalidades, las porciones expuestas 326 y 327 pueden estar en contacto entre sí en una ubicación 330. En algunas modalidades los extremos de las porciones expuestas 326 y 327 pueden estar adaptadas (rellenadas) para incrementar el área de contacto entre las mismas (por ejemplo para crear un plano de contacto entre las porciones 326 y 327 en la ubicación 330) . Aunque no se muestra en la figura 3, en algunas modalidades los extremos de las porciones expuestas 326 y 327 se pueden asegurar en contacto utilizando un miembro de aseguramiento tal como un dispositivo de cerrojo, broche, miembro resiliente o similar.
Como se describe en lo anterior, la tapa 302 se puede conformar de material adaptado para transmitir radiación EO . En consecuencia, la radiación EO emitida en la vecindad del recolector 300 de radiación EO se puede transmitir a través de la porción 302 de tapa en las porciones expuestas 326 y 327 de los cables conductores EO 320 y 321. La tapa 302 se puede adaptar para difundir y/o dirigir (por ejemplo foco) radiación EO incidente en un área 303 receptora de radiación EO. La naturaleza (por ejemplo - -
tamaño, orientación, etc.) del área 303 receptora de radiación EO se puede determinar por la configuración de la tapa 302. Por ejemplo, la tapa 302 puede incluir materiales que tengan espesores diferentes y/o calidades ópticas diferentes, las cuales pueden provocar radiación EO que se dirija a lugares diferentes dentro del recolector 300 de radiación EO. En la modalidad de la figura 3, el área 303 receptora de radiación EO corresponde a la ubicación tanto de ambas porciones expuestas 326 y 327 del primero y segundo cables conductores EO 320 y 321. En consecuencia, tanto el primero como el segundo cables conductores EO 320 y 321 pueden estar situados dentro del área receptora del recolector 300 y, de esta manera, pueden ser capaces de recolectar de manera óptima radiación EO emitida en la vecindad del recolector 300 de radiación EO.
La figura 4 es una vista despiezada de otra modalidad de un recolector de radiación EO . Una tapa 402 se puede separar de una porción 404 de base y una porción 450 de montaje del recolector 400 de radiación EO. En el ejemplo de la figura 4, los cables conductores EO 420 y 421 se muestran como si se asegurarán dentro del recolector 400 de radiación EO . Como se ilustra, los extremos expuestos 426 y 427 de los mismos se pueden montar de manera que los ejes longitudinales no estén paralelos entre sí.
La elaboración y configuración del recolector de - -
radiación EO (por ejemplo la tapa 402, la porción 404 de base y similares) pueden ser de acuerdo con diversas configuraciones y materiales como se conocen en el ámbito. De acuerdo con algunas modalidades, la tapa 402 y la porción 404 de base se pueden conformar a partir de materiales eléctricamente no conductores. El recolector 400 de radiación EO se pueden modificar para una aplicación particular en la cual se desea materiales, tamaños o configuraciones específicas. El recolector 400 de radiación EO que comprende la porción 404 de base y la tapa 402 se puede fabricar como una pieza o como dos o más piezas separables o inseparables.
En algunas modalidades, la tapa 402 se puede asegurar a la porción 404 de base por un medio de sujeción tal como soldadura, adhesivo, fusión, abrazaderas, broches, miembros resilientes, cemento, uniones de cremallera y/u otros medios de sujeción conocidos en el ámbito. En el ejemplo de la figura 4, la tapa 402 incluye broches 445 sobresalientes configurados para coincidir con receptores 440 de broche en la porción 404 de base. La inserción de los broches 445 dentro del receptor 440 pueden asegurar la tapa sobre la porción 404 de base.
El recolector 400 de radiación EO puede incluir un medio para asegurar uno o más cables conductores EO (por ejemplo los cables 420 y/o 421) . El medio de aseguramiento puede incluir cualquier medio de aseguramiento de los cables - -
conductores EO conocidos en el ámbito que incluyen pero que no se limitan a: adhesivo, pegamento, broches, miembros resilientes, miembros de sujeción, dientes resilientes, mecanismos de abrazadera, miembros de abrazadera, cremalleras o similares. En el ejemplo de la figura 4, la caja 404 incluye un miembro 425 de sujeción configurado para asegurar los cables conductores EO 420 y 421 dentro del recolector 400 de radiación EO. El miembro de sujeción puede comprender una pluralidad de dientes deformables resilientemente adaptados para acoplar por rozamiento y asegurar los cables conductores EO 420 y/o 421. Aunque no se muestra en la figura 4, un miembro adicional (un componente independiente y/o conformado como parte de la porción 404 de base y/o la porción 402 de tapa) se puede adaptar para colocar los extremos expuestos 426 y/o 427 en una orientación particular dentro del recolector de radiación EO (por ejemplo proporcionar el doblez 427 en los cables conductores EO 420 y 421 que se muestran en la figura 4) . El miembro puede ser una proyección, ranuras o cualquier otro medio para colocar los cables conductores EO 420 y/o 421 en una orientación particular.
El recolector de radiación EO puede incluir una porción 450 de montaje para asegurar el recolector 400 de radiación EO sobre un tipo de superficie particular (por ejemplo dentro del recinto o alojamiento de un conmutador) . - -
En base en la superficie de montaje deseada, se puede utilizar una amplia variedad de características concebibles tales como un parche adhesivo, un receptor de perno, uno o más broches adaptados para ser recibidos por un receptor de broche, o similares.
