MÓDULO DE MEDIDA PARA BASE PORTAFUSIBLES
Campo de la invención
La invención se encuadra dentro del campo técnico de las instalaciones eléctricas, y más concretamente en instalaciones referidas a cuadros de distribución eléctrica.
Antecedentes de la invención
En la actualidad existe una tendencia cada vez mayor a conocer los consumos eléctricos de los usuarios de forma remota. Para ello, es necesario conocer los valores de las tensiones e intensidades consumidas, para lo cual se deben colocar dispositivos de medida en los cuadros de baja tensión de la correspondiente instalación eléctrica. Asimismo, existe también la necesidad de conocer dichos valores de tensión e intensidad para cada salida de los cuadros de baja tensión, las cuales se realizan habitualmente mediante bases portafusiles tripolares.
En la solicitud de patente europea n.° EP-2259284-A2 se describe un módulo o kit de medida para conexión en una base portafusiles tripolar. Este módulo, en una única pieza incluye tres pletinas que se conectan a cada uno de los contactos de la base portafusiles, al menos un transformador de corriente.
Este módulo de medida proporciona datos de corriente consumida por un dispositivo o aparato que esté conectado al mismo.
La información que se obtiene de este módulo o kit de medida, que comprende valores de corriente, lo cual resulta ciertamente limitado, pues no permite disponer de valores de tensión con un único módulo de medida, teniendo que disponer de medios adicionales para determinar la tensión, con el tiempo y medios que ello conlleva.
Por otra parte, la información obtenida por este módulo de medida hay que enviarla en cualquier caso a un dispositivo receptor de medida, que puede ser analógico, digital, o simplemente un dispositivo receptor que recoge la información y la reenvía a otro dispositivo más alejado. Así, por ejemplo, se da el
caso en el que este dispositivo receptor de medida envía la información a una sala de control centralizado.
La conexión entre el módulo o kit de medida y ese dispositivo receptor de medida se hace mediante cables. Estos cables llevan los valores medidos de corriente en forma de señal analógica. Se hace entonces necesario un cable por cada parámetro a transportar, y aunque en algunos casos algunos parámetros se pueden agrupar, en cualquier caso supone una cantidad importante de cables que hay que llevar desde los terminales de la base portafusibles hasta el dispositivo receptor de medida.
Si esto se multiplica por el número de bases portafusibles que tenga el cuadro de distribución, la disposición de los cables, denominado en inglés como "layouf, puede convertirse en un problema, debido al elevado número de cables que es necesario disponer, con el coste que ello conlleva, además de la dificultad de reparación en caso de problemas uno de los cables o conexiones y del gran espacio que se hace necesario para la disposición de todos los cables.
En la actualidad, es conocida la combinación de los parámetros de tensión y corriente para conocer los valores de energía consumida por los dispositivos conectados a cada salida de la base portafusibles. La solución más extendida para obtener el valor de tensión consiste en conectar una toma en el embarrado general del cuadro de distribución. Sin embargo, está solución presenta dificultades de montaje, dado que hay que realizar conexiones añadidas en otras zonas del cuadro, además de otros inconvenientes, como el hecho de que dicha disposición únicamente permite obtener valores de tensión aguas arriba.
Descripción de la invención
La invención se refiere a un módulo de medida para base portafusibles de acuerdo con la reivindicación 1. Realizaciones preferidas del módulo de medida se definen en las reivindicaciones dependientes.
La presente invención resuelve los problemas mencionados en la sección anterior, resultando mucho más versátil, útil y óptimo que los módulos de medida
existentes en la actualidad, necesitando mucho menos espacio para los cables.
Para ello, de acuerdo con la invención, el módulo comprende al menos un convertidor analógico-digital con al menos un puerto de conexión digital que comprende al menos una salida digital. De esta forma, de la correspondiente base portafusiles a la que se conecte este módulo de medida puede salir un único cable hasta un dispositivo receptor.
Asimismo se contempla la posibilidad de que el módulo de medida comprenda al menos una toma de tensión. De esta forma se consigue disponer en un único módulo de medida, de los medios necesarios para efectuar tomas de medida de corriente y de tensión, lo que facilita dicha toma de medidas. Para ello, se dispone de al menos un elemento conductor adicional a los de las tomas de corriente, para la toma de tensión. En este caso el puerto de conexión digital del convertidor analógico-digital comprende al menos dos entradas digitales.
