WO2021048459A1 - Un dispositivo de conexión, sensado y medida para conectarse a un dispositivo de aparamenta de red eléctrica - Google Patents

Un dispositivo de conexión, sensado y medida para conectarse a un dispositivo de aparamenta de red eléctrica Download PDF

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WO2021048459A1
WO2021048459A1 PCT/ES2020/070543 ES2020070543W WO2021048459A1 WO 2021048459 A1 WO2021048459 A1 WO 2021048459A1 ES 2020070543 W ES2020070543 W ES 2020070543W WO 2021048459 A1 WO2021048459 A1 WO 2021048459A1
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connection
sensing
switchgear
measurement device
closed
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PCT/ES2020/070543
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Carles PONS GONZALEZ
Bernat PONS GONZALEZ
Javier Celemín González
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Smilics Technologies, S.L.
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    • H01R13/6205—Two-part coupling devices held in engagement by a magnet

Definitions

  • the present invention refers to a compact connection, sensing and measurement device that allows connection to the electrical network through its easy and fast connection to any switchgear device, such as a circuit breaker or differential switch, a switch, a switch , a surge protector or a device similar to those listed above; wherein the connection, sensing and measurement device has the main function of collecting and / or injecting signals that are available in the electrical network, such as voltage or current signals from the electrical network.
  • any switchgear device such as a circuit breaker or differential switch, a switch, a switch , a surge protector or a device similar to those listed above; wherein the connection, sensing and measurement device has the main function of collecting and / or injecting signals that are available in the electrical network, such as voltage or current signals from the electrical network.
  • the present invention also refers to a system that comprises one or more connection, sensing and measurement devices that send processed output data to one or more servers, and one or more servers provided with respective databases that receive wirelessly. the processed output data transmitted by the one or more connecting, sensing and measuring devices.
  • connection, sensing and measuring device of the invention can be connected both to a switchgear device that is already installed in an electrical panel, as well as to new installations.
  • switchgear devices are known on the market, such as switches, commutators, magneto-thermal or differential switches, or surge protectors, which are installed in an electrical panel of an installation, and generally one is mounted next to the another, generally on a standard DIN rail.
  • the switchgear devices have, in most cases, some metallic connection points to the electrical network (one for each pole), which can be arranged in the upper part and / or in the lower part of the switchgear device and that are generally located inside respective holes or housings. Through these metallic points you can connect some types of measurement devices, as explained later.
  • the user or installer of said measuring device must modify the electrical panel to be able to install them permanently or temporarily, taking into account that in many cases these electrical panels are completely full of switchgear devices and the free space available to house said measuring devices is very small or almost nil, which means that modifications and extensions of the electrical panel must be carried out, which entails a high time for the installer, an extra cost for the user and a cut-off time of the electrical network for the users of the electrical installation to which said switchgear device covers.
  • connection device to connect to any metallic connection point provided in a conventional electrical network switchgear device
  • said connection device, sensing and measurement allows to be connected in a removable and easy way, quickly, in a safe way for the installer, and without cutting off the power supply of the electrical network, and at the same time that it measures at least the values of the voltage and the current of the the electrical network with high precision, and at the same time that it does not require prior calibration before use, and that it is capable of transmitting the signals measured at said metallic connection point to an external device.
  • the object of the present invention is to design a connection, sensing and measurement device that can be connected to any switchgear device, where the connection, sensing and measurement device is compact, easily attachable to it, the purpose of which is to connect to the network. through said switchgear device and to be able to collect (that is, sensing) and / or inject signals that are available in the electrical network, at least the voltage signal (s) and the current signal (s) of the electrical network and additionally other signals or parameters, and where the precision of the current sensed values is greater than 90% (that is, with a reading error less than 10%), and at the same time that it does not require prior calibration before of its use.
  • connection, sensing and measurement device can be connected both in switchgear devices that are already installed in an electrical panel, as well as in new installations, that is, it is of a universal type.
  • connection, sensing and measurement device be installable in a switchgear device of any type with the electrical network active, that is, without the need to cut the power supply or modify the arrangement of any of the switching devices. switchgear of the electrical panel.
  • Yet another object of this invention is that the connecting, sensing and measuring device is can be placed in the existing space just above the switchgear device, with external dimensions that do not protrude, or do not project significantly, in width or length of the external dimensions of a switchgear device.
  • connection, sensing and measurement device can treat the parameters obtained, and optionally to obtain other parameters that can be derived from the analysis of the voltage, current and / or other parameters obtained by said system.
  • connection of the electrical network as well as being able to transmit said parameters obtained from the electrical network or from the environment of the workplace of the switchgear device and / or processed parameters to an external device for subsequent treatment or management.
  • external device we refer to any device that is powered from the electrical network, for example, the equipment for measuring electrical network parameters such as electrical network analyzers, electrical network quality analyzers, portable measurement equipment powered from the mains or any other device such as a computer, television, etc. that you want to supply from the switchgear device.
  • yet another object of this invention is a system that includes one or more connection, sensing and measurement devices connected wirelessly to one or more servers provided with respective databases, to be able to store, process, analyze and / or or view the processed data outgoing from each connecting, sensing and measuring device.
  • the main object of the present invention is the connection, sensing and measurement device defined in claim 1.
  • the invention provides a connection, sensing and measuring device of the type that can be electrically connected to one or more of the terminals, screws, metal terminals or jaws existing in a network switchgear device. electrical.
  • an electrical network switchgear device we refer to an electrical switchgear device already installed or it may also be one that is to be installed at a point in the electrical network.
  • An electrical switchgear device is mounted connected to the electrical network, generally on a DIN rail or similar, and as a Non-limiting example can be, for example, of the following types: switches, switches, magneto-thermal or differential switches, or transformers or surge protectors.
  • sensing signals or “sensing” in this specification we mean collecting / measuring signals and measurement.
  • connection, sensing and measuring device of the invention comprises the following elements:
  • each of the one or more connecting elements comprises a metallic or magnetic end configured to electrically connect removably to a respective screw, or connection terminal, or clamp, or to any metallic fixing or connection point of the wiring of the switchgear device, so that through the one or more connection elements the connection, sensing and measuring device can collect the / s voltage signal / s from the electrical network or inject it / s into the electrical network; and it differs from the existing ones by the fact that it also includes:
  • each of the one or more closed-core current sensors comprises a loop with its two ends protruding from the housing in the connection direction "Z", and wherein said one or more pairs of ends of the loop can adopt two positions different: i) a first installation position of the connection device, sensed and measured in the switchgear device, where the one or more pairs of sensor ends remain open a certain space, so that when moving in the connection direction "Z" the connection device, sensing and measuring said certain space between ends is greater than the diameter of a respective electrical cable previously installed in the switchgear device that runs in a vertical direction "Y" to pass, and ii) a second working position, where each pair of ends of each current sensor is closed or partially closed one with respect to the other forming a closed or partially closed space within the loop to be able to house inside the respective electrical cable of the switchge
  • the mechanical means for opening and closing the one or more pairs of ends of the one or more closed-core current sensors are configured to open and close the one or more pairs of ends at the same time. say simultaneously.
  • connection elements are of the "plug & play” type and extend outward in a connection direction in the direction of the "Z" axis, where each clamping and connection element for a different pole of the switchgear device, each connecting element equipped with a respective magnetic end configured to simultaneously hold and connect electrically in a removable way without any mechanical connection or wiring to a respective screw, or connection terminal, or clamp, or to any metallic point of fixing or connecting the wiring of the switchgear device.
  • these connection points of the switchgear device are generally located inside holes.
  • the one or more "plug & play” type magnetic connection elements are arranged extending in a connection direction "Z" from a flat support plate that is integrally connected to the housing and where the flat plate presents a surface for handling and positioning and removal by the user.
  • each magnetic connection element can have at least one degree of freedom in the direction of the "Z" axis - direction corresponding to the depth of the switchgear device-, which allows each magnetic element of the magnetic connection means to be moved axially in this "Z” direction independently, to adapt to the small variations existing in terms of the depth of the location of each screw, connection terminal, clamp or any metallic point of fixation or connection of the wiring of each model of switchgear device, thanks to the provision of elastic means that allow said adjustment in the "Z” direction. Therefore, said adjustment in the connection direction "Z” greatly facilitates the coupling of the magnetic connection elements and therefore of the entire connection system to the front surface of a switchgear device at the time of its installation.
  • the "plug & play" type magnetic connection elements can also have at least one degree of freedom in the "Y" direction - direction corresponding to the vertical of the switchgear device - in order to adapt perfectly to the different geometries and height configurations of the various switchgear devices existing and installed in electrical panels today, whose external configurations and geometries may vary slightly.
  • the magnetic connection elements can be configured by a fixed posterior portion and an anterior portion movable in the axial direction "Z" and whose elongated configuration is such that it can be perfectly inserted into the housings existing in the switchgear devices inside which the respective screws, metal terminals or jaws are arranged, and in said moving front part, by the action of an elastic element, respective magnetic elements are incorporated in the front part, whose elastic force is defined so that a user at the Pulling outwards can unhook with some ease the magnetic elements of the connection screws or terminals that the switchgear devices present, and in turn said elastic force is such so that the aforementioned compact element can be clamped and temporarily held. permanently to the screws and / or metal terminals of the switchgear device.
  • the magnetic connection elements have an elongated body with a cylindrical shape and a diameter between 4 and 7 mm.
  • the magnetic element is composed of one or more magnets arranged at the front of the elongated body.
  • the number of magnets depends mainly on the circuit breaker and the depth of the screws of the circuit breaker to which it is desired to connect. By way of example, you could have 1 to 3 magnets.
  • connection system of the invention works optimally. That is to say that a user by manually stretching outwards can unhook with some ease the magnetic element from the screw and / or metal terminal of the switchgear device, thereby freeing the connector of the switchgear device, but at the same time, said elastic force of the The magnet is sufficient for said magnetic element to be temporarily or permanently fastened to the screw and / or metal terminal of the switchgear device, without disconnecting said connector, for example by the action of gravity, when after a certain time of its installation.
  • this elastic force of attraction of the ferromagnetic material is also calculated so that it allows obtaining correct signals from the electrical network (that is, without inaccuracies or distortions). More specifically, it has been empirically determined by the licensee in different 4-pole switchgear devices (most common case), that the connection system has an extraction force of the order of about 5 Newtons so that disconnection of the connection system is easy. , but at the same time that its connection to the switchgear device is sufficiently firm. This force is approximately equivalent to about 10 Newtons if separated from a flat surface of ferromagnetic material. The force of attraction of the magnets has been determined to achieve these values, although it could be modified if necessary using different materials. Generally, the elastic force of attraction is proportional to the number of magnets used. In other words, the magnetic elements are preferably one or more magnets with an extraction force of between 5 and 10 Newtons.
  • this device allows is its connection to an electrical switchgear device in a non-intrusive way for the transmission of electrical parameters and / or powering of devices.
  • the fact that it is not intrusive reduces the electrical risk in the process of installing equipment or measuring electrical parameters.
  • being non-intrusive allows its installation to be carried out without the need to cut the electrical supply of the switchgear device, which represents a great saving of time, space and costs, and on the other hand eliminates the inconvenience caused to users by the power grid cut during the installation process of conventional measurement systems.
  • This first variant of the device with magnetic ends has a universal configuration that makes it adaptable to different types of switchgear device terminals, making it very versatile and suitable for multiple types of installations.
  • it can be used interchangeably in single-phase or multi-phase power systems, in its different configurations and variants.
  • the device may comprise an internal magnetic shielding means to reduce any influence of unwanted internal and / or external magnetic fields produced by the magnetic elements.
  • the casing can comprise on its rear part an independent element fixed to the casing that we call common plate, which incorporates the one or more connection elements, which makes at the same time the function of support plate, and also facilitates the handling and positioning and removal by the user of the device of the invention in the switchgear device. Furthermore, in the case of having a digital data display screen, it can be arranged on said common plate.