Como se ilustra en la figura 4, el recolector 400 de radiación EO puede recibir dos cables conductores EO 420 y 421, los cuales pueden entrar en el recolector 400 de radiación EO desde una porción de fondo de la tapa 402 y/o la porción 404 de base. De acuerdo con modalidades alternativas, el recolector 400 de radiación EO puede estar adaptado para recibir cualquier cantidad de cables conductores EO de diversos tipos. Adicionalmente , el recolector de radiación EO se puede adaptar para recibir los cables conductores EO desde los lados, la parte superior, la parte inferior y/o una combinación de los mismos. Además, un medio para recibir los cables conductores EO (por ejemplo, las entradas de los cables y medio de aseguramiento) se puede configurar para permitir que un cable conductor EO se pueda retirar mientras otro uno o varios cables dentro del recolector 400 de radiación EO permanecen asegurados de manera fija. Como se ha descrito previamente, de acuerdo con las diversas modalidades, la pluralidad de cables que entran al recolector 400 de radiación EO se pueden orientar y/o doblar de manera que los ejes longitudinales de cada uno de los cables no - -
estén paralelos entre sí, de manera que las porciones expuestas de los cables conductores EO estén dentro de un área receptora del recolector de radiación EO (por ejemplo, el área 303 receptora de radiación EO de la figura 3) , los extremos de las porciones expuestas de los cables conductores EO en los mismos están sustancialmente a la misma altura y/o posición entre sí y/o la radiación EO transmitida desde uno de los cables conductores EO puede ser recibida por uno o más de los otros cables conductores EO y/ó emitidas desde la tapa 402.
La figura 5 muestra una modalidad de un recolector 500 de radiación EO de bucle. El recolector de radiación EO de bucle puede comprender un bucle de cable 520 conductor EO. El cable 520 conductor EO puede incluir un conductor 524 EO (por ejemplo un cable fibra óptica) encerrado dentro de un revestimiento 522 el cual puede ser no conductor para radiación EO (por ejemplo opaco con respecto a radiación EO) . El revestimiento puede incluir aberturas 530 en diversas ubicaciones. Las aberturas pueden permitir que la radiación EO sea transmitida dentro y fuera del recolector 500 de radiación EO de bucle. En consecuencia, las aberturas se pueden colocar dentro de la vecindad del equipo de conmutador u otros componentes de sistema de energía. La radiación EO producida por una descarga por arco se puede recibir por el conductor 524 EO vía una o varias aberturas 530. Una o varias aberturas pueden ser de longitud arbitraria a lo largo del recolector de radiación EO de bucle que comprenden hasta la longitud completa del recolector 500 de radiación EO de bucle. La radiación EO recibida por el recolector 500 de radiación EO de bucle se puede transmitir por el conductor 524 EO a un receptor de radiación EO (no mostrado) el cual se puede colocar en cualquier extremo 531 o 533 del cable 520 conductor EO .
La figura 6 proporciona un diagrama de bloques ejemplar de un aparato para detectar radiación EO indicativa de un evento de descarga por arco. El aparato 600 puede ser capaz de realizar autoverificaciones para validar la operación adecuada y/o configuración de los recolectores de radiación EO conectados al mismo (por ejemplo el recolector 613 de radiación EO) y la trayectoria EO entre los recolectores de radiación EO y el aparato 600 (por ejemplo, los cables conductores EO 610 y 611) .
Como se muestra en la figura 6, el recolector 613 de radiación EO puede ser similar a los recolectores de radiación EO 300 y/o 400 descritos en lo anterior en relación con las figuras 3 y 4. De manera alternativa o adicional, el recolector 613 de radiación EO puede ser un recolector de radiación EO de bucle, tal como el recolector 500 de la figura 5.
El aparato 600 puede incluir una unidad 603 de - -
detección de descarga por arco la cual se puede implementar de manera similar a la AFDU 203 descrita antes en relación con la figura 2. La AFDU 603 o porciones de la misma se pueden implementar dentro y/o en conjunción con un IED 602.
La AFDU 603 y/o el IED 602 se pueden acoplar comunicativamente al recolector 613 de radiación EQ por lo cables conductores EO 610 y 611. Los cables conductores 610 y 611 pueden incluir un conductor EO revestido en un revestimiento no conductor EO . Las porciones de extremo 626 y 627 de los cables conductores EO 610 y 611 se pueden colocar dentro del recolector 610 de radiación EO como se describe en lo anterior.
De acuerdo con la modalidad ilustrada, el IED 602 y/o AFDU 603 pueden incluir un procesador 641 (el cual puede ser un microprocesador, un arreglo de compuerta programable de campo (FPGA, por sus siglas en inglés) , un circuito integrado específico de aplicación (ASIC, por sus siglas en inglés) o similar) y un medio 643 de almacenamiento legible en computadora (por ejemplo un almacenamiento en disco, un almacenamiento óptico, memoria instantánea o flash, RAM o similar) . La AFDU 603 puede utilizar el procesador y/o medio 643 de almacenamiento para proporcionar funcionalidad en monitoreo y protección de descarga de arco, incluyendo autoverificación . Las instrucciones ejecutables en computadora para las funciones de autoverificación se pueden - -
almacenar dentro del medio 643 de almacenamiento. La autoverificación se puede configurar para operado automáticamente sobre una base programada (por ejemplo, cada cuatro horas) , continuamente y/u operar cuando se recibe una instrucción vía un enlace de comunicaciones o interconexión 645.