El hecho de colocar la toma de tensión junto a los terminales de salida de la base portafusiles tiene las siguientes ventajas: Facilita el montaje del módulo de medida porque las conexiones están integradas en el propio módulo, con lo que se evita tener que realizar conexiones adicionales en otras zonas del cuadro de baja tensión para obtener dichas medidas de tensión. Adicionalmente, la información que se puede obtener al tener simultáneamente valores de tensión aguas arriba del fusible, por ejemplo, en el embarrado principal, y aguas abajo del fusible, puede ser usada de forma útil, por ejemplo, para medir y cuantificar la energía que se pierde en los fusibles, o para monitorizar el estado del fusible, por ejemplo, para detectar el instante en el que se produce su fusión.
Un primer aspecto de la invención se refiere a un módulo de medida para conexión a una base portafusiles, teniendo dicha base portafusiles al menos tres contactos de salida. El módulo de medida puede conectarse a tres contactos de salida de una base portafusiles tripolar mediante al menos tres elementos conductores, que son conectables a los tres contactos de salida de la base portafusiles y sobre los que está ensamblado al menos un transformador de intensidad o corriente, preferentemente uno por cada elemento conductor, para proporcionar preferentemente al menos dos señales
analógicas de medida, siendo una de ellas una señal de medida de tensión y otra de ellas una señal de medida de corriente.
Cada elemento conductor puede consistir en una pletina conductora o en un cable, pudiendo ser fácilmente sustituidos unos por otros, de modo que dichos elementos conductores permiten la conexión del módulo de medida con diferentes tipologías de contactos de salida que pueden tener las bases portafusiles. El módulo de medida además comprende:
al menos un convertidor analógico-digital con al menos una entrada analógica configurada para recibir dicha al menos una señal analógica de medida de corriente proporcionada por dicho, al menos un, transformador de intensidad, y con al menos una salida digital, preferentemente una única salida digital.
Así, dicho, al menos un, convertidor analógico-digital recoge las señales de medida del dispositivo de medida y las convierte en señal digital. Esta señal digital puede transmitirse a través de un único cable. Dicho cable se puede conectar con un dispositivo receptor, que puede estar instalado en el propio cuadro de distribución eléctrica. Y este dispositivo receptor puede enviar los datos a un sistema de control centralizado.
De esta forma, se reduce el número de cables en el interior del cuadro de distribución.
Se contempla la posibilidad de que el módulo comprenda una carcasa que contenga al menos dicho, al menos un, transformador de intensidad, y sobre la cual se encuentran montados dichos, al menos tres, elementos conductores, permitiendo así la conexión del módulo de medido con los tres contactos de salida situados en un extremos, habitualmente el inferior, de una base portafusiles tripolar.
Según una realización preferida, el convertidor puede incorporar al menos una entrada digital además de dicha, al menos una, salida digital, de forma que se pueden interconectar varios convertidores analógico-digital de las distintas bases portafusiles. Dicha entrada digital está prevista para ser utilizada para la transmisión de datos en forma de bus de datos, etc. En esta
realización preferida, cada convertidor analógico-digital comprende una entrada digital y una salida digital, formando un bucle, permitiendo que la información vaya pasando de un convertidor a otro con la información de todas las bases interconectadas entre sí de forma que del último convertidor puede salir un único cable hacia el dispositivo receptor.
Según una posible realización, el convertidor forma parte integral del módulo de medida. Una vez conectado el módulo de medida a la base portafusiles, se instala ésta en el cuadro de distribución y únicamente es necesario conectar un único cable de salida del convertidor.
Según otra realización posible, el módulo de media comprende al menos un punto de conexión eléctrica, como puede ser una bornera, al que se conecta dichas, al menos dos, entradas analógicas del convertidor analógico- digital. Esto permite, por ejemplo, utilizar los módulos de medida con o sin convertidor analógico-digital, o incorporar el convertidor a posterior!'.
En cualquier caso, además de las ventajas anteriormente expuestas, el dispositivo reúne las siguientes ventajas adicionales:
La realización que incluye la carcasa, permite manipular el módulo como un kit o conjunto formado por una única pieza que incluye los transformadores, elementos conductores y puntos de conexión, para facilitar el montaje, así como el convertidor.
Se puede montar fácilmente en bases nuevas y en bases previamente instaladas en un cuadro de baja tensión sin tener que desmontar la base portafusiles. Para el segundo caso, solo hay que desconectar los terminales de salida, conectar el módulo de medida a la base y volver a conectar los mismos terminales al módulo de la invención.
Además de la medida de corriente a través de transformadores de intensidad, también incluye medida de tensión, con lo que permite así calcular el consumo de energía, así como otros parámetros necesarios para una mejor gestión de la red.