  • connection elements extend out of the housing in a vertical connection direction "Y", where each connection element for a different pole of the switchgear device comprises a respective metal end (for example a metal plate) configured to be electrically connected in a removable way to a metallic point for fixing or connecting the wiring of the switchgear device arranged in the upper part of the switchgear device and where each metal end is tightened by a respective screw that is inserted into each front hole of the device of switchgear.
  • Y vertical connection direction
  • connection, sensing and measuring device of the invention can be manufactured for single-phase, three-phase or multi-phase power systems.
  • the connection, sensing and measurement device has a single current sensor.
  • the three-phase model it has three current sensors, which sense the respective currents that flow through each of the three lines L1, L2 and L3.
  • the three-phase model there is the three-phase model with neutral and the three-phase model without neutral, although both have three current sensors, one for each line / pole.
  • the magnetic ends are arranged at a minimum distance "A" from the one or more closed-core current sensors, in order to minimize the possible influence or interference that the magnetic field of the magnetic elements on the correct operation of said sensing and / or injecting means.
  • said value of the minimum distance "A” must be at least 8 mm for the efficiency of the connection system of the present invention to be optimal (that is, without significant interferences).
  • the one or more closed-core current sensors are of the flexible type, that is, their configuration and flexible nature allow their tips / ends to be easily moved.
  • the flexible closed-core current sensor (s) are chosen from the following types of sensors known in the State of the Art: air-core, optical and Hall-effect or any other capable of being integrated with this format.
  • the one or more flexible air core type sensors are chosen.
  • the parts of the current sensor (s) that are outside the interior of the housing are covered by respective covers of electrically insulating and flexible material, as a safety measure to the installer or user who might touch them.
  • Said sheaths have sufficient flexibility to allow the ends of the sensors to be slightly bent between the first and second positions of the sensors.
  • Said covers are preferably individual, that is to say a cover for each external section of sensor.
  • the two ends of each sensor in the first working position can be in one of the following positions:
  • each sensor In the case of choosing an air core sensor, preferably, the two ends of each sensor remain in the position where they are crossed with respect to each other (ie position 2). In this position 2 it has been found that the precision of the sensors is the optimum of the 3 positions.
  • the one or more closed-core current sensors are of the rigid type.
  • the one or more rigid closed-core current sensors are chosen from among the following types of sensors known in the State of the Art: air-core, iron-core, optical, magneto-resistive, effect Hall, zero-flow, hybrid or ultrasonic current collectors.
  • the one or more rigid air core type sensors are chosen.
  • the mechanical means for opening and closing the ends of the sensors from the first position to the second position are configured to preferably be manually actuated by a user or operator.
  • these mechanical means for opening and closing the pairs of ends of the one or more flexible sensors comprise a portion movable in the connection direction "Z" in both directions that is guided to move all groups of two extremes at once.
  • the movable part is formed by a lateral portion and a front portion integral with each other, and wherein the front portion is provided with a hole for each point configured so that a point can pass through its interior, and in said front portion it comprises some guiding elements with a curved profile for each point.
  • the movable portion is laterally guided by means of guides provided in the housing for this purpose, that is, with the dimensions and configuration necessary to be able to guide, for example, guides with a profile in the form of " U ", where the mobile portion is imprisoned inside.
  • the holder of this invention has found that this advantageous and ingenious configuration of the mobile portion works optimally to fulfill the function of simultaneously opening and closing all pairs of ends of the one or more flexible sensors at the same time with extreme ease. and with total precision (that is to say without misalignments or misalignments), only with the manual movement by the user of the movable portion up or down in the connection direction "Z". Furthermore, it has been tested that the repeated operations of opening and closing all the pairs of ends of the one or more flexible sensors do not degrade or impair their function and can function effectively for a long period of time. This mobile portion has been specifically designed to fulfill this purpose without any type of error.
  • this movable portion is made of a rigid material and has a low thickness.
  • the housing comprises stops in an upper part of the lateral guides of the mobile portion.
  • This movable portion movable in the connection direction "Z" has a horizontal part and a vertical part joined together, where the vertical part has corresponding holes for the tips to pass through. Slightly curved extensions preferably extend into said holes to support the ends of the sensors during the opening operation. In the rest position, the sensor tips are in the closed or semi-closed position.
  • the mechanical means for opening and closing the pairs of ends of the one or more rigid sensors may comprise one or more pushbuttons that move two respective lever elements, and where each of these two elements -lever moves, at the same time, a respective guides at each end.
  • a first lever-element simultaneously moves all the guides corresponding to each left end of the sensors while a second Lever-element simultaneously moves all the guides corresponding to each right end of the sensors.
  • the casing may comprise a common plate at its rear.
  • the compact housing has a closed body that is only open at its front part for the exit of the ends of the one or more closed-core current sensors.
  • the housing it is formed by a one-piece body preferably made of electrical insulating material, for example plastic.
  • the casing is made up of at least two different pieces that fit together and are fixed in an immovable way.
  • This two-piece configuration facilitates the mounting of the one or more sensors inside the housing and the subsequent closing of both pieces to form the housing body.
  • additional sensing means may be incorporated inside the housing of the device to measure other parameters or signals other than voltage and current, such as sensors for temperature, humidity, vibration and / or acceleration, presence / movement / proximity, GPS (including date, time and place of installation), and / or lighting.
  • sensors for temperature, humidity, vibration and / or acceleration such as sensors for temperature, humidity, vibration and / or acceleration, presence / movement / proximity, GPS (including date, time and place of installation), and / or lighting.
  • GPS including date, time and place of installation
  • the Compact connection system can be used for example to detect or control maintenance in different places or geographical situations.
  • connection, sensing and measuring device of the invention may comprise within the device means for processing said parameters or signals captured and / or injected of current and / or voltage and / or other parameters.
  • These means of processing said parameters or signals captured and / or injected of current and / or voltage and / or other parameters can be configured in such a way that they are integrated in a microprocessor and / or microcontroller chip.
  • processing means may comprise their corresponding hardware and software that performs the necessary signal processing actions and / or functions of the processing means of said parameters or signals.
  • Said actions and / or processing functions or measurements obtained by said means of processing said parameters or signals may be, by way of non-limiting example, the following:
  • the parameters processed from the sensed voltage and / or current values by the processing means are one or more of the following: Hz, PF, KvarC, KVA, kW, kWh, KvarLh, LvarCh.
  • connection, sensing and measuring device of the invention can comprise inside it, preferably wireless transmission means of said parameters or signals measured or processed by the processing means to an external data management and / or storage device, such as a PC, data networks or a local server or a server in the cloud.
  • an external data management and / or storage device such as a PC, data networks or a local server or a server in the cloud.
  • they can be non-wireless means connectable through respective connection plugs or the like provided in said system for this.
  • wireless transmission media they are preferably chosen from among the following types: GSM, wifi, bluetooth, NB-loT (Narrowband Internet of Things), lora, SIGFOX or any other type of radio communication.
  • the external device will be able to carry out the desired actions in each case, for example, the management of alarms when the sensed signals exceed pre-established limit parameters, control and / or monitoring tasks of one or several processes, among other possible functions, through the corresponding software and hardware designed for this purpose.
  • connection, sensing and measurement device of the invention can comprise inside the housing a SIM card from an operator to be able to register the wireless transmission of a specific connecting, sensing and measuring device.
  • connection, sensing and measurement device of the invention can also be equipped with transmission means by physical means (that is, by cable) such as Ethernet, RS485, RS232, therefore that the connection, sensing and measuring device of the invention is provided with suitable connectors for this purpose.
  • connection, sensing and measuring device of the invention may comprise means for displaying or indicating the sensed, injected and / or processed parameters, such as, for example, a digital display arranged in a front exterior area of the device, to that the user can view the values of the measured parameters in a preferred place on the device itself.
  • the housing of the connecting, sensing and measuring device of the invention may comprise an outer perimeter configuration and geometry designed in such a way to laterally engage the lateral surface of a first device with the opposite lateral surface of a second contiguous device without existing gap between both lateral surfaces of the two connectors, for example said coupling lateral surfaces formed with corresponding recesses and projections.
  • the connection, sensing and measuring device of the invention occupies even less space in the switchgear device.
  • the device of the invention has very small external dimensions, so that it can be installed without occupying any space in width or length, or not significantly, in the upper and / or lower part of a switchgear device conventional.
  • the external geometric shape of the recommended connection device is not limiting, in the sense that it can be modified so that it is possible to install several contiguous measuring devices, either laterally or vertically, to adapt to the particular dimensions of a switchgear device. concrete or improve the sensing and / or injection of signals.
  • connection, sensing and measuring device of the invention can be used indistinctly in single-phase or multi-phase power systems.
  • a second object of the present invention defined in claim 29 is a system, comprising:
  • each comprising a database that receives the processed output data transmitted from one or more device, where the one or more devices and the one or more servers are connected and communicated wirelessly.
  • This system is made up of at least two devices that are interconnected, preferably laterally coupled, being able to be an interconnectable connection system with other connection systems installed in related or interconnected switchgear devices, for example in "master / slave "or similar, so that a connecting, sensing and measuring device can receive signals from other nearby connection system / s or send them, also managing said signals.
  • a third object of the present invention defined in claim 30 is a computer-implemented method to operate the data processed by the device (10, 100) defined above, which comprises carrying out the following steps:
  • each server comprising a database that receives and files the processed output data transmitted from the one or more devices;
  • a fourth object of the present invention defined in claim 31 is a computer program, comprising code instructions to execute the different steps of the previous method in one or more processors.
  • the device object of this invention has notable advantages that make it much more reliable in terms of taking measurements, convenient for a user to use, quick to install and uninstall in relation to existing connection, sensing and measurement devices. nowadays, and totally versatile to be installed in any type of existing switchgear device without the need to cut the power supply or modify the electrical panel where the switchgear device is installed.
  • Figure 1 is a front perspective view of a first embodiment of the device of connection, sensing and measurement of the present invention in a position where the flexible type current sensors are in the closed position.
  • Figure 2 is a view in another perspective of the first embodiment of the connection, sensing and measurement device of the invention in the same position of Figure 1 with the current sensors closed.
  • Figure 3 is a top plan view of the first embodiment of the connection, sensing and measuring device of the invention.
  • Figures 4a and 4b are respective bottom plan views of the first embodiment of the connection, sensing and measurement device of the invention, where the first has the ends of the sensors in the closed position and the second in the open position.
  • Figure 5 is a left side elevation view of the first embodiment of the connection, sensing and measuring device of the invention.
  • Figure 6 is a right side elevation view of the first embodiment of the connection, sensing and measuring device of the invention.
  • Figure 7 is a front elevation view of the first embodiment of the connection, sensing and measuring device of the invention.
  • Figure 8 is a rear elevation view of the first embodiment of the connecting, sensing and measuring device of the invention.
  • Figure 9 is an exploded view of the first embodiment of the connection, sensing and measuring device of the invention, where all the different components are represented.
  • Figures 10 and 11 are respective views in two different perspectives of the assembly formed by the front support plate and the circuit boards of the first embodiment of the connection, sensing and measuring device of the invention.
  • Figures 12 and 13 are respective schematic views of the switchgear device seen from the side and with the first embodiment of the connection, sensing and measuring device of the invention in an assembly position and in an already assembled position, respectively.
  • Figure 14 is a schematic view of the switchgear device seen from the front with the first embodiment of the connection, sensing and measuring device of the invention in an already assembled position.
  • Figure 15 is a front perspective view of a second embodiment of the connection, sensing and measurement device of the present invention in a position where the rigid type current sensors are in the closed position.
  • Figure 16 is a view in another perspective of the second embodiment of the connection, sensing and measurement device of the invention in the same position as Figure 1 with the current sensors closed.
  • Figure 17 is a top plan view of the second embodiment of the connection, sensing and measuring device of the invention.