En algunas modalidades, una autoverificación puede comprender provocar que un emisor 619 EO emita radiación EO en un primer cable 610 conductor EO. El emisor 619 EO puede ser cualquier fuente de radiación EO conocida en el ámbito, tal como un foco, un LED o similar. Si el cable 610 EO está funcionado adecuadamente, la radiación EO producida por el emisor 619 EO se puede transmitir al recolector 613 de radiación EO por el cable 610 conductor EO . La radiación EO puede ser emitida desde la porción 626 expuesta del cable 610 conductor EO. Como se describe en lo anterior, el recolector 603 de radiación EO se puede configurar para emitir una porción de la radiación EO recibida, lo que permite a un observador humano observar la radiación EO (por ejemplo, para verificar que el cable 610 conductor EO está funcionando para transmitir radiación EO al recolector 613 de radiación EO desde el aparato 600) .
El recolector 613 de radiación EO puede estar configurado adicionalmente para proporcionar una trayectoria EO entre las porciones expuestas 626 y 627 de los cables - -
conductores EO 610 y 611. La trayectoria EO puede ser habilitada por una orientación de las porciones expuestas 626 y 627 dentro del recolector 613 de radiación EO. Además, la tapa 615 (u otros componentes) del recolector 613 de radiación EO se pueden configurar para proporcionar porciones de la trayectoria EO (por ejemplo radiación EO directa desde la porción 626 expuesta a la porción 627 expuesta y viceversa) .
Si el recolector 613 de radiación EO está operando adecuadamente y/o está configurado adecuadamente (por ejemplo, las porciones expuestas 626 y 627 están orientadas adecuadamente dentro del recolector 613 y similares) , la radiación EO transmitida en el recolector 613 de radiación EO vía el cable 610 conductor EO se puede recibir por el cable 611 conductor ' EO . La radiación EO detectada se puede recibir por un sensor 621 EO el cual se puede configurara para convertir la radiación EO recibida en una señal eléctrica (por ejemplo una señal de corriente y/o de voltaje) la cual, como se describe en lo anterior, se puede filtrar, amplificar y/o cuantificar (por ejemplo por un convertidor A/D) . La señal resultante después se puede recibir por la AFDU 603 y/o el procesador 641, el cual puede validar la operación y/o configuración del recolector 613 de radiación EO y/o los cables conductores EO 610 y 611.
En algunas modalidades, si se emite una señal EO - -
desde un emisor 619 EO pero no se recibe una señal EO por el sensor 621 EO (o si la señal está por debajo de un umbral de atenuación) , la AFDU 603 y/o el IED 602 pueden detectar una falla de autoverificación . en respuesta a la detección de una falla de autoverificación, la AFDU 603 y/o el IED 602 pueden realizar una o más acciones que incluyen, pero que no se limitan a : determinar una o más alarmas, transmitir una o más señales de alerta (por ejemplo vía la interconexión 645 de comunicaciones) , disparar uno o más interruptores o similar.
De acuerdo con una modalidad, la autoverificación se puede realizar continuamente. Además, de acuerdo con una modalidad, la tapa 615 del recolector 613 de radiación EO es iluminado de manera visible por la radiación EO de autoverificación de manera que un humano (por ejemplo un técnico u otro personal) puede confirmar de manera visible que la radiación EO está siendo transmitida a por lo menos aquel punto dentro del sistema.
En algunas modalidades, la AFDU 603 y/o IED 602 se pueden configurar para detener el monitoreo de descarga por arco durante la operación de autoverificación . De manera alternativa o adicional, la AFDU 603 y/o IED 602 se pueden configurar para distinguir entre radiación EO recibida como parte de la operación de autoverificación y radiación EO indicativa de un evento de descarga por arco. Por ejemplo, en - -
algunas modalidades, la AFDU 603 y/o IED 602 se pueden configurar para provocar que el emisor 619 EO emita radiación EO de acuerdo con un patrón particular. El patrón puede comprender una señal o forma de onda codificada de baja correlación. Durante una operación de autoverificación, el sensor 621 EO puede recibir señales de retorno indicativas de la señal codificada. En consecuencia, la AFDU 603 y/o el IED 602 pueden ser capaces de distinguir entre radiación EO indicativa de un evento de descarga por arco y radiación EO recibida como parte de la autoverificación, lo cual puede permitir que el aparato 600 realice autoverificación mientras simultáneamente proporciona monitoreo y/o protección contra descarga por arco. La_ autoverificación y/o el monitoreo simultáneos se pueden proporcionar independientemente de la naturaleza de la radiación EO emitida por el emisor 619 EO . En consecuencia, el patrón de radiación EO emitido por el emisor 619 EO puede ser de la misma longitud de onda, frecuencia y/o intensidad que el que se produciría en un evento de descarga por arco. De esta manera, la autoverificación puede ser capaz de validar el recolector 613 de radiación EO y/o los cables conductores EO 610 y 611 dentro de los parámetros (por ejemplo frecuencia, longitud de onda y/o intensidad) de un evento de descarga por arco real. De manera alternativa o adicional, el emisor 619 EO puede estar configurado para emitir radiación EO de una frecuencia - -
y/o longitud de onda diferente que la producida durante el evento de descarga por arco. Las señales EO resultantes se pueden diferenciar por la AFDU 603 y/o IED 602 para evitar detecciones falsas de descarga por arco.
En algunas modalidades, el emisor 609 EO puede estar separado del IED 602 y/o 603. Por ejemplo, el emisor 619 EO puede estar colocado en proximidad al recolector 613 de radiación EO. En consecuencia, la radiación emitida por el emisor 619 EO se puede recibir directamente en el recolector 613 de radiación EO (sin que sea transmitido vía el cable 610 conductor EO) . Aunque no se muestra en la figura 6, el emisor 619 EO remoto puede estar configurado para emitir radiación EO detectable por una pluralidad de recolectores EO los cuales pueden proporcionar la autoverificación concurrente de la pluralidad de recolectores EO, uno o más de los cuales pueden estar acoplados electro-ópticamente a dispositivos AFDU 603 y/o IED 602 diferentes.