La fijación de las pletinas está hecha de tal forma que permite un cierto movimiento de las mismas, para adaptarse al rango de medidas que
pudiera tener las conexiones de la base, p.e. debido a deformaciones por el montaje previo. Esto se consigue fijando las pletinas a una zona flexible de la carcasa.
El kit permite poder seguir usando la cubierta de protección de terminales de la base estándar, denominada también tapa de conexiones. La misma cubierta se fija a la carcasa del kit de medida, de forma que los terminales de salida siguen estando protegidos.
El kit puede usarse en las bases, tanto en posición de salida superior como inferior.
De acuerdo con otra posible realización, el convertidor puede colocarse en cualquier parte del módulo de medida. Este convertidor incorpora un punto de conexión eléctrica que se conecta mediante cables al punto de conexión eléctrica de salida del módulo de medida.
Un segundo aspecto de la invención también se refiere a una base portafusiles con un módulo de medida según se ha definido en lo que precede.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La Figura 1.- Muestra una base portafusiles tripolar convencional del estado de la técnica, con la tapa quitada.
La Figura 2 - Muestra un detalle de un extremo de la base portafusiles del estado de la técnica representada en la figura 1 , en la que se muestran los tres contactos de salida.
La Figura 3. Muestra una perspectiva de un módulo de medida del estado de la técnica.
La Figura 4.- Muestra una perspectiva de una primera realización del
módulo de medida de la presente invención.
La Figura 5.- Muestra el módulo de medida de la figura 4 montado sobre la base portafusibles.
La Figura 6.- Muestra dos módulos de medida según la primera realización de la invención, montados en "bucle" o serie.
La Figura 7.- Muestra los módulos de medida de la figura 6 montados sobre dos bases portafusibles.
Las Figuras 8 y 9.- Muestran una perspectiva de una segunda realización del módulo de medida de la presente invención.
La figura 10.- Muestra una vista en perspectiva de una vanante de la segunda realización del módulo de medida representada en las figuras 8 y 9, donde los elementos conductores consisten en cables, en lugar de pletinas, pudiendo aplicarse dicha vanante relativa a los elementos conductores a cualquiera de los módulos de medida de acuerdo con la presente invención.
La figura 1 1.- Muestra un detalle de un extremo de una vanante de realización de la base portafusibles representada en la figura 2, donde los contactos de salida tienen configuración en V, estando previstos para conectarse con los elementos conductores de la vanante del módulo de medida representada en la figura 10.
La Figura 12.- muestra el módulo de medida de la cualquiera de las figuras 8 a 10 ya montado sobre una base portafusibles.
La Figura 13.- muestra dos módulos de medida según la segunda realización de la invención, montados en "bucle" o serie.
La Figura 14.- muestra una perspectiva de una tercera realización del módulo de medida de la presente invención.
La Figura 15.- muestra el módulo de medida de la figura 14 montado sobre la base portafusibles.
La Figura 16.- muestra esquemáticamente dos posibles configuraciones de conexión de las diferentes bases portafusibles con dispositivos receptores de medida, habiéndose representado en la vista a) un montaje en "bucle" o serie, y en la vista b) un montaje en paralelo.
Realización preferente de la invención
De forma conocida, tal y como se ¡lustra en las figuras 1 y 2, una base portafusibles tripolar (1 ) del estado de la técnica comprende tres parejas de contactos (2), estando cada pareja de contactos (2) conectada eléctricamente a una pletina conductora, que no se ha representado, del cuadro de baja tensión de la correspondiente instalación eléctrica. Hay una pareja de contactos (2) por cada fase eléctrica. En cada pareja de contactos (2) se acopla un fusible (3). La pletina conductora no representada se conecta a la base portafusibles por su parte trasera, es decir, por una zona opuesta a los fusibles (3).
Estos fusibles (3) generalmente están montados en una tapa abatible respecto a una carcasa (4) de la base portafusibles (1 ) donde se encuentran las parejas de contactos (2), de forma que cuando la tapa está cerrada sobre la base portafusibles (1 ), los fusibles (3) están acoplados en sus respectivas parejas de contactos (2) cerrando el circuito eléctrico. Cuando se abre la tapa, se desconectan los fusibles (3) respecto de los contactos (2). La base portafusibles (1 ) cuenta además con unos contactos de salida (5, 5') a los que se amarran los correspondientes cables eléctricos. Estos cables llegan hasta los equipos a alimentar.
También existen bases portafusibles (1 ) que no llevan esta tapa abatible, y en las que los fusibles (3) van al aire.