  • Figures 18a and 18b are respective bottom plan views of the second embodiment of the connection, sensing and measurement device of the invention, where the first has the rigid sensor ends in the closed position and the second in the open position.
  • Figure 19 is a left side elevation view of the second embodiment of the connecting, sensing and measuring device of the invention.
  • Figure 20 is a right side elevation view of the second embodiment of the connecting, sensing and measuring device of the invention.
  • Figure 21 is a front elevation view of the second embodiment of the connection, sensing and measuring device of the invention.
  • Figure 22 is a rear elevation view of the second embodiment of the connecting, sensing and measuring device of the invention.
  • Figure 23 is a perspective view of the second embodiment of the connection, sensing and measuring device of the invention, where the mechanical means are observed.
  • Figure 24 is a schematic view of the device system of the invention.
  • Figure 25 is a schematic block diagram of the different constituent elements of the connection, sensing and measuring device of the invention.
  • connection, sensing and measuring device (10) of the invention is described, with particular reference to the attached Figures 1 to 14.
  • connection, sensing and measurement device (10) of the invention can be seen.
  • first figures 1 to 8 show various external views of the connection, sensing and measuring device (10).
  • connection, sensing and measuring device (10) is externally formed by a casing (11), in this case formed by three different parts (11a, 11b, 11c) joined together, and by a front support plate (19) that extends below the casing (11) and incorporates one or more connection elements (16) of the "plug & play” type that extend towards the "Z" connection direction, see Figure 9.
  • the casing has externally, a body that is substantially prismatic and laterally has complementary coupling surfaces: on one side a projecting surface (27) and on the opposite side a recessed surface (28), see Figures 1, 2, 7 and 8.
  • connection elements (16) each one with a respective magnetic end (17) configured to be magnetically held and electrically connected in a removable way to a respective screw, or connection terminal, or clamp. (25), or to any metallic point of fixation or connection of the wiring of the switchgear device (13).
  • These magnetic ends (17) have a metallic cylindrical body into which one or more magnets (12) are inserted in the front part of the cylindrical body, see figure 6, with a single magnet (12) drawn in a broken line.
  • each connection element (16) has a rear fixed portion (30) and a front movable portion (17) in the "Z" connection direction and whose elongated configuration is such that it can be inserted perfectly in the housings (15) existing in the switchgear devices (13).
  • One or more magnetic elements (12) are incorporated into the front interior part of the front mobile portion (17).
  • the mobility in the "Z" axis of the front mobile portion (17) is possible thanks to an elastic element (not shown in the attached Figures), which allows the length of the connection elements (16) to be adapted to the small variations that exist.
  • an elastic element not shown in the attached Figures
  • connection elements (16) can additionally have a degree of freedom in the "Y" direction - that is, in the direction corresponding to the vertical of the switchgear device (13) - to thus, it can be moved up and down in the ⁇ ”axis and perfectly adapt to the different geometries and height configurations of the various switchgear devices (13).
  • connection, sensing and measurement device (10) for three-phase power systems is formed by three flexible-type closed-core current sensors, each equipped with two ends (18a, 18b) that protrude from the housing (11) in connection direction "Z", see figures 1 to 7. If it were for single-phase systems, it would have a single closed-core current sensor.
  • these three closed-core and flexible-type current sensors are formed by air-core sensors, which are configured by coils that are wound, forming a flexible loop.
  • the three coils have not been represented, which would go respectively inside each protective sleeve (40).
  • the respective protective sleeves (40) made of electrically insulating material (such as plastic) and flexible, see figure 9.
  • Said protective sleeves (40) as a sheath have a closed front end and a rear end provided with an extended portion (40a) configured to remain seated at the rear of the through holes (44) of the casing (11c) and thus fix the protective sleeves (40) on the casing (11).
  • These one or more pairs of ends (18a, 18b) of the three closed-core current sensors can adopt two different positions, as shown in the attached figures: i) a first installation position of the device (10) in the switchgear device (13) shown in Figure 4b: the one or more pairs of ends (18a, 18b) of the 3 current sensors remain open a certain space " X ", so that when moving the device (10) in the connection direction" Z ", said certain space” A "between pairs of ends is greater than the diameter" B "of a respective electrical cable previously installed in the switchgear device.
  • This change between the two positions of the sensor is actuated by an opening and closing mechanism that forces the end pair (s) (18a, 18b) to go from the second closed position to the first open position, and vice versa.
  • the means or mechanism for opening and closing the pair of ends (18a, 18b) is formed by a mobile portion (33) that can move in the connection direction "Z" in both directions and is guided by side guides (34) provided on the casing (11).
  • side guides (34) provided on the casing (11).
  • Said lateral guides (34) may have, for example, an elbow-shaped section forming a longitudinal rail to guide each lateral base of the movable portion (33).
  • This movable portion (33) acts in such a way that it opens and closes all the one or more pairs of ends at the same time.
  • the mobile portion (33) is formed by a lateral portion (33b) and a front portion (33a) integral with each other and substantially perpendicular to each other, and where the front portion (33a) is provided with a respective through hole (33c) for each tip configured so that a tip can pass through its interior, and in said portion Front (33a), guide elements (33e) are provided with a curved profile for each point.
  • the lateral portion (33b) has guide grooves (33d) of upper stops (43) provided on the casing (11a, 11b, 11c). In this specific case, two straight guide grooves have been provided, one on each side, one for each stop (43).
  • each tip preferably has a portion extending frontally from each respective through hole (33c) for each tip to assist the most extreme portions of the sensor end pairs to remains in the open position.
  • the front portion (33a) presents a body with a base with a geometry with a plurality of grooves complementary to the geometry of the upper portion of the casing (11c), in order to be able to fit both surfaces when the unit is assembled. device (10).
  • the lateral portion (33b) can incorporate a handle (36), see figures 2, 4a and 4b, in its outer part furthest from the tips so that a user or an installer can move the movable portion (33) up and down. down guided by the lateral guides (34).
  • a handle see figures 2, 4a and 4b, in its outer part furthest from the tips so that a user or an installer can move the movable portion (33) up and down. down guided by the lateral guides (34).
  • the rear part (11a) has a substantially prismatic body with sides with complementary surfaces, to be able to fit two laterally.
  • the front part (11c) has a front outer surface complementary to the surface of the mobile portion (33) and provided with holes (44) for the exit of each end of the sensor (18).
  • the front part (11c) also has holes for the passage of some fixing elements (not shown in the attached Figures) to jointly fix the different parts (11a, 11b, 11c) of the casing and of the front support plate ( 19).
  • the intermediate part (11b) is a plate to hold the rear part of the sensors.
  • the front support plate (19) With reference to the front support plate (19), it incorporates on the inside some support elements (45) inside which a fixing element is inserted (not shown in the attached Figures). These support elements (45) are aligned with the holes for the passage of some fixing elements of the front part (11c). Also on the inside, the front support plate (19) incorporates respective elongated holes (32) to guide the vertical movement in ⁇ ”, see figure 7. With reference to the front support plate (19), it incorporates several circuit boards (42), in charge of different functions of the device (10, 100). Figures 10 and 11 show a possible configuration of the circuit boards (42) mounted on the inside of the front support plate (19).
  • a power supply board (42b) of the device (10) is provided, whose function is to convert the input voltage of 230VdC into 5VdC and 3.3VdC to power the different mechanisms of the device (10).
  • a current measurement board (42a) is also provided, whose function is to deliver the signal from the sensors and also the adaptation (for example, amplify, filter, etc.) of the signals received from the sensor and send them to the microcontroller to send the measure.
  • a communication board (42d) is also provided that incorporates a microchip.
  • Said microchip may be suitable for transmitting the signals of the device (10) through one of the following types of communication: GSM, wifi, bluetooth, NB-loT (Narrowband Internet of Things), lora, SIGFOX or any other type radio communication.
  • a voltage measurement and control and indication plate (42c) is also provided, whose function is, on the one hand, to measure the voltage from the measurements of the connection elements (16).
  • these plates (42a, 42b, 42c, 42d) are of the printed circuit type, and have the necessary measurements and geometry so that they can be perfectly inserted into the internal cavity formed inside the casing (11).
  • the arrangement of these four plates (42a, 42b, 42c, 42d), can be arranged in other different locations, without affecting the functionality of the invention.
  • the front support plate (19) on the visible side, which corresponds to the plate opposite where the integrated circuit boards (42a, 42b, 42c, 42d) are located, has light indicators, for For example, of type LED (29).
  • Figure 8 shows, by way of example, a red LED to indicate the operation of the device (10) and another blue LED to indicate or state the wireless communications of the device (10).
  • the board has a screen (20) and a "reset” button (30).
  • a button (26) is also provided to manually actuate the connecting elements (16) up and down in the direction of the "Y" axis.
  • connection, sensing and measurement device (10) of this first embodiment of the invention is configured to be electrically connectable to one or more of the screws, connection terminals or jaws of an electrical network switchgear device (13).
  • Figures 12 to 14 show respective views of how a connection device is connected, sensing and measurement (10) to an electrical network switchgear device (13).
  • the device (10) is connected through the different connection elements (16, 17) to respective metal parts (25) provided inside the respective connection holes (15) arranged in the upper part of the front face (14) of the electrical network switchgear device (13). Once the magnetic tips (17) make contact with the respective metal parts (25), they are perfectly held and electrically connected to each other, as shown in figure 13.
  • connection elements (16, 17) have a geometry and size such as to be able to be optimally inserted into the connection holes (15) in the upper part of the front face of the electrical network switchgear device (13). Once the connection elements (16, 17) are attached, the cables (31) of the switchgear device (13) are also housed within the respective closed or semi-closed loops of each sensor (18).
  • This second preferred embodiment of the connection, sensing and measuring device (100) has one or more rigid-type closed-core current sensors (18 '). Most of the components of the device (100) are similar to those of the first preferred embodiment of the connection, sensing and measurement device (10) described above, with the exception of the sensors that are of the rigid type and also the mechanical opening means. and closing the pairs of ends of the one or more rigid sensors (18 '). It also has a closed casing which is finished off at the rear by the support plate (19) from which the one or more connecting elements (16, 17) extend in the connection direction "Z".
  • Figures 18a and 18b illustrate the two extreme closing and opening positions of the pairs of ends (18'a, 18'b) of the one or more rigid sensors, respectively. Said pairs of ends (18'a, 18'b) are actuated through two pushbuttons (33 ') which, when joined together, open the pairs of ends (18'a, 18'b).
  • Figure 23 shows a bottom perspective view of the interior of this second embodiment of the connection, sensing and measuring device of the invention (100), where the mechanical means that allow the opening and closing of the pairs of ends (18 ' a, 18'b) of the sensor (18 '), in this case three sensors (18').
  • Two different lever-elements (35, 36) are provided, which have the function of moving both lever-elements (35, 36) at the same time, to respective guides (37) at each end (18'a, 18 'b).
  • a first lever-element (35) moves simultaneously to the lower parts (37) of each left end (18'a) of the sensors while a second lever-element (36) drags simultaneously displacing all the lower parts (38) of each right end of the sensors (18 'b).
  • the two lever-elements (35, 36) have crimps to jointly fix the lower parts (37 and 38). They also have lower extensions to connect jointly with the pushbuttons (33 ').
  • Figure 24 shows a possible group system of devices (10 or 100), which are connected and communicated wirelessly with a server, so that they send processed output data to the server or receive data from this server.
  • Said server which can be located in the cloud, can comprise a database that receives the processed output data transmitted from one or more device (10), algorithms and a webservice. Said data from the database can be viewed by a user through a computer, a mobile application or printed, among others.
  • Figure 25 represents a schematic block diagram of the different constituent elements of the connection, sensing and measuring device (10, 100) of the invention.
  • the one or more closed-core current sensors (18) are responsible for measuring the current. Then the current measurement is adapted by means of a filtering module and another amplification module. The signals are then sent to an analog-digital converter and subsequently to a central microprocessor.