En algunas modalidades, la autoverificación puede determinar si se ha producido una falla de autoverificación . Como se describe en lo anterior, el recolector 613 de radiación EO puede estar configurado para emitir radiación EO recibida vía un cable EO 610 y/o 611 (por ejemplo, vía la etapa 615) . Se puede colocar un dispositivo detector adicional (no mostrado) tal como un observador humano (o recolector de radiación EO adicional) dentro de la - -
trayectoria EO del recolector 613 de radiación EO para detectar radiación EO emitida de esta manera. Si, durante una autoverificación se detecta radiación EO desde el recolector 613 de radiación EO pero no se recibe señal de retorno vía el cable 611 conductor EO, el IED 602 y/o la AFDU 603 pueden determinar que el cable conductor EO utilizado para transmitir la señal EO al recolector 613 de radiación EO (por ejemplo, el cable 610 conductor EO) es operable pero que existe una falla dentro del recolector 613 de radiación EO y/o el cable 611 conductor EO . La autoverificación puede conmutar los cables conductores EO y volver a correr la autoverificación (por ejemplo, conectar el emisor 619 EO al cable 611 conductor EO y el sensor 621 EO al cable 610 conductor EO) . La conmutación se puede realizar por un medio de un dispositivo de conmutación EO (no mostrado) , modificación de conexiones físicas o similares. Si, después de la conmutación el recolector 613 de radiación EO emite radiación EO durante la autoverificación, la falla se puede determinar que está en el recolector 613 de radiación EO mismo (puesto que el otro cable conductor EO, el cable 611 tiene radiación EO transmitida al recolector 613) . Si el recolector 613 de radiación EO no emite radiación EO después de la conmutación, se puede determinar que la falla está en el cable 611 conductor EO. Aunque el escenario de autoverificación particular se describe en la presente, la - -
descripción no se limita a este respecto. La AFDU 603 y/o IED 602 se pueden configurar para realizar cualquier autoverificación y/o autoverificación adaptable conocida en el ámbito.
El estado de las operaciones de autoverificación realizadas por el IED 602 y/o la AFDU 603 se pueden mostrar en una HMI (no mostrada) y/o se pueden comunicar vía la interconexión 645. De manera alternativa o adicional, los resultados de las operaciones de autoverificación se pueden almacenar en un medio 643 de almacenamiento legible en computadora. Los resultados se pueden volver disponibles al personal vía la HIM u otra interconexión (por ejemplo, la interconexión 645) . La presentación y/o los resultados de la autoverificación pueden incluir la atenuación (si la hay) observada durante la prueba (por ejemplo una diferencia entre la intensidad de radiación EO transmitida en el recolector 613 de radiación EO versus la intensidad de la radiación EO recibida por el sensor 621 EO) , el tiempo de respuesta de la AFDU 603 y/o del IED 602 para detectar la señal de retorno, una probable ubicación de la falla (si la hay) o similar.
La figura 7 ilustra un diagrama de bloques ejemplar de un aparato para detectar radiación EO indicativa de un evento de descarga por arco. El aparato 700 puede ser capaz de realizar autoverificación para validar la operación y/o configuración apropiada de los recolectores de radiación EO - -
conectados al mismo (por ejemplo, : el recolector 718 de radiación EO) .
El ejemplo de la figura 7 muestra el uso de un recolector 718 de radiación EO de bucle que tiene un primer extremo 716 y un segundo extremo 717. El primero y segundo extremos 716 y 717 pueden estar acoplados electro-ópticamente a un transceptor 723 de radiación EO, el cual puede estar configurado para emitir y recibir radiación EO en cualquiera de los extremos 716 y/o 717 del recolector 718 de radiación EO de bucle. En una modalidad alternativa, la AFDU 603 puede comprender un emisor EO separado y componentes del sensor EO tal como el emisor 619 EO y el sensor, 621 EO de la figura 6.
El recolector 718 de radiación EO de bucle puede comprender un cable conductor EO encerrado en un material de revestimiento. El material de revestimiento puede ser sustancialmente opaco a radiación EO. El revestimiento se puede abrir en diversos lugares 730 para exponer el conductor EO interno. La radiación EO emitida en la vecindad del recolector 718 de radiación EO de bucle se puede recibir en las ubicaciones 730 expuestas y se puede transmitir a ya sea el primer extremo 716 y/o el segundo extremo 717 del recolector 718 de radiación EO de bucle.
El IED 602 y/o la AFDU 603 se puede configurar para realizar una operación de autoverificación al provocar que el transceptor 723 de radiación EO emita radiación EO dentro de - -
un extremo 716 y/o 717 del recolector 718 de radiación EO de bucle y detectar radiación EO en respuesta correspondiente a la radiación EO emitida. El transceptor 723 puede recibir la radiación EO en cualquier extremo 716 y/o 717 del recolector 718 de radiación EO de bucle. Una atenuación del recolector 718 de radiación EO de bucle se puede determinar al comparar la intensidad de la radiación EO detectada con la intensidad de la radiación EO emitida. El estado de la operación de autoverificación y/o la atenuación del recolector 718 de radiación EO de bucle se pueden mostrar en una HMI (no mostrada) y/o se pueden comunicar por medio de la interconexión 645.