En la figura 3 se muestra, un módulo de medida (10) del estado de la técnica que comprende en una carcasa (1 1 ) en la cual van montados tres elementos conductores (20), y en cada uno de ellos va montado el correspondiente transformador de intensidad, no mostrado en la figura. Este módulo de medida (10) lleva también un punto de conexión eléctrica (30) conectada a los elementos conductores (20) y al secundario de los transformadores, para la salida de las tomas de corriente y/o tensión.
Una vez montado en la base portafusibles (1 ), el módulo de medida (10) proporciona medidas de corriente a través de los transformadores de intensidad, así como las medidas de tensión a través de los puntos de conexión eléctrica
(30). Con estos dos parámetros ya se puede calcular el consumo de energía, así como otros parámetros necesarios para una mejor gestión de la red.
De acuerdo con la invención, el módulo de medida comprende al menos una toma de tensión, cuya materialización puede efectuarse de diferentes maneras, entre las que se contempla que el módulo comprenda un elemento conductor adicional a los elementos conductores (20, 20') de las tomas de corriente, así se contempla que el módulo comprenda una brida metálica que abraza el extremo de cada elemento conductor (20, 20'), ya sea un cable (20') desnudo, como se expondrá más adelante, o una pletina (20), concretamente en la zona de unión entre cada elemento conductor (20, 20') y cada contacto de salida (5, 5'). Asimismo se contempla que cada brida disponga de un elemento afilado que contacta con el elemento conductor (20, 20'), perforando el recubrimiento plástico en el caso de que sea un cable (20')
Asimismo, se contempla que la toma de tensión, se materialice mediante un conductor que hace contacto eléctrico con los contactos de salida (5, 5'), bien directamente sobre ellos, bien sobre los elementos conductores (20, 20') que están conectados a dichos contactos de salida (5, 5') o bien sobre cualquier elemento intermedio que se use para garantizar el contacto eléctrico entre los contactos de salida (5, 5'), y los elementos conductores (20, 20').
Seguidamente, se lleva dicho cable con la toma de tensión, internamente en el seno del módulo de medida, al punto de conexión eléctrica (30, 30', 30"), o a cualquier otro conector independiente.
En la figura 4 se muestra una primera realización preferida del módulo de medida (100) de la presente invención. Se contempla la posibilidad de que este módulo de medida (100) tenga integrado en su interior un convertidor analógico- digital, cuyas, al menos dos, entradas analógicas están conectadas a dichas, al menos dos, tomas de corriente y/o tensión del módulo. El convertidor analógico- digital proporciona al menos una salida digital (1 10), preferentemente una única salida digital (1 10). De esta forma, la salida de este módulo de medida (100) hacia el exterior no necesita el correspondiente punto de conexión eléctrica que proporciona las señales analógicas de tensión y/o corriente medidas por el
módulo de medida (100), sino que tiene una única salida digital (1 10), a la cual se puede conectar un único cable (1 1 1 ) portador de la información necesaria hasta un dispositivo receptor de medida (60, 70), tal y como se aprecia en la figura 16.
En la figura 5 se muestra este módulo de medida (100) ya montado sobre una base portafusiles (1 ). De esta forma, en lugar de tener que transportar seis o nueve cables por cada base portafusiles (1 ), hay que llevar únicamente un cable (1 1 1 ) en el que se transporta toda la información hasta el dispositivo receptor de medida (60).
Esta primera realización del módulo de medida (100) también puede tener al menos una entrada digital (120); de esta forma puede recoger información de otros módulos de medida (100).
Así, en la figura 6 se muestran un primer módulo de medida (100) y un segundo módulo de medida (101 ) de acuerdo con la primera realización de la invención; estos módulos de medida (100, 101 ) están conectados uno al otro a través de un cable de conexión (1 12). Y del segundo módulo de medida (101 ) sale un único cable (1 1 1 ), que transporta la información de las dos bases portafusiles (1 ) en las que se montan estos módulos de medida (100, 101 ), pudiendo conectarse de este modo sucesivos módulos de medida (100, 101 ).
En la figura 7 se muestran estos primer y segundo módulos de medida (100, 101 ) ya montados sobre las correspondientes bases portafusiles (1 ), quedando dispuestos en serie.
En la figura 8 se muestra una segunda realización del módulo de medida (100') de la invención, con un convertidor analógico-digital (40) no integrado. El convertidor analógico-digital (40) tiene un punto de conexión eléctrica para al menos dos entradas analógicas (41 ), preferentemente una pluralidad, que se conecta a un punto de conexión eléctrica (30') del módulo de medida (100') que proporciona las señales analógicas de tensión y/o corriente medidas por el módulo de medida (100'). Una vez conectados el resultado se muestra en la figura 9, en la que el módulo de medida (100'), al igual que para la primera realización, tiene al menos una salida digital (1 10), preferentemente una única salida digital (1 10), a la cual se puede conectar un único cable (1 1 1 ) portador de
la información necesaria hasta el correspondiente dispositivo receptor de medida (60, 70).