  • the one or more connection elements (16, 17) are in charge of measuring the voltage of the electrical network. The voltage measurement is then adjusted by means of a filtering module and another amplification module. The appropriate voltage signals are then sent to the analog-digital converter and subsequently to the central microprocessor.
  • the central microprocessor is responsible for processing at least the appropriate current and / or voltage signals and sends them to the indication module or the wireless communication module.
  • the indication module sends the indication signals to the indicator lights and the wireless communication module sends the processed signals to one or more external devices (not shown in figure 25).

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Abstract

La invención se refiere, principalmente, a un dispositivo de conexión, sensado y medida compacto que permite conectarse a la red eléctrica a través de su fácil y rápida conexión a cualquier dispositivo de aparamenta, tal como un interruptor magnetotérmico o interruptor diferencial, un conmutador, un interruptor, un protector contra sobretensiones o similar; en donde su función de recoger y/o inyectar señales que estén disponibles en la red eléctrica, tal como señales de tensión o corriente de la red eléctrica, y en donde la precisión de los valores sensados de la corriente sea superior al 90%, y no requiera de calibración previa antes de su utilización. La invención también se refiere a un sistema que comprende uno o más dispositivos de conexión, sensado y medida, uno o más servidores provistos de respectivas bases de datos que reciben inalámbricamente los datos de salida procesados transmitidos por los uno o más dispositivos.

Description

DESCRIPCIÓN
UN DISPOSITIVO DE CONEXIÓN, SENSADO Y MEDIDA PARA CONECTARSE A UN DISPOSITIVO DE APARAMENTA DE RED ELÉCTRICA
Campo de la invención:
La presente invención se refiere a un dispositivo de conexión, sensado y medida compacto que permite conectarse a la red eléctrica a través de su fácil y rápida conexión a cualquier dispositivo de aparamenta, tal como un interruptor magnetotérmico o interruptor diferencial, un conmutador, un interruptor, un protector contra sobretensiones o un dispositivo similar a los anteriormente enumerados; en donde el dispositivo de conexión, sensado y medida tiene la función principal de recoger y/o inyectar señales que estén disponibles en la red eléctrica, tal como señales de tensión o corriente de la red eléctrica.
La presente invención también se refiere a un sistema que comprende uno o más dispositivos de conexión, sensado y medida que envían unos datos de salida procesados a uno o más servidores, y uno o más servidores provistos de respectivas bases de datos que reciben de manera inalámbrica los datos de salida procesados transmitidos por los uno o más dispositivos de conexión, sensado y medida.
El dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención se puede conectar tanto a un dispositivo de aparamenta que ya se encuentra instalado en un cuadro eléctrico, como también en nuevas instalaciones.
Antecedentes de la invención:
Por una parte, se conocen en el mercado los dispositivos de aparamenta, tales como interruptores, conmutadores, interruptores magnetotérmicos o diferenciales, o protectores contra sobretensiones, los cuales se instalan en un cuadro eléctrico de una instalación, y generalmente se montan uno al lado del otro, generalmente en un carril estándar tipo DIN.
Los dispositivos de aparamenta presentan, en la mayoría de los casos, unos puntos metálicos de conexión a la red eléctrica (uno por cada polo), que pueden disponerse en la parte superior y/o en la parte inferior del dispositivo de aparamenta y que se localizan generalmente en el interior de respectivos orificios o alojamientos. A través de dichos puntos metálicos se pueden conectar algunos tipos de dispositivos de medida, tal como se explica más adelante.
Por otra parte, existen en el mercado diversos sistemas o dispositivos de medida de los parámetros eléctricos a los que están sometidos los citados dispositivos de aparamenta, es decir a la tensión presente en sus bornes y a la corriente que circula a través de ellos cuando la red eléctrica se encuentra activa, con la finalidad de disponer de los valores de dichos parámetros en un determinado momento de tiempo (es decir una toma de medida puntual) o bien en un periodo continuado (es decir una toma de medida permanente).
Estos sistemas o dispositivos convencionales de medida de los parámetros eléctricos de un dispositivo de aparamenta que se utilizan hoy en día son principalmente las pinzas amperimétricas, los transformadores y los "shunts" para realizar la medida de la corriente, y los voltímetros para la medida el valor de la tensión existente en un punto metálico de conexión a la red eléctrica correspondiente a un polo.
Con respecto a los sistemas o dispositivos convencionales de medida de la corriente (las pinzas amperimétricas, los transformadores o bien los "shunts"), pueden utilizar sensores de corriente de núcleo cerrado o sensores de corriente de núcleo abierto. En el caso de emplearse sensores de corriente de núcleo abierto existe el inconveniente de que es necesario calibrar los sistemas o dispositivos de medida de la corriente antes de ser utilizados, puesto que si no se efectúa dicha calibración previa el error de lectura de los mismos puede llegar a alcanzar un 20%. Esta operación previa de calibración una vez el dispositivo de medida de la corriente está instalado (y antes de usarse) requiere un cierto tiempo y una habilidad determinada del instalador.
También se conocen otro tipo de dispositivos voluminosos que se instalan de manera permanente contiguos a los dispositivos de aparamenta, requiriendo además de un determinado tiempo de instalación del dispositivo de medida por el operario durante el cual la red permanece cortada.
Además, en la mayoría de los dispositivos de medida conocidos, el usuario o instalador de dicho dispositivo de medida debe modificar el cuadro eléctrico para poder instalar de modo permanente o temporal los mismos, teniendo en cuenta que en muchos casos dichos cuadros eléctricos se encuentran totalmente llenos de dispositivos de aparamenta y el espacio libre disponible para albergar dichos dispositivos de medida es muy reducido o casi nulo, con lo cual se deben efectuar modificaciones y ampliaciones del cuadro eléctrico, lo que conlleva un elevado tiempo por parte del instalador, un sobrecoste para el usuario y un tiempo de corte de la red eléctrica para los usuarios de la instalación eléctrica a la cual abarca dicho dispositivo de aparamenta.
A la vista de lo expuesto hasta ahora, es clara la necesidad de proporcionar un dispositivo de conexión, sensado y medida adecuado para conectarse en cualquier punto metálico de conexión previsto en un dispositivo de aparamenta de red eléctrica convencional, y que dicho dispositivo de conexión, sensado y medida permita ser conectado de modo quita y pon, fácilmente, rápidamente, de modo seguro para el instalador, y sin cortar la alimentación de la red eléctrica, y a la vez que mida como mínimo los valores de la tensión y de la corriente de la red eléctrica con una alta precisión, y a la vez que no requiera de calibración previa antes de su utilización, y que sea capaz de transmitir las señales medidas en dicho punto metálico de conexión hacia un dispositivo externo.
Objeto de la invención:
El objeto de la presente invención consiste en diseñar un dispositivo de conexión, sensado y medida conectable a un dispositivo de aparamenta cualquiera, en donde el dispositivo de conexión, sensado y medida sea compacto, fácilmente acoplable al mismo, cuya finalidad es conectarse a la red eléctrica a través de dicho dispositivo de aparamenta y poder recoger (es decir sensar) y/o inyectar señales que estén disponibles en la red eléctrica, como mínimo la/s señal/es de tensión y la/s señal/es de corriente de la red eléctrica y adicionalmente otras señales o parámetros, y en donde la precisión de los valores sensados de la corriente sea mayor al 90% (es decir con un error de lectura menor al 10%), y a la vez que no requiera de calibración previa antes de su utilización.
Otro objeto de esta invención es que el dispositivo de conexión, sensado y medida se puede conectar tanto en los dispositivos de aparamenta que ya se encuentran instalados en un cuadro eléctrico, como también en nuevas instalaciones, es decir que sea de tipo universal.
Aún otro objeto de esta invención es que el dispositivo de conexión, sensado y medida sea instalable en un dispositivo de aparamenta de cualquier tipo con la red eléctrica activa, es decir sin necesidad de cortar la alimentación ni modificar la disposición de ninguno de los dispositivos de aparamenta del cuadro eléctrico.
Aún otro objeto de esta invención es que el dispositivo de conexión, sensado y medida se pueda colocar en el espacio existente justo sobre del dispositivo de aparamenta, con unas dimensiones exteriores que no sobresalgan, o no lo hagan significativamente, en anchura o largo de las dimensiones exteriores de un dispositivo de aparamenta.
Aún otro objeto de esta invención es que el dispositivo de conexión, sensado y medida pueda tratar los parámetros obtenidos, y opcionalmente para obtener otros parámetros que se puedan derivar del análisis de los parámetros de tensión, corriente y/o otros parámetros obtenidos por dicho sistema de conexión de la red eléctrica; así como poder transmitir dichos parámetros obtenidos de la red eléctrica o del entorno del lugar de emplazamiento de trabajo del dispositivo de aparamenta y/o parámetros tratados a un dispositivo externo para su posterior tratamiento o gestión. Cuando se dice “dispositivo externo” nos referimos a cualquier dispositivo que esté alimentado de la red eléctrica, por ejemplo, los propios equipos de medida de parámetros de red eléctrica como analizadores de red eléctrica, analizadores de calidad de red eléctrica, equipos de medida portátiles alimentados desde la red eléctrica o cualquier otro dispositivo como un ordenador, una televisión, etc. que se desee alimentar desde el dispositivo de aparamenta.
Y, finalmente, aún otro objeto de esta invención es un sistema que incluye uno o más dispositivos de conexión, sensado y medida conectados de manera inalámbrica a uno o más servidores provistos de respectivas bases de datos, para poder almacenar, tratar, analizar y/o visualizar los datos procesados salientes de cada dispositivo de conexión, sensado y medida.
Descripción de la invención:
El objeto principal de la presente invención es el dispositivo de conexión, sensado y medida definido en la reivindicación 1.
De acuerdo con este objeto principal, la invención proporciona un dispositivo de conexión, sensado y medida del tipo de los que son susceptibles de conectarse eléctricamente a uno o varios de los bornes, tornillos, bornes metálicos o mordazas existentes en un dispositivo de aparamenta de red eléctrica.
Al hablar en esta memoria de “un dispositivo de aparamenta de la red eléctrica” nos referimos a un dispositivo de aparamenta eléctrica ya instalado o bien también puede ser de los que se van a instalar en un punto de la red eléctrica. Un dispositivo de aparamenta eléctrica se monta conectado a la red eléctrica generalmente sobre un carril tipo DIN o similar, y a modo de ejemplo no limitativo pueden ser, por ejemplo, de los siguientes tipos: interruptores, conmutadores, interruptores magnetotérmicos o diferenciales, o transformadores o protectores contra sobretensiones.
Al hablar en esta memoria de “sensar señales” o “sensado” nos referimos a recoger/medir señales y medida.
El dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención comprende los siguientes elementos:
- una carcasa,
- uno o más elementos de conexión que se extienden hacia afuera de dicha carcasa en una dirección de conexión “Z”, donde cada uno de los uno o más elemento de conexión comprende un extremo metálico o magnético configurado para conectarse eléctricamente de modo extraíble a un respectivo tornillo, o borne de conexión, o mordaza, o a cualquier punto metálico de fijación o conexión del cableado del dispositivo de aparamenta, de modo que a través del uno o más elementos de conexión el dispositivo de conexión, sensado y medida puede recoger la/s señal/es de tensión de la red eléctrica o bien inyectarla/s a la red eléctrica; y el mismo se diferencia de los ya existentes por el hecho de que comprende, además:
- uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado, configurado para:
(a) sensar, cada sensor, el campo magnético presente en una línea de la red y/o sensar los efectos de las señales inyectadas, y/o
(b) inyectar las señales de corriente que circulan por los polos del dispositivo de aparamenta, en donde el uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado está(n) dispuesto(s) separados del uno o más elementos de conexión, y en donde cada uno de los uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado comprende un bucle con sus dos extremos que sobresalen de la carcasa en la dirección de conexión “Z”, y en donde dichos uno o más pares de extremos del bucle pueden adoptar dos posiciones distintas: i) una primera posición de instalación del dispositivo de conexión, sensado y medida en el dispositivo de aparamenta, en donde los uno o más pares de extremos de sensor quedan abiertos un cierto espacio, de modo que al desplazar en la dirección de conexión “Z” el dispositivo de conexión, sensado y medida dicho cierto espacio entre extremos es mayor al diámetro de un respectivo cable eléctrico previamente instalado en el dispositivo de aparamenta que discurre en una dirección vertical “Y” para pasar, y ii) una segunda posición de trabajo, en donde cada par de extremos de cada sensor de corriente queda cerrado o parcialmente cerrado uno respecto al otro formando un espacio cerrado o parcialmente cerrado dentro del bucle para poder albergar en el interior al respectivo cable eléctrico del dispositivo de aparamenta; y
- unos medios mecánicos configurados para abrir y cerrar los uno o más pares de extremos del uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado, conduciendo los uno o más pares de extremos de la segunda posición cerrada a la primera posición abierta, y viceversa.
Según una realización preferente de los medios mecánicos para abrir y cerrar los uno o más pares de extremos del uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado, los mismos están configurados para abrir y cerrar los uno o más pares de extremos a la vez, es decir de manera simultánea.
Según una primera realización de los elementos de conexión, los mismos son de tipo "plug&play" y se extienden hacia afuera en una dirección de conexión en la dirección del eje “Z”, en donde cada elemento de sujeción y conexión para un polo distinto del dispositivo de aparamenta, dotados cada elemento de conexión de un respectivo extremo magnético configurado para a la vez sujetarse y conectarse eléctricamente de modo extraíble sin ninguna conexión mecánica ni cableado a un respectivo tornillo, o borne de conexión, o mordaza, o a cualquier punto metálico de fijación o conexión del cableado del dispositivo de aparamenta. Generalmente, estos puntos de conexión del dispositivo de aparamenta están localizados generalmente en el interior de unos orificios.
De modo preferente, según esta primera realización de la invención, los uno o más elementos de conexión magnéticos de tipo "plug&play" están dispuestos extendiéndose en una dirección de conexión “Z” desde una placa plana de soporte que está unida solidariamente a la carcasa y donde la placa plana presenta una superficie para el manejo y posicionamiento y retirada por parte del usuario.
De modo preferente, cada elemento de conexión magnética puede presentar como mínimo un grado de libertad en la dirección del eje "Z” -dirección correspondiente a la profundidad del dispositivo de aparamenta-, que permite poderse moverse axialmente cada elemento magnético de los medios de conexión magnética en esta dirección "Z" independientemente, para adaptarse a las pequeñas variaciones existentes en cuanto a la profundidad del emplazamiento de cada tornillo, borne de conexión, mordaza o cualquier punto metálico de fijación o conexión del cableado de cada modelo de dispositivo de aparamenta, gracias a la provisión de unos medios elásticos que permiten dicho ajuste en la dirección "Z". Por ello, dicho ajuste en la dirección de conexión "Z" facilita en gran medida el acople de los elementos de conexión magnética y por lo tanto de todo el sistema de conexión a la superficie frontal de un dispositivo de aparamenta en el momento de su instalación, de modo que el usuario al encarar los elementos de conexión magnética en los respectivos alojamientos del dispositivo de aparamenta, se efectúa de un modo casi automático el acople físico y eléctrico entre ambas piezas por la fuerza de atracción magnética de dichos elementos de conexión magnética contra los respectivos tornillos y/o bornes de conexión del dispositivo de aparamenta.
De modo también opcional, los elementos de conexión magnética del tipo "plug&play" pueden, además, presentar también como mínimo un grado de libertad en la dirección "Y" - dirección correspondiente a la vertical del dispositivo de aparamenta - para así adaptarse perfectamente a las distintas geometrías y configuraciones en altura de los diversos dispositivos de aparamenta existentes e instalados en los cuadros eléctricos hoy en día, cuyas configuraciones y geometrías exteriores pueden variar ligeramente.
Estas dos graduaciones o posibilidad de movimiento en los ejes "Z" e Ύ" hacen que el sistema de conexión preconizado sea totalmente universal, por cuanto se puede instalar automáticamente y con un encaje perfecto en cualquier tipo o modelo de dispositivo de aparamenta.
Según una posible realización de los elementos de conexión magnética, los mismos pueden configurarse por una porción fija posterior y una porción anterior móvil en la dirección axial "Z" y cuya configuración alargada es tal para que se pueda insertar perfectamente en los alojamientos existentes en los dispositivos de aparamenta en cuyo interior se disponen los respectivos tornillos, bornes metálicos o mordazas, y en dicha parte anterior móvil por la acción de un elemento elástico se incorporan en la parte delantera respectivos elementos magnéticos, cuya fuerza elástica está definida para que un usuario al tirar hacia afuera pueda desenganchar con cierta facilidad los elementos magnéticos de los tornillos o bornes de conexión que presentan los dispositivo de aparamenta, y a su vez dicha fuerza elástica es tal para que el citado elemento compacto pueda sujetarse y quedar sujetado temporal o permanentemente a los tornillos y/o bornes metálicos del dispositivo de aparamenta.
A modo de ejemplo no limitativo, los elementos de conexión magnética presentan un cuerpo alargado de forma cilindrica y de diámetro entre 4 y 7 mm.
Preferentemente, el elemento magnético está compuesto por uno o más imanes dispuesto(s) en la parte delantera del cuerpo alargado. El número de imanes depende principalmente del magnetotérmico y de la profundidad de los tornillos del magnetotérmico al que se desea conectar. A modo de ejemplo, se podrían disponer de 1 a 3 imanes.
El solicitante ha calculado a través de largas pruebas y experimentaciones el dimensionamiento correcto de la fuerza elástica de atracción del material ferromagnético con el que está fabricado el imán, para que el sistema de conexión de la invención funcione óptimamente. Es decir que un usuario al estirar manualmente hacia afuera pueda desenganchar con cierta facilidad el elemento magnético del tornillo y/o borne metálico del dispositivo de aparamenta, liberando de ese modo el conector del dispositivo de aparamenta, pero al mismo tiempo, dicha fuerza elástica del imán es suficiente para que el citado elemento magnético pueda sujetarse y quedar sujetado temporal o permanentemente al tornillo y/o borne metálico del dispositivo de aparamenta, sin que se desconecte el citado conector, por ejemplo por la acción de la fuerza de la gravedad, al cabo de un cierto tiempo de su instalación. Por otra parte, esta fuerza elástica de atracción del material ferromagnético también está calculada para que permita obtener unas señales correctas de la red eléctrica (es decir sin imprecisiones ni distorsiones). Más concretamente, se ha determinado empíricamente por el titular en diferentes dispositivos de aparamenta de 4 polos (caso más habitual), que el sistema de conexión tiene una fuerza de extracción del orden de unos 5 Newtons para que la desconexión del sistema de conexión sea fácil, pero a la vez que la conexión del mismo al dispositivo de aparamenta sea suficientemente firme. Esta fuerza aproximadamente es equivalente a unos 10 Newtons en caso de separarlo de una superficie plana de material ferromagnético. Se ha determinado la fuerza de atracción de los imanes para conseguir estos valores, aunque podría modificarse si fuera necesario utilizando diferentes materiales. Generalmente la fuerza elástica de atracción es proporcional al número de imanes utilizado. Es decir que los elementos magnéticos son, preferentemente, uno o más imanes con una fuerza de extracción de entre 5 y 10 Newtons.
La operación manual de acople y desacople de este dispositivo con extremos magnéticos en un punto de conexión de un dispositivo de aparamenta es una operación extremadamente fácil (sin el empleo de ninguna herramienta), rápida (en menos de 3 segundos se puede instalar) y segura (porque no se debe manipular ningún cable eléctrico), que puede desempeñar cualquier tipo de usuario, aunque no sea profesional del sector, sin la necesidad de emplear ningún tipo de cableado ni herramienta.
Además, otra ventaja que permite este dispositivo es su conexión a un dispositivo de aparamenta eléctrica de forma no intrusiva para la transmisión de parámetros eléctricos y/o alimentación de dispositivos. El hecho de no ser intrusivo disminuye el riesgo eléctrico en el proceso de instalación de equipos o medida de parámetros eléctricos. Además, el no ser intrusivo permite que su instalación se realice sin necesidad de cortar el suministro eléctrico del dispositivo de aparamenta, lo cual supone un gran ahorro de tiempo, espacio y costes, y por otro lado elimina las molestias ocasionadas a los usuarios por el corte de la red eléctrica durante el proceso de instalación de sistemas de medida convencionales.
Esta primera variante del dispositivo con extremos magnéticos presenta una configuración universal que lo hace adaptable a diferentes tipos de bornes de dispositivos de aparamenta, por lo que lo hace muy versátil y apropiado para múltiples tipos de instalaciones. Además, puede utilizarse indistintamente en sistemas de alimentación monofásicos o polifásicos, en sus diferentes configuraciones y variantes.
Adicionalmente, el dispositivo puede comprender unos medios de apantallamiento magnético interno para reducir cualquier influencia de campos magnéticos internos y/o externos no deseados producido por los elementos magnéticos.
Según una opción de realización de la primera realización de los uno o más elementos de conexión, la carcasa puede comprender en su parte posterior un elemento independiente fijado a la carcasa que denominamos placa común, que incorpora los uno o más elementos de conexión, que hace a la vez la función de placa soporte, y también facilita el manejo y posicionamiento y retirada por parte del usuario del dispositivo de la invención en el dispositivo de aparamenta. Además, en el caso de disponerse de una pantalla digital de visualización de datos, la misma se puede disponer sobre dicha placa común.
Según una segunda realización alternativa de los uno o más elementos de conexión, los mismos se extienden hacia afuera de la carcasa en una dirección de conexión vertical “Y”, en donde cada elemento de conexión para un polo distinto del dispositivo de aparamenta comprende un respectivo extremo metálico (por ejemplo una pletina metálica) configurado para conectarse eléctricamente de modo extraíble a un punto metálico de fijación o conexión del cableado del dispositivo de aparamenta dispuesto en la parte superior del dispositivo de aparamenta y donde cada extremo metálico queda apretado por un respectivo tornillo que se inserta dentro de cada orificio frontal del dispositivo de aparamenta.
El dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención puede fabricarse para sistemas de alimentación monofásicos, trifásicos o polifásicos. En el caso del modelo monofásico, el dispositivo de conexión, sensado y medida tiene un único sensor de la corriente. Para el caso del modelo trifásico tiene tres sensores de corriente, que sensan las respectivas corrientes que discurren por cada una de las tres líneas L1 , L2 y L3. Dentro del modelo trifásico existe el modelo trifásico con neutro y el modelo trifásico sin neutro, aunque ambos presentan tres sensores de corriente, uno para cada línea/polo.
En el caso de la primera realización de los extremos magnéticos, se disponen a una mínima distancia "A" de los uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado, para así conseguir minimizar la posible influencia o interferencia que pudiera efectuar el campo magnético de los elementos magnéticos sobre el correcto funcionamiento de dichos medios de sensado y/o inyectado. Varios estudios de campo efectuados por el solicitante han concluido que dicho valor de la distancia mínima "A" ha de ser de como mínimo 8 mm para que la eficiencia del sistema de conexión de la presente invención sea óptima (es decir sin interferencias significativas).
Según una primera realización de los uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado, los mismos son de tipo flexible, es decir que su configuración y naturaleza flexible permiten que sus puntas/extremos se puedan mover fácilmente. En dicho caso, el/los sensores de corriente de núcleo cerrado flexibles se escogen de entre los siguientes tipos de sensores conocidos en el Estado de la Técnica: de núcleo de aire, ópticos y de efecto Hall o cualquier otro susceptible de integrarse con este formato. Preferentemente, se escogen los uno o más sensores flexibles del tipo de núcleo de aire.