Si el recolector 718 de radiación EO de bucle es incapaz de transmitir la señal de radiación EO emitida (por ejemplo, desde el primer extremo 716 ál segundo extremo 717 o viceversa), la operación de autoverificación puede fallar. De manera similar, si la radiación EO recibida está por debajo de un umbral particular y/o ha sido atenuada más de la cantidad umbral, la autoverificación puede fallar. La atenuación puede ser causada por abrasión del recolector 718 de radiación EO de bucle, longitud excesiva del recolector 718 de radiación EO de bucle o similar. En respuesta a una falla de autoverificación, la AFDU 603 y/o el IED 602 pueden realizar una o más acciones como se describe en lo anterior.
Como se describe en lo anterior, el aparato 700 se - -
puede configurar para realizar autoverif icación de manera concurrente con el suministro de monitoreo y protección de descarga por arco. El emisor 619 EO se puede configurar para que emita radiación EO que es diferenciable de la radiación EO emitida en un evento de descarga por arco. En algunas modalidades, el emisor 619 EO puede emitir radiación EO de acuerdo con un patrón particular (por ejemplo una señal codificada) a una longitud de onda y/o frecuencia particulares, o similar. El sensor 621 EO, la AFDU 602 y/o el IED 603 pueden diferenciar entre la radiación EO de la autoverificación y la radiación EO indicativa de una descarga por arco (por ejemplo al comparar la radiación EO recibida con un patrón conocido o similar) .
En una modalidad alternativa, el emisor 619 EO y el sensor 621 EO se pueden sustituir por un transceptor de radiación EO (no mostrado) . El transceptor de radiación EO puede ser capaz de emitir y/o detectar radiación EO sobre cualquier extremo 716 o 717 del recolector 718 de radiación EO de bucle. En consecuencia, el transceptor de radiación EO puede ser capaz de conmutar la dirección de la autoverificación (por ejemplo, transmitiendo la radiación EO emitida por el mismo en un segundo extremo 717 del recolector 718 de radiación EO de bucle, en oposición al primer extremo 716 del recolector. De acuerdo con otra modalidad, la radiación EO de autoverificación por el transceptor de - -
radiación EO puede ser transmitida a través del bucle EO del recolector 718 de radiación EO y puede ser reflejada por lo menos parcialmente de regreso al transceptor cuando el pulso de autoverificación alcance el segundo extremo 717 o el extremo final del recolector 718 de radiación EO de bucle.
La figura 8 es un diagrama de flujo de una modalidad del método 800 para realizar una autoverificación utilizando un sistema de protección de descarga tipo arco existente. El método 800 puede comprender una o más instrucciones ejecutables por una máquina almacenados en un medio de almacenamiento legible en computadora. Las instrucciones se pueden configurar para provocar que una máquina tal como un dispositivo de cómputo o IED realicen el método 800. En algunas modalidades, las instrucciones pueden estar constituidas como uno o más módulos de programa distintos en el medio de almacenamiento. Una o más de las instrucciones y/o etapas del método 800 pueden interactuar con uno o más componentes de elementos físicos tales como medios de almacenamiento legibles en computadora, interconexiones de comunicaciones, recolectores de radiación EO, emisores EO y similares. En consecuencia, una o más de las etapas de método 800 se pueden relacionar con componentes de máquina particulares.
En la etapa 802, el método 800 se inicia, el cual puede comprender asignar y/o inicializar recursos necesarios - -
por el método 800, tal como interconexiones de comunicaciones, recursos de procesamiento y similares. En la etapa 804, el método 800 puede realizar una función 804 de monitoreo de descarga por arco la cual puede comprender recibir radiación EO detectada por uno o más recolectores de radiación EO en la vecindad de un sistema de energía, la función de monitoreo y protección de descarga por arco de la etapa 804 se puede basar en radiación EO únicamente y/o se puede basar en una combinación de EO y otros tipos de estímulos (por ejemplo corriente, voltaje, material particulado, etc.
En la etapa 806, el método 800 puede determinar si se puede realizar una operación de autoverificación . Se puede realizar una operación de autoverificación continuamente durante el monitoreo y/o la función de protección del método 800 o se puede realizar a intervalos particulares. En algunas modalidades, las funciones de monitoreo y protección del método 800 se pueden suspender mientras se está desarrollando la autoverificación . de manera alternativa, la autoverificación se puede realizar concurrentemente con protección y monitoreo de descarga por arco. Si no se va a realizar una autoverificación en la etapa 806 (ya sea debido a que la autoverificación periódica o programada no se deba realizar o debido a que el usuario no ha habilitado las autoverificaciones) , el flujo puede regresar a la etapa 804 - -
en donde puede continuar el monitoreo; de otra manera, el flujo puede continuar a la etapa 810.
En la etapa 810 el método 800 puede provocar que la radiación EO que se va a emitir a uno o más recolectores de radiación EO. En algunas modalidades, cuando se emite radiación EO se pueden suspender las funciones de monitoreo y protección. De manera alternativa, las funciones de monitoreo y protección pueden continuar funcionando.
En algunas modalidades, la radiación EO emitida en la etapa 810 se puede transmitir al recolector de radiación EO vía un primer cable conductor EO que está acoplado electroópticamente a un recolector de radiación EO (por ejemplo el conductor 610 EO de la figura 6) . La radiación EO emitida puede ser recibida en el recolector de radiación EO y transmitida a un segundo cable conductor EO (por ejemplo el conductor 611 EO de la figura 6) . El segundo cable conductor EO puede estar acoplado electroópticamente a un sensor EO configurado para proporcionar mediciones de radiación EO al método 800.