Esta segunda realización el módulo de medida (100') también puede tener al menos una entrada digital (120); de esta forma puede recoger información de otros módulos de medida (100, 101 , 100', 101 '). Así, como se muestra en la figura 13, un primer módulo de medida (100') y un segundo módulo de medida (101 ') según la segunda realización preferida de la invención están conectados la salida única digital (1 10) de uno a la entrada digital (120) del otro a través de un cable de conexión (1 12); y del conjunto sale un único cable (1 1 1 ), que transporta la información medida por los dos módulos de medida (100', 101 ').
Por su parte, en la figura 10 se muestra una vista en perspectiva de una vanante de la segunda realización del módulo de medida representada en las figuras 8 y 9. En dicha vanante, que igualmente se contempla su aplicación a cualquiera de los módulos de medida de acuerdo con la invención, los elementos conductores consisten en cables (20') en lugar de consistir en pletinas (20), tal y como se ha representado para las restantes figuras. De este modo, en la figura 1 1 se ha representado un detalle de un extremo de una variante de realización de la base portafusiles representada en la figura 2, donde los contactos de salida tienen configuración de pletinas en V (5'), estando previstos para conectarse con los elementos conductores (20') de la vanante del módulo de medida representada en la figura 10, mediante un elemento de apriete que consiste en una pieza amovible, no representado, que permite fijar el cable (20') desnudo sobre dichas pletinas en V (5') de la base portafusiles.
En la figura 14 se muestra una tercera realización del módulo de medida (100") de la invención, en el que en la parte superior está montado un convertidor analógico-digital (40). El convertidor analógico-digital (40) tiene un punto de conexión eléctrica para al menos dos entradas analógicas (41 ), que se conectan a un punto de conexión eléctrica (30") del módulo de medida (100") que proporciona las señales analógicas de tensión y/o corriente medidas por el módulo de medida (100"). En este caso la conexión se realiza por medio de un cableado (50). Una vez conectados el resultado se muestra en la parte derecha
de esta figura 14, en la que el módulo de medida (100"), al igual que para la primera realización, tiene al menos una salida digital (1 10), preferentemente una única salida digital (1 10), tal y como se muestra en la figura 15, a la cual se puede conectar un único cable (1 1 1 ) portador de la información necesaria hasta el correspondiente dispositivo receptor de medida.
Aunque no se muestre específicamente, esta tercera realización del módulo de medida (100") también puede permitir la configuración en bucle o serie, pues puede incluir al menos una entrada digital (120), preferentemente una entrada digital (120).
En la Figura 16 se muestran esquemáticamente dos posibles configuraciones de conexión de las diferentes bases portafusiles (1 ).
En la vista a) de esta figura 16 se muestra de una forma esquemática un cuadro con cinco bases portafusiles (1 ), cada una con un módulo de medida (100, 101 , 102, 103, 104), correspondiente con cualesquiera de la primera (100,101 ), segunda (100', 101 ') y/o tercera realización (100") de la invención, que están conectados en bucle a través de los correspondientes cables de conexión (1 12), que conectan la salida digital (1 10), no mostrada en esta figura, de cada módulo de medida (100-103) con la entrada digital (120), tampoco no mostrada en esta figura, del módulo de medida adyacente (101 -104). Del último módulo de medida (104) puede salir un único cable (1 1 1 ) con toda la información hacia un único dispositivo receptor (60), que concentra toda la información de las diferentes bases.
En la vista b) de esta figura 16 se muestra un cuadro también con cinco bases portafusiles (1 ), cada una con un módulo de medida (100, 101 , 102, 103, 104), correspondiente con cualesquiera de la primera (100,101 ), segunda (100', 101 ') y/o tercera realización (100") de la invención; en este caso, los módulos de medida (100-104) no están conectados en bucle, sino que cada uno de ellos, a través de un único cable (1 1 1 ) conectado a su única salida digital (1 10), envían la información correspondiente hacia cinco dispositivos receptores (70).
En la parte derecha de la figura 16 se muestra un esquema del convertidor analógico-digital (40), que tiene una única salida digital (1 10), y un
punto de conexión eléctrica para una pluralidad de entradas analógicas (41 ) y también una entrada digital (120), para conexión con otros convertidores analógico-digital (40).
A la vista de esta descripción y juego de figuras, el experto en la materia podrá entender que las realizaciones de la invención que se han descrito pueden ser combinadas de múltiples maneras dentro del objeto de la invención.