De modo preferente, en esta primera realización de los sensores de corriente flexibles, las partes del/de los sensores de la corriente que quedan fuera del interior de la carcasa están cubiertos por respectivas fundas de material eléctricamente aislante y flexible, como medida de seguridad para el instalador o usuario que pudiera tocarlas. Dichas fundas presentan una suficiente flexibilidad como para permitir doblar ligeramente los extremos de los sensores entre la primera y la segunda posición de los sensores. Dichas fundas son, preferentemente, individuales, es decir una funda por cada tramo externo de sensor.
Según esta primera realización de los sensores de corriente flexibles, en la primera posición de trabajo los dos extremos de cada sensor pueden quedar en una de las siguientes posiciones:
1. uno de los dos extremos de cada sensor queda tocando con el otro extremo, o
2. uno de los dos extremos de cada sensor queda cruzado uno respecto al otro (de manera que el bucle de cada sensor es completo), o
3. uno de los dos extremos de cada sensor queda cerca del otro extremo, pero sin tocarse ni entrecruzarse.
En el caso de escogerse un sensor de núcleo de aire, preferentemente, los dos extremos de cada sensor quedan en la posición donde quedan cruzados uno respecto al otro (es decir la posición 2). En esta posición 2 se ha constatado que la precisión de los sensores es la óptima de entre las 3 posiciones.
Según una segunda realización de los uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado, los mismos son de tipo rígido. En este caso, el uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado rígidos se escogen de entre los siguientes tipos de sensores conocidos en el Estado de la Técnica: de núcleo de aire, de núcleo de hierro, ópticos, magneto resistí vos, de efecto Hall, captadores de corriente de flujo nulo, híbridos o ultrasónicos. Preferentemente, se escoge los uno o más sensores rígidos del tipo de núcleo de aire.
Con respecto a los medios mecánicos para abrir y cerrar los extremos de los sensores desde la primera posición hasta la segunda posición, los mismos están configurados para ser preferentemente accionadas manualmente por un usuario u operario.
Según una primera realización de estos medios mecánicos para abrir y cerrar los pares de extremos de los uno o más sensores flexibles los mismos comprenden una porción movible en la dirección de conexión “Z” en los dos sentidos que está guiada para mover todos los grupos de dos extremos a la vez. Preferentemente la parte móvil está formada por una porción lateral y una porción frontal solidarias entre sí, y en donde la porción frontal está provista de un orificio para cada punta configurado para que pueda pasar una punta por su interior, y en dicha porción frontal comprende unos elementos de guiado con un perfil curvo para cada punta. Preferentemente, la porción movible está guiada lateralmente por medio de unas guías previstas en la carcasa para tal fin, es decir con las dimensiones y configuración necesarias para poder hacer el guiado, pudiendo ser, por ejemplo, unas guías con un perfil en forma de “U”, donde la porción móvil queda prisionera dentro.
El titular de esta invención ha constatado que esta ventajosa e ingeniosa configuración de la porción móvil funciona de manera óptima para cumplir la función de abrir y cerrar de manera simultánea todos los pares de extremos de los uno o más sensores flexibles a la vez con extrema facilidad y con total precisión (es decir sin desajustes ni desalineaciones), tan solo con el desplazamiento manual por parte del usuario de la porción móvil hacia arriba o abajo en la dirección de conexión “Z”. Además, se ha testado que las repetidas operaciones de abrir y cerrar todos los pares de extremos de los uno o más sensores flexibles no hacen malmeter ni menoscabar su función y puede funcionar eficazmente durante un largo periodo de tiempo. Esta porción móvil ha sido específicamente diseñada para cumplir con esta finalidad sin ningún tipo de error.
Preferentemente, esta porción movible está fabricada de un material rígido y presenta un escaso espesor.
Para esta primera realización de los medios mecánicos para abrir y cerrar los extremos de los sensores, la carcasa comprende unos topes en una parte superior de las guías laterales de la porción móvil.
Esta porción móvil desplazable en la dirección de conexión “Z” presenta una parte horizontal y una parte vertical unidas entre sí, en donde la parte vertical presenta correspondientes orificios para que las puntas puedan pasar. En dichos orificios preferentemente se extienden unas extensiones ligeramente curvas, para hacer de apoyo a los extremos de los sensores durante la operación de abertura. En la posición de reposo las puntas d ellos sensores se encuentran en posición cerrada o semicerrada.
Según una segunda posible realización de los medios mecánicos para abrir y cerrar los pares de extremos de los uno o más sensores rígidos, los mismos pueden comprender uno o más pulsadores que mueven dos respectivos elementos-palanca, y en donde cada uno de estos dos elementos-palanca desplaza, a la vez, a unas respetivas guías de cada extremo. Es decir que un primer elemento-palanca desplaza simultáneamente a todas las guías correspondientes a cada extremo izquierdo de los sensores mientras que un segundo elemento-palanca desplaza simultáneamente a todas las guías correspondientes a cada extremo derecho de los sensores.
En particular referencia a la carcasa, como bien se ha indicado anteriormente, la misma puede comprender en su parte posterior una placa común. Además, de modo preferente, la carcasa compacta presenta un cuerpo cerrado que está abierto únicamente por su parte frontal para la salida de los extremos de los uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado.
Según una posible configuración de la carcasa, la misma está formada por un cuerpo mono- pieza preferiblemente de material aislante eléctrico, por ejemplo, de plástico.
Según una posible configuración de la carcasa, la misma está constituida por como mínimo dos piezas distintas que encajan entre sí y se fijan de manera inamovible. Esta configuración en dos piezas facilita el montaje de los uno o más sensores en el interior de la carcasa y el posterior cerrado de ambas piezas para conformar el cuerpo de la carcasa.
Opcionalmente, en el interior de la carcasa del dispositivo pueden estar incorporados otros medios de sensado adicionales para medir otros parámetros o señales distintas a la tensión y a la corriente, tales como sensores de temperatura, humedad, vibración y/o aceleración, presencia/movimiento/proximidad, GPS (que incluye la fecha, hora y lugar de instalación), y/o iluminación. De ese modo, con la provisión de unos sensores de presencia/movimiento/proximidad se puede detectar, por ejemplo, que alguien se acerque a un cuadro eléctrico y pueda causar daños o maniobras indeseadas, o bien con la provisión de unos sensores de GPS el sistema de conexión compacto puede ser utilizado por ejemplo para detectar o controlar el mantenimiento en diferentes lugares o situaciones geográficas.
Adicionalmente, el dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención puede comprender en el interior del dispositivo unos medios de procesamiento de dichos parámetros o señales captadas y/o inyectadas de corriente y/o de tensión y/o otros parámetros. Estos medios de procesamiento de dichos parámetros o señales captadas y/o inyectadas de corriente y/o de tensión y/o otros parámetros puede estar configurados de manera que están integrados en un chip microprocesador y/o microcontrolador.
Estos medios de procesamiento pueden comprender su correspondiente hardware y software que realiza las acciones y/o funciones necesarias de procesamiento de señales de los medios de procesamiento de dichos parámetros o señales. Dichas acciones y/o funciones de procesamiento o medidas obtenidas mediante dichos medios de procesamiento de dichos parámetros o señales pueden ser, a modo de ejemplo no limitativo las siguientes:
- Tensión y parámetros de calidad de red relacionados con su variación, p.ej: fluctuaciones, parpadeo ("flicker"), huecos, interrupciones, sobretensiones transitorias y/o temporales, infratensiones, desequilibrio entre fases, tensiones armónicas e interarmónicas; y/o
- Corriente a través del dispositivo de aparamenta y sus armónicos; y/o
- Frecuencia; y/o
- Potencia; y/o
- Energía; y/o
- Registro de la actuación de dispositivos de protección tales como interruptores magnetotérmicos y/o diferenciales. Con los dispositivos adecuados se podría determinar la fecha, hora y lugar (GPS) en los que ha sucedido la incidencia; y/o
- Comprobación del funcionamiento correcto de interruptores magnetotérmicos y diferenciales sin necesidad de desmontarlos del cuadro de aparamenta; y/o
- Envejecimiento de dispositivos de aparamenta, p.ej. protectores contra sobretensiones; y/o
Determinación de la impedancia de la red eléctrica; y/o
- Temperatura y/o humedad en el emplazamiento donde sea instalado el dispositivo; y/o
- Detección de presencia; y/o
- Detección de iluminación; y/o
- Transmisión y/o recepción de la información deseada vía cable, inalámbrica y/o mediante la propia red eléctrica.
A modo de ejemplo, los parámetros procesados a partir de los valores sensados de tensión y/o la corriente por los medios de procesamiento son uno o más de los siguientes: Hz, PF, KvarC, KVA, kW, kWh, KvarLh, LvarCh.
Las aplicaciones citadas anteriormente pueden ser realizadas por un único dispositivo o bien por varios dispositivos de conexión interconectados entre sí, por ejemplo, por estructuras tipo "master/slave" o similares.
También adicionalmente, el dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención puede comprender en su interior unos medios de transmisión preferentemente de tipo inalámbrico de dichos parámetros o señales medidas o procesadas por los medios de procesamiento a un dispositivo externo de gestión y/o almacenamiento de datos, tal como un PC, redes de datos o un servidor local o un servidor en la nube. Alternativamente, pueden ser unos medios no inalámbricos conectables a través de respectivas clavijas de conexión o similares provistas en dicho sistema para ello. En caso de ser medios de transmisión del tipo inalámbricos, los mismos se escogen, preferentemente, de entre los siguientes tipos: GSM, wifi, bluetooth, NB- loT (Narrowband Internet of Things), lora, SIGFOX o cualquier otro tipo de radiocomunicación. El dispositivo externo podrá realizar las acciones deseadas en cada caso, por ejemplo, la gestión de alarmas al sobrepasar las señales sensadas unos parámetros limite preestablecidos, tareas de control y/o de vigilancia de uno o varios procesos, entre otras posibles funciones, mediante los correspondientes software y hardware diseñado para tal fin.
También en el caso de que el tipo de transmisión inalámbrica sea vía GSM o NB-loT, el dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención puede comprender en el interior de la carcasa una tarjeta SIM de un operador para poder dar de alta la transmisión inalámbrica de un dispositivo de conexión, sensado y medida en concreto.
Opcionalmente, además de los medios de transmisión de tipo inalámbrico, el dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención también puede estar equipado con medios de transmisión por medio físico (es decir por cable) tales como Ethernet, RS485, RS232, por lo que el dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención está previsto con los conectores adecuados para tal fin.
También adicionalmente, el dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención puede comprender unos medios de visualización o indicación de los parámetros sensados, inyectados y/o procesados, tal como por ejemplo una pantalla digital dispuesta en una zona exterior frontal del dispositivo, para que el usuario pueda visualizar en un lugar preferente del propio dispositivo los valores de los parámetros medidos.
También adicionalmente, la carcasa del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención puede comprender una configuración y geometría perimetral exterior diseñada de tal modo para encajar lateralmente la superficie lateral de un primer dispositivo con la superficie lateral opuesta de un segundo dispositivo contiguo sin existir hueco entre ambas superficies laterales de los dos conectores, por ejemplo formadas dichas superficies laterales de acople con huecos y resaltes correspondientes. De este modo, el dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención ocupa aún menos espacio en el dispositivo de aparamenta. De modo preferente, el dispositivo de la invención presenta unas dimensiones exteriores muy reducidas, de manera que se puede instalar sin ocupar ningún espacio en anchura o largo, o no de forma significativa, en la parte superior y/o inferior de un dispositivo de aparamenta convencional.