En otro ejemplo, la radiación EO puede ser emitida por un emisor (o transceptor) EO en un primer extremo de un recolector de radiación EO de bucle (por ejemplo el extremo 716 del recolector 718 de radiación EO de bucle de la figura 7) . La radiación EO emitida puede ser transmitida a través del recolector de radiación EO de bucle a un segundo extremo - -
del mismo (por ejemplo, el extremo 717 del recolector 718 de radiación EO de bucle de la figura 7) . El segundo extremo del recolector de radiación EO de bucle puede estar acoplado electroópticamente a un sensor EO (o transceptor) el cual puede proporcionar mediciones de radiación EO al método 800.
En algunas modalidades, la radiación EO emitida en la etapa 810 se puede configurar para ser diferenciable de otra radiación EO no emitida (por ejemplo radiación EO indicativa de un evento de descarga por arco) . La radiación EO emitida puede ser emitida, por ejemplo, en un patrón particular. En algunas modalidades, la radiación EO puede ser emitida como una señal codificada. La señal codificada puede comprender una secuencia conocida de pulsos de radiación EO (por ejemplo una secuencia de pulsos de radiación EO aleatoria conocida) . De manera alternativa, una longitud de onda y/o intensidad de radiación EÓ particular se pueden emitir. En este caso, la radiación EO se puede distinguir utilizando un filtro, un filtro de recorte o similar.
En la etapa 812 la radiación EO que corresponde a la radiación EO emitida puede ser detectada por un sensor EO. La etapa 812 puede incluir distinguir entre radiación EO emitida en la-- etapa 810 de otra radiación EO no emitida detectada por el recolector de radiación EO. La diferenciación puede comprender comparar la radiación EO con un patrón conocido (por ejemplo una señal codificada), filtra - -
la radiación EO, procesar la radiación EO o similar. Si la radiación EO emitida en la etapa 810 es emitida de acuerdo con una señal codificada, la determinación puede incluir utilizar la señal codificada para diferenciar la radiación EO (por ejemplo, al comparar la radiación EO con un patrón de señal codificado, o similar) .
En la etapa 820, el método 800 puede determinar un resultado de la operación de autoverificación . En algunas modalidades, el resultado se puede basar en si la radiación EO que corresponde a la radiación EO emitida se ha detectado la etapa 812. Si no se ha detectado radiación EO correspondiente (o se ha detectado menos de una cantidad umbral de radiación EO) , la operación de autoverificación puede fallar y el flujo puede continuar hasta la etapa 824. Si se detecta radiación EO en la etapa 812, la operación de autoverificación puede pasar y el flujo puede continuar en la etapa 822.
En algunas modalidades, la etapa 820 puede incluir determinar una atenuación de la señal de radiación EO emitida. La atenuación se puede relacionar con una diferencia en la amplitud y/o intensidad entre la señal de radiación EO emitida en la etapa 810 y la señal de radiación EO detectada en la etapa 812. La operación de autoverificación puede fallar (y el flujo puede continuar en la etapa 824) si la atenuación de señal excede un umbral. Si la atenuación no - -
excede el umbral, la operación de autoverificación puede pasar y el flujo puede continuar a la etapa 822.
Aunque no se muestra en la figura 8, en algunas modalidades la etapa 820 puede incluir determinar una advertencia de autoverificación. La advertencia de autoverificación se puede detectar si la atenuación determinada en la etapa 820 es insuficiente para provocar una falla de autoverificación pero excede un umbral de atenuación de "aprobación" (por ejemplo, es menor que un umbral de atenuación de "falla" pero es mayor que un umbral de atenuación de "aprobación") . Una advertencia puede provocar que el método 800 muestre un mensaje de advertencia u otra alerta en una HMI y/o transmitir el mensaje a un operador (por ejemplo vía una red de comunicaciones, correo electrónico, SMS o similar) . La advertencia puede indicar que el recolector de radiación EO está comenzando a presentar niveles de atenuación elevados y debe ser verificado y/o sustituido antes de que se produzca una falla. Después de transmitir el mensaje de advertencia, el flujo pude continuar en la etapa 822.
La etapa 820 puede incluir registrar el resultado de la operación de autoverificación en un medio de almacenamiento legible en computadora, mostrar el resultado en una HMI o similar. El resultado de la autoverificación puede indicar la naturaleza de la radiación EO proporcionada - -
al sensor (por ejemplo la intensidad, longitud de onda, patrón de señal codificado o similar) , la atenuación presentada por el recolector de radiación EO, el tiempo de respuesta (si lo hay) que se requiere para detectar radiación EO que corresponde a la señal emitida y similar. Además, cualquier advertencia o alerta puede ser registrada (por ejemplo las advertencias de un alto nivel de atenuación, una falla de autoverificación, etc.).
En la etapa 822, la operación de autoverificación puede ser aprobada. La aprobación puede incluir mostrar una indicación en una HMI (por ejemplo un indicador de aprobación en verde sobre la pantalla del recolector de radiación EO) o similar. El flujo después puede continuar a la etapa 804 en donde puede continuar el monitoreo y/o protección de la descarga por arco. Si se suspenden las operaciones de monitoreo y protección de descarga por arco en la etapa 810, los servicios de monitoreo y protección se pueden reactivar en la etapa 822.
En la etapa 824 el método 800 puede mostrar los resultados de la falla de autoverificación . La presentación se puede proporcionar en una HMI (por ejemplo un indicador de falla en una pantalla del recolector de radiación EO) . El registro de la falla puede indicar cuanta radiación EO (si la hay) se ha detectado en la etapa 812, puede indicar el nivel de atenuación observado (en comparación con un umbral de - -
atenuación) , puede proporcionar una indicación de una ubicación de una falla (por ejemplo al revertir el flujo de radiación EO y/o utilizar un sensor EO adicional, o similar, como se describe en lo anterior) o similar.