No obstante, la forma geométrica exterior del dispositivo de conexión preconizado no es limitativa, en el sentido de que puede modificarse para que sea factible instalar varios dispositivos de medida contiguos, ya sea lateral o verticalmente, adaptarse a las dimensiones particulares de un dispositivo de aparamenta concreto o mejorar el sensado y/o inyectado de señales.
Como se ha indicado anteriormente, el dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención se puede utilizar indistintamente en sistemas de alimentación monofásicos o polifásicos.
Un segundo objeto de la presente invención definido en la reivindicación 29 es un sistema, que comprende:
- uno o más dispositivos de los definidos anteriormente que envían unos datos de salida procesados a uno o más servidores, y
- uno o más servidores, que comprenden cada uno una base de datos que recibe los datos de salida procesados transmitidos de uno o más dispositivo, donde el uno o más dispositivos y el uno o más servidores están conectados y comunicados de manera inalámbrica.
Este sistema está formado por como mínimo dos dispositivos que están interconectados entre sí, preferentemente acoplados lateralmente, pudiendo ser un sistema de conexión interconectable con otros sistemas de conexión instalados en dispositivos de aparamenta relacionados o interconectados con él, por ejemplo en estructuras tipo "master/slave" o similares, de modo que un dispositivo de conexión, sensado y medida puede recibir señales de otro/s sistema/s de conexión próximo/s o enviarlas, gestionando también dichas señales.
Un tercer objeto de la presente invención definido en la reivindicación 30 es un método implementado por ordenador, para operar los datos procesados por el dispositivo (10, 100) definidos anteriormente, que comprende llevar a cabo las siguientes etapas:
- conectar eléctricamente uno o más dispositivos en respectivos dispositivos de aparamenta;
- dar de alta un usuario permitido a uno o más dispositivos en una plataforma web;
- sensar los uno o más dispositivos como mínimo la/s señal/es de tensión de la red eléctrica y el campo magnético presente en una línea de la red,
- generar en el interior del uno o más dispositivos unas señales procesadas de como mínimo la/s señal/es de tensión de la red eléctrica y la/s señal/es de corriente de la red eléctrica;
- enviar de manera inalámbrica las señales procesadas a uno o más servidores remotos o locales, que comprenden cada servidor una base de datos que recibe y archiva los datos de salida procesados transmitidos de los uno o más dispositivos; y
- visualizar por parte de un usuario permitido en una aplicación de móvil tipo loS o Android o un ordenador las señales archiva en la/s base/s de datos.
Un cuarto objeto de la presente invención definido en la reivindicación 31 es un programa de ordenador, que comprende instrucciones de código para ejecutar en uno o más procesadores las distintas etapas del método anterior.
En definitiva, el dispositivo objeto de esta invención presenta notables ventajas que lo hacen mucho más fiable en cuanto a la toma de medidas, cómodo de utilizar para un usuario, rápido de instalar y desinstalar en relación a los dispositivos de conexión, sensado y medida existentes hoy en día, y totalmente versátil para ser instalado en cualquier tipo de dispositivo de aparamenta existente sin necesidad de cortar la alimentación o la modificación del cuadro eléctrico donde está instalado el dispositivo de aparamenta.
Estas y otras características se desprenderán mejor de la descripción detallada que sigue, la cual, para facilitar su comprensión, se acompaña de quince láminas de dibujos, en las que se ha representado un caso práctico de realización que se cita solamente a título de ejemplo no limitativo del alcance de la presente invención.
Breve descripción de las figuras:
Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representan dos casos prácticos de realización.
La figura 1 es una vista en perspectiva frontal de una primera realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la presente invención en una posición donde los sensores de corriente de tipo flexible están en posición cerrada.
La figura 2 es una vista en otra perspectiva de la primera realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención en la misma posición de la figura 1 con los sensores de corriente cerrados.
La figura 3 es una vista en planta superior de la primera realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención.
Las figuras 4a y 4b son respectivas vistas en planta inferior de la primera realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención, en donde la primera tiene los extremos de los sensores en posición cerrada y la segunda en posición abierta.
La figura 5 es una vista en alzado lateral izquierdo de la primera realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención.
La figura 6 es una vista en alzado lateral derecho de la primera realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención.
La figura 7 es una vista en alzado frontal de la primera realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención.
La figura 8 es una vista en alzado posterior de la primera realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención.
La figura 9 es una vista explosionada de la primera realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención, en donde se representan todos los distintos componentes.
Las figuras 10 y 11 son respectivas vistas en dos perspectivas distintas del conjunto formado por la placa de soporte frontal y las placas de circuito de la primera realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención.
Las figuras 12 y 13 son respectivas vistas esquemáticas del dispositivo de aparamenta visto en lateral y con la primera realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención en una posición de montaje y en posición ya montado, respectivamente. La figura 14 es una vista esquemática del dispositivo de aparamenta visto de frente con la primera realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención en posición ya montado.
La figura 15 es una vista en perspectiva frontal de una segunda realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la presente invención en una posición donde los sensores de corriente de tipo rígido están en posición cerrada.
La figura 16 es una vista en otra perspectiva de la segunda realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención en la misma posición de la figura 1 con los sensores de corriente cerrados.
La figura 17 es una vista en planta superior de la segunda realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención.
Las figuras 18a y 18b son respectivas vistas en planta inferior de la segunda realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención, en donde la primera tiene los extremos de los sensores rígidos en posición cerrada y la segunda en posición abierta.
La figura 19 es una vista en alzado lateral izquierdo de la segunda realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención.
La figura 20 es una vista en alzado lateral derecho de la segunda realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención.
La figura 21 es una vista en alzado frontal de la segunda realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención.
La figura 22 es una vista en alzado posterior de la segunda realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención.
La figura 23 es una vista en perspectiva de la segunda realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención, donde se observan los medios mecánicos.
La figura 24 es una vista esquemática del sistema de dispositivos de la invención. La figura 25 es un diagrama de bloques esquemático de los distintos elementos constituyentes del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención.
Descripción de unas realizaciones preferidas de la invención:
A continuación, se describe una primera realización preferida del dispositivo de conexión, sensado y medida (10) de la invención, haciendo particular referencia a las Figuras adjuntas 1 a 14.
En esta primera realización se puede apreciar la configuración exterior e interior del dispositivo de conexión, sensado y medida (10) de la invención. En concreto, las primeras figuras 1 a 8 muestras diversas vistas exteriores del dispositivo de conexión, sensado y medida (10).
El conjunto montado del dispositivo de conexión, sensado y medida (10) está formado exteriormente por una carcasa (11), en este caso formado por tres partes distintas (11a, 11b, 11c) unidas entre sí, y por una placa de soporte frontal (19) que se extiende inferiormente por debajo de la carcasa (11) e incorpora uno o más elementos de conexión (16) de tipo "plug&play" que se extienden hacia la dirección de conexión “Z”, véase Figura 9. La carcasa presenta exteriormente un cuerpo sensiblemente prismático y que presenta lateralmente unas superficies de acoplamiento complementarias: en un lateral una superficie saliente (27) y en el lateral opuesto una superficie entrante (28), véase figuras 1, 2, 7 y 8.
En este caso concreto se han previsto cuatro elementos de conexión (16) dotados, cada uno, de un respectivo extremo magnético (17) configurado para quedar sujetado magnéticamente y conectarse eléctricamente de modo extraíble a un respectivo tornillo, o borne de conexión, o mordaza (25), o a cualquier punto metálico de fijación o conexión del cableado del dispositivo de aparamenta (13).
Estos extremos magnéticos (17) presentan un cuerpo cilindrico metálico dentro del cual se inserta uno o más imanes (12) en la parte delantera del cuerpo cilindrico, véase figura 6, con un único imán (12) dibujado en línea discontinua.
Según se aprecia en las figuras adjuntas, cada elemento de conexión (16) presenta una porción fija posterior (30) y una porción móvil anterior (17) en la dirección de conexión "Z" y cuya configuración alargada es tal para que se pueda insertar perfectamente en los alojamientos (15) existentes en los dispositivos de aparamenta (13). En la parte interior delantera de la porción móvil anterior (17) se incorporan uno o más elementos magnéticos (12). La movilidad en el eje “Z” de la porción móvil anterior (17) es posible merced a un elemento elástico (no mostrado en las Figuras adjuntas), que permite adaptar la longitud de los elementos de conexión (16) a las pequeñas variaciones existentes en cuanto a la profundidad del emplazamiento de cada tornillo, borne de conexión, mordaza (25) o cualquier punto metálico de fijación o conexión del cableado de cada modelo de dispositivo de aparamenta (13).
Según se aprecia en la figura 7, los cuatro elementos de conexión (16) pueden presentar, adicionalmente, un grado de libertad en la dirección "Y" - es decir en la dirección correspondiente a la vertical del dispositivo de aparamenta (13)- para así poderse mover arriba y abajo en el eje Ύ” y adaptarse perfectamente a las distintas geometrías y configuraciones en altura de los diversos dispositivos de aparamenta (13).
Interiormente, el conjunto montado del dispositivo de conexión, sensado y medida (10) para sistemas de alimentación trifásicos está formado por tres sensores de corriente de núcleo cerrado de tipo flexible, dotados cada uno de dos extremos (18a, 18b) que sobresalen de la carcasa (11) en la dirección de conexión “Z”, véase figuras 1 a 7. Si fuese para sistemas monofásicos, tendría un único sensor de corriente de núcleo cerrado.
En este caso concreto, estos tres sensores de corriente de núcleo cerrado y de tipo flexible están formados por sensores de núcleo de aire, los cuales están configurados por unas bobinas que se van enrollando, formando un bucle flexible. En la figura 9 no se han representado las tres bobinas, que irían respectivamente dentro de cada funda protectora (40). Por encima de la parte exterior de dichos extremos de bobinas están las respectivas fundas protectoras (40) de material eléctricamente aislante (tal como plástico) y flexible, véase figura 9. Dichas fundas protectoras (40) a modo de vaina presentan un extremo anterior cerrado y un extremo posterior dotado de una parte extendida (40a) configurada para quedarse asentada en la parte posterior de los orificios pasantes (44) de la carcasa (11c) y así fijar las fundas protectoras (40) en la carcasa (11).
Estos uno o más pares de extremos (18a, 18b) de los tres sensores de corriente de núcleo cerrado pueden adoptar dos posiciones distintas, tal y como se muestra en las figuras adjuntas: i) una primera posición de instalación del dispositivo (10) en el dispositivo de aparamenta (13) mostrada en la Figura 4b: los uno o más pares de extremos (18a, 18b) de los 3 sensores de corriente quedan abiertos un cierto espacio “X”, de modo que al desplazar en la dirección de conexión “Z” el dispositivo (10) dicho cierto espacio “A” entre pares de extremos es mayor al diámetro “B” de un respectivo cable eléctrico previamente instalado en el dispositivo de aparamenta (13) que discurre en una dirección vertical Ύ” para pasar, y ii) una segunda posición de trabajo del dispositivo (10) mostrada en la Figura 4a: los uno o más pares de extremos (18a, 18b) de los tres sensores de corriente quedan cerrado uno respecto al otro formando un espacio cerrado “c” dentro del bucle para albergar en el interior al respectivo cable eléctrico (31) del dispositivo de aparamenta (13).
En este caso concreto ilustrado, en la segunda posición de trabajo los tres pares de extremos (18a, 18b) quedan entrecruzados uno respecto al otro, pero en planos diferentes, véase figuras 1, 2 y 7.
Este cambio entre las dos posiciones del sensor está accionado por un mecanismo de abertura y cierre que obliga al o a los pares de extremos (18a, 18b) a pasar de la segunda posición cerrada a la primera posición abierta, y viceversa.