En la etapa 826, el método 800 puede realizar una o más acciones en respuesta a la detección de la falla de autoverificación . Como se describe en lo anterior, las acciones pueden incluir determinar una o más alarmas, emitir una o más alertas, disparar uno o más interruptores o similares. El método 800 después puede continuar monitoreando como se describe en lo anterior (por ejemplo, utilizando cualquiera de los recolectores de radiación EO operables remanentes) . Alternativamente, el monitoreo puede detenerse hasta que el recolector de radiación ÉO fallido es reparado o sustituido.
La descripción anterior proporciona numerosos detalles específicos para una comprensión profunda de las modalidades descritas en la presente. No obstante, los expertos en el ámbito reconocerán que uno o más de los detalles específicos se pueden omitir o que se pueden utilizar otros métodos, componentes o materiales. En algunos casos las operaciones no se muestran ni describen detalladamente .
Además los rasgos descritos, las operaciones y características se pueden combinar de cualquier manera - -
adecuada en una o más modalidades. También se comprenderá fácilmente que el orden de las etapas o acciones de los métodos descritos en relación con las modalidades descritas se pueden cambiar, como será evidente para una persona experta en el ámbito. De esta manera, cualquier orden en los dibujos o la descripción detallada es únicamente con propósitos ilustrativos y no significa que implique un orden requerido, a menos que se especifique que se requiere un orden.
Las modalidades pueden incluir diversas etapas las cuales pueden estar constituidas en instrucciones ejecutables por una máquina para ser ejecutadas por una computadora de propósito general o de propósito especial (u otro dispositivo electrónico) . De manera alternativa, las etapas se pueden realizar por componentes de elementos físicos que incluyen circuitos lógicos específicos para realizar las etapas o por una combinación de elementos físicos, programas y/o programas registrados .
También se pueden proporcionar modalidades como un producto de programa de computadora que incluye un medio de almacenamiento legible en computadora que tiene almacenada instrucciones en la misma que pueden ser utilizadas para programar una computadora (u otro dispositivo electrónico) para realizar los procesos descritos en la presente. Los medios de almacenamiento legibles en computadora pueden - -
incluir pero no se limitan a: unidades de disco duro, discos flexibles, discos ópticos, CD-ROM, DVD-ROM, ROM, RAM, EPROM, EEPROM, tarjetas magnéticas u ópticas, dispositivos de memoria de estado sólido u otros tipos de medios de almacenamiento legibles por medios/máquinas adecuados para almacenar instrucciones electrónicas.
Como se utiliza en la presente, un módulo o componente de programa puede incluir cualquier tipo de instrucción de computadora o código ejecutable en computadora localizado dentro de un dispositivo de memoria y/o un medio de almacenamiento legible por una computadora. Por ejemplo, un módulo de programa puede comprender uno o más bloques físicos o lógicos de instrucciones de computadora los cuales se pueden organizar como una rutina, programa, objeto, componente, estructura de datos, etc., que realice una o más tareas o implemente tipos de datos abstractos particulares.
En algunas modalidades, un módulo de programa particular puede comprender instrucciones separadas que se almacenan en lugares diferentes en un dispositivo de memoria las cuales juntas implementan la funcionalidad descrita del módulo. En realidad, un módulo puede comprender una instrucción única o muchas instrucciones y puede estar distribuido sobre segmentos de código diferentes, entre programas diferentes y a través de varios dispositivos de memoria. Algunas modalidades se pueden llevar a la práctica - -
en un ambiente de computación distribuido en donde las tareas se realizan por un dispositivo de procesamiento remoto unido a través de una red de comunicaciones. En un ambiente de computación distribuida los módulos de programas se pueden localizar en dispositivos de almacenamiento de memoria locales y/o remotos. Además, los datos que están enlazados o que se unen en un registro de base de datos pueden estar residentes en el mismo dispositivo de memoria o en varios dispositivos de memoria y se pueden enlazar uniéndose en campos de un registro en una base de datos a través de una red.
Se comprenderá por aquellos que tienen habilidad en el ámbito que pueden realizarse muchos cambios a los detalles de las modalidades descritas en lo anterior sin apartarse de los principios subyacentes de la invención.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Claims (29)
1. Un método de realización de una autoverificación de un dispositivo de detección de descarga por arco que comprende un recolector de radiación electroóptico (EO) , caracterizado porque comprende: emitir radiación EO en un conductor EO acoplado electroópticamente al recolector de radiación EO utilizando un emisor de radiación EO, en donde la radiación EO es emitida como una señal codificada; detectar una porción de la radiación EO emitida utilizando un sensor EO; y determinar un resultado de la autoverificación utilizando la porción detectada de la radiación EO emitida.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además: recibir radiación EO del recolector de radiación EO utilizando el sensor EO, la radiación EO recibida comprende la porción de radiación EO emitida y radiación EO no emitida, en donde la detección de la porción de radiación EO emitida comprende distinguir en la radiación EO recibida la porción de radiación EO emitida de la radiación EO no emitida .
3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la porción de radiación EO emitida se diferencia de la radiación EO no emitida utilizando la señal codificada.
4. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque comprende además detectar un evento de descarga por arco utilizando la radiación EO no emitida detectada.
5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la radiación EO es emitida y la porción de radiación EO emitida se detecta de manera concurrente con la detección del evento de descarga por arco.
6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además determinar una atenuación de la porción detectada de la radiación EO emitida.
7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además mostrar la atenuación sobre una interconexión humano-máquina .
8. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el resultado de la operación de autoverificación es una falla cuando la atenuación excede un umbral.
9. El método de conformidad / con la reivindicación 1, caracterizado porque el resultado de la operación de autoverificación es una falla cuando la intensidad de la porción detectada de radiación EO emitida es menor que un umbral .
10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el recolector de radiación EO es un recolector de punto de radiación EO, en donde el emisor emite radiación EO dentro del primer conductor EO en comunicación electroóptica con el recolector de radiación EO y en donde la porción de radiación EO emitida detectada por el sensor EO se recibe vía el segundo conductor EO en comunicación electroóptica con el recolector de radiación EO.
11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque comprende además emitir radiación EO dentro del segundo conductor EO y detectar la porción de radiación EO emitida que ha sido emitida en el segundo conductor EO en respuesta a una falla de autoverificación .
12. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el recolector de radiación EO está configurado para emitir radiación EO recibida sobre el primer conductor EO y en donde la radiación EO emitida desde el segundo recolector de radiación EO está configurada para ser visible por un humano.
13. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el recolector de radiación EO es un recolector de radiación EO de bucle.
14. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además mostrar el resultado de la operación de autoverificación en una interconexión humano-máquina .
15. Un dispositivo de detección de descarga por arco con autoverificación, caracterizado porque comprende: un recolector de radiación EO que comprende un área receptora de radiación EO y configurado para dirigir radiación EO incidente emitida en la vecindad del recolector de radiación EO dentro del área receptora de radiación EO, el recolector de radiación EO está configurado para recibir un extremo receptor de un primer conductor EO y un extremo receptor de un segundo conductor EO, en donde los extremos receptores están colocados dentro del área receptora de radiación EO; y un transceptor de radiación EO configurado para emitir radiación EO dentro del recolector de radiación EO y para recibir desde el recolector de radiación EO una porción de la radiación EO emitida y en donde el dispositivo de detección de descarga por arco determina un resultado de la autoverificación utilizando la porción recibida de la radiación EO emitida.
16. El dispositivo de detección de descarga por arco de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el transceptor de radiación EO comprende un emisor de radiación EO acoplado electroópticamente al primer conductor EO y un sensor EO acoplado electroópticamente al segundo conductor EO .
17. El dispositivo de detección de descarga por arco de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el emisor de radiación EO comprende un diodo emisor de luz .
18. El dispositivo de detección de descarga por arco de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el transceptor de radiación EÓ está configurado para emitir la radiación EO de acuerdo con una señal codificada.
19. El dispositivo de detección de descarga por arco de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la radiación EO recibida desde el recolector de radiación EO comprende la porción recibida de la radiación EO emitida y radiación EO no emitida y en donde el dispositivo de detección de descarga por arco se configura para distinguir la porción recibida de la radiación EO emitida de la radiación EO no emitida.
20. El dispositivo de detección de descarga por arco de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el dispositivo de detección dé descarga por arco está configurado para distinguir la porción recibida de radiación EO emitida de la radiación EO no emitida utilizando la señal codificada.
21. El dispositivo de detección de descarga por arco de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque utiliza la radiación EO no emitida para detectar un evento de descarga por arco.
22. El dispositivo de detección de descarga por arco de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque detecta una falla de autoverificación si una intensidad de la porción recibida de la radiación EO emitida es menor que un umbral .
23. El dispositivo de detección de descarga por arco de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el dispositivo de detección de descarga por arco está configurado para determinar una atenuación del recolector de radiación EO utilizando la porción recibida de la radiación EO emitida.
24. El dispositivo de detección de descarga por arco de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la atenuación del recolector de radiación EO se determina al comparar una intensidad de la radiación EO emitida con una intensidad de la porción recibida de la radiación EO.
25. El dispositivo de detección de descarga por arco de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el recolector de radiación EO está configurado para emitir radiación EO visible humana en respuesta a recibir radiación EO emitida por el transceptor de radiación EO.
26. El dispositivo de detección de descarga por arco de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el primero y segundo conductores EO están colocados en el recolector de radiación EO de manera que los ejes longitudinales de los extremos receptores del primero y segundo conductores EO están no paralelos en el área receptora de radiación EO.
27. El dispositivo de detección de descarga por arco de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el transceptor de radiación EO está configurado para transmitir la radiación EO emitida al recolector de radiación EO por medio del primer conductor EO, y en donde la radiación EO transmitida al recolector de radiación EO por medio del primer conductor EO es recibida por el extremo receptor del segundo conductor EO y es transmitida al transceptor de radiación EO.
28. El dispositivo de detección de descarga por arco de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque los ejes longitudinales no paralelos de los extremos receptores del primero y segundo conductores EO están configurados para proporcionar transmisión EO entre el primero y segundo conductores EO.
29. Un medio de almacenamiento legible en computadora que comprende instrucciones que si se ejecutan por un dispositivo de cómputo provocan que el dispositivo de cómputo realice un método para proporcionar protección contra descarga por arco con autoverificación, caracterizado porque comprende : emitir radiación EO en un primer conductor EO en comunicación electroóptica con un recolector de radiación EO, en donde la radiación EO es emitida de acuerdo con una señal codificada ; recibir radiación EO, la radiación EO recibida comprende una porción recibida de la radiación EO emitida y radiación EO no emitida; diferenciar, en la radiación EO recibida, la porción de la radiación EO emitida de la radiación EO no emitida utilizando la señal codificada; determinar un resultado de la autoverificación en base en la porción recibida de la radiación EO emitida; y ^utilizar la radiación EO no emitida para proporcionar la detección de un evento de descarga por arco.
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