Los medios o mecanismo de abertura y cierre del o de los pares de extremos (18a, 18b) está formado por una porción móvil (33) que se puede desplazar en la dirección de conexión “Z” en los dos sentidos y que está guiada por unas guías laterales (34) previstas en la carcasa (11). En este caso concreto, se prevén dos guías laterales (34) dispuestas para guiar cada una de las bases laterales de la porción móvil (33). Dichas guías laterales (34) pueden tener, por ejemplo, una sección en forma de codo formando un raíl longitudinal para guiar a cada base lateral de la porción móvil (33).
Esta porción móvil (33) actúa de manera que abre y cierra todos los uno o más pares de extremos a la vez.
Tal y como aprecia en la figura 9, la porción móvil (33) está formada por una porción lateral (33b) y una porción frontal (33a) solidarias entre sí y sustancialmente perpendiculares entre sí, y en donde la porción frontal (33a) está provista de un respectivo orificio pasante (33c) para cada punta configurado para que pueda pasar una punta por su interior, y en dicha porción frontal (33a) se prevén unos elementos de guiado (33e) con un perfil curvo para cada punta. Además, la porción lateral (33b) presenta unas ranuras de guiado (33d) de unos topes superiores (43) previstos en la carcasa (11a, 11b, 11c). En este caso concreto, se han previsto dos ranuras de guiado rectas, una en cada lado, una para cada tope (43).
Con respecto a los elementos de guiado (33e), los mismos de forma preferente presentan una porción que se extiende frontalmente desde cada respectivo orificio pasante (33c) para cada punta para ayudar a las partes más extremas de los pares de extremos del sensor a que queda en posición abierta.
Con respecto a la porción frontal (33a), la misma presenta un cuerpo con una base con una geometría con una pluralidad de surcos complementaria a la geometría de la porción superior de la carcasa (11c), para poder encajar ambas superficies al quedar montado el dispositivo (10).
Además, la porción lateral (33b) puede incorporar un asidero (36), véase figuras 2, 4a y 4b, en su parte exterior más alejada de las puntas para que un usuario o un instalador pueda desplazar la porción móvil (33) arriba y abajo guiado por las guías laterales (34).
En este caso concreto, véase figura 9, se prevén tres partes (11a, 11b, 11 c) de la carcasa, en donde la parte posterior (11a) presenta un cuerpo sensiblemente prismático con unos laterales con superficies complementarias, para poderse encajar lateralmente dos dispositivos (10). La parte anterior (11c) presenta una superficie exterior anterior complementaria a la superficie de la porción móvil (33) y prevista de orificios (44) para la salida de cada extremo del sensor (18). La parte anterior (11c) presenta también unos orificios para el paso de unos elementos de fijación (no mostrado en las Figuras adjuntas) para fijar solidariamente las distintas partes (11a, 11b, 11c) de la carcasa y de la placa de soporte frontal (19). Y la parte intermedia (11b) es una placa para sujetar la parte posterior de los sensores.
En referencia a la placa de soporte frontal (19), la misma incorpora en la parte interior unos elementos de soporte (45) en el interior de los cuales se inserta un elemento de fijación (no mostrado en las Figuras adjuntas). Estos elementos de soporte (45) se encuentran alineados con los orificios para el paso de unos elementos de fijación de la parte anterior (11c). También por la parte interior la placa de soporte frontal (19) incorpora respectivos orificios alargados (32) para guiar el desplazamiento vertical en Ύ”, véase figura 7. En referencia a la placa de soporte frontal (19), la misma incorpora varias placas de circuito (42), encargadas de distintas funciones del dispositivo (10, 100). En las figuras 10 y 11 se muestra una posible configuración de las placas de circuito (42) montadas en la parte interna de la placa de soporte frontal (19). En concreto, se prevé una placa de la fuente de alimentación (42b) del dispositivo (10), cuya función es la de convertir el voltaje de entrada de 230VdC en 5VdC y 3’3VdC para alimentar los distintos mecanismos del dispositivo (10). También se prevé una placa de medida de corriente (42a), cuya función es la de entregar la señal de los sensores y también la adecuación (por ejemplo, amplificar, filtrar, etc.) de las señales recibidas del sensor y enviarlas al microcontrolador para enviar la medida. También se prevé una placa de comunicaciones (42d) que incorpora un microchip. Dicho microchip puede ser adecuado para la transmisión de las señales del dispositivo (10) a través de uno de los siguientes tipos de comunicación: GSM, wifi, bluetooth, NB-loT (Narrowband Internet of Things), lora, SIGFOX o cualquier otro tipo de radiocomunicación. También se prevé una placa de medida de tensión y de control e indicación (42c), cuya función es por un lado medir la tensión a partir de las medidas de los elementos de conexión (16).
De modo preferente, estas placas (42a, 42b, 42c, 42d) son del tipo de circuito impreso, y presentan las medidas y geometría necesarias para que puedan quedar perfectamente insertadas en la cavidad interior formada dentro de la carcasa (11). La disposición de estas cuatro placas (42a, 42b, 42c, 42d), pueden disponerse en otras ubicaciones diferentes, sin que ello afecte a la funcionalidad de la invención.
En este caso concreto, la placa de soporte frontal (19), por la cara vista, que corresponde a la placa opuesta a donde se localizan las placas de circuito integrado (42a, 42b, 42c, 42d), presenta unos indicadores luminosos, por ejemplo, de tipo LED (29). En la figura 8 se ha representado, a modo de ejemplo, un LED de color rojo para indicación de funcionamiento del dispositivo (10) y otro LED de color azul para indicación o estado de las comunicaciones inalámbricas del dispositivo (10). Además de estas dos indicaciones luminosas (29), la placa presenta una pantalla (20) y un botón de “reset” (30). También se prevé un botón (26) para accionar de manera manual los elementos de conexión (16) arriba y abajo en la dirección del eje “Y”.
El dispositivo de conexión, sensado y medida (10) de esta primera realización de la invención está configurado para que ser conectable eléctricamente a uno o varios de los tornillos, bornes de conexión o mordazas de un dispositivo de aparamenta (13) de red eléctrica. En las figuras 12 a 14 se muestran respectivas vistas de cómo se conecta un dispositivo de conexión, sensado y medida (10) a un dispositivo de aparamenta (13) de red eléctrica. En dichas figuras 12 a 14 se aprecia cómo el dispositivo (10) se conecta a través de los distintos elementos de conexión (16, 17) a respectivas partes metálicas (25) previstas en el interior de los respectivos orificios de conexión (15) dispuestos en la parte superior de la cara frontal (14) del dispositivo de aparamenta (13) de red eléctrica. Una vez las puntas magnéticas (17) hacen contacto con las respectivas partes metálicas (25) quedan perfectamente sujetas y conectadas eléctricamente entre sí, tal y como se muestra en la figura 13. Los elementos de conexión (16, 17) presentan una geometría y tamaño tal para poder insertarse óptimamente en los orificios de conexión (15) de la parte superior de la cara frontal del dispositivo de aparamenta (13) de red eléctrica. Una vez los elementos de conexión (16, 17) quedan sujetos también los cables (31) del dispositivo de aparamenta (13) quedan alojados dentro de los respectivos bucles cerrados o semicerrados de cada sensor (18).
A continuación, se describe una segunda realización preferida del dispositivo de conexión, sensado y medida (100) haciendo referencia a las figuras adjuntas 15 a 23.
Esta segunda realización preferida del dispositivo de conexión, sensado y medida (100) presenta unos uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado de tipo rígido (18’). La mayoría de los componentes del dispositivo (100) son similares a los de la primera realización preferida del dispositivo de conexión, sensado y medida (10) anteriormente descrita, a excepción de los sensores que son de tipo rígido y también los medios mecánicos de abertura y cierre de los pares de extremos de los uno o más sensores rígidos (18’). Presenta también una carcasa cerrada que está rematada en la parte trasera por la placa de soporte (19) de donde se extienden en la dirección de conexión “Z” los uno o más elementos de conexión (16, 17).
En las figuras 18a y 18b se ilustran las dos posiciones extremas de cierre y abertura de los pares de extremos (18’a, 18’b) de los uno o más sensores rígidos, respectivamente. Dichos pares de extremos (18’a, 18’b) se accionan a través de dos pulsadores (33’) que al unirse entre sí abren los pares de extremos (18’a, 18’b). La figura 23 muestra una vista en perspectiva inferior del interior de esta segunda realización del dispositivo de conexión, sensado y medida de la invención (100), donde se observan los medios mecánicos que permiten la abertura y cierre de los pares de extremos (18’a, 18’b) del sensor (18’), en este caso tres sensores (18’). Se prevén dos elementos-palanca (35, 36) distintos, los cuales tienen la función de desplazar, ambos elementos-palanca (35, 36) a la vez, a unas respetivas guías (37) de cada extremo (18’a, 18’b). Es decir que un primer elemento-palanca (35) desplaza simultáneamente a las partes inferiores (37) de cada extremo izquierdo (18’a) de los sensores mientras que un segundo elemento-palanca (36) arrastra desplazando simultáneamente a todas las partes inferiores (38) de cada extremo derecho de los sensores (18’b). Los dos elemento-palanca (35, 36) presentan unos engarces para fijar solidariamente a las partes inferiores (37 y 38). También presentan unas prolongaciones inferiores para conectarse solidariamente con los pulsadores (33’).
La figura 24 muestra un posible sistema de grupo de dispositivos (10 o 100), los cuales están conectados y comunicados de manera inalámbrica con un servidor, de manera que envían unos datos de salida procesados al servidor o bien reciben datos de este servidor. Dicho servidor, que puede estar ubicado en la nube, puede comprender una base de datos que recibe los datos de salida procesados transmitidos de uno o más dispositivo (10), unos algoritmos y un webservice. Dichos datos de la base de datos pueden visualizarse por parte de un usuario a través de un ordenador, una aplicación móvil o bien imprimirse, entre otros.
La figura 25 representa un diagrama de bloques esquemático de los distintos elementos constituyentes del dispositivo de conexión, sensado y medida (10, 100) de la invención. Los uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado (18) se encargan de medir la corriente. Seguidamente se adecúa la medida de corriente mediante un módulo de filtrado y otro módulo de amplificación. A continuación, las señales se envían a un conversor analógico-digital y posteriormente a un microprocesador central. Por otro lado, los uno o más elementos de conexión (16, 17) se encargan de medir la tensión de la red eléctrica. Seguidamente se adecúa la medida de tensión mediante un módulo de filtrado y otro módulo de amplificación. A continuación, las señales de tensión adecuadas se envían al conversor analógico-digital y posteriormente al microprocesador central. El microprocesador central es el encargado de procesar como mínimo las señales captadas de corriente y/o de tensión adecuadas y las envía al módulo de indicación o al módulo de comunicación inalámbrica. El módulo de indicación envía las señales de indicación a los indicadores luminosos y el módulo de comunicación inalámbrica envía las señales procesadas a uno o más dispositivos externos (no representados en la figura 25).
A pesar de que se ha hecho referencia a una realización concreta de la invención, es evidente para un experto en la materia que el dispositivo (10, 100) descrito es susceptible de numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles mencionados pueden ser substituidos por otros técnicamente equivalentes, sin apartarse del ámbito de protección definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10, 100), del tipo que es susceptible de conectarse eléctricamente a uno o varios de los tornillos, bornes de conexión o mordazas de un dispositivo de aparamenta (13) de red eléctrica, en donde el dispositivo de aparamenta es un interruptor, un conmutador, un interruptor magnetotérmico, un interruptor diferencial, un transformador o un protector contra sobretensiones, y en donde el dispositivo de conexión, sensado y medida (10) comprende:
- una carcasa (11),
- uno o más elementos de conexión (16) que se extienden hacia afuera de dicha carcasa (11) en una dirección de conexión “Z”, en donde cada uno de los uno o más elementos de conexión (16) comprende un extremo metálico o magnético (17) configurado para conectarse eléctricamente de modo extraíble a un respectivo tornillo, o borne de conexión, o mordaza (25), o a cualquier punto metálico de fijación o conexión del cableado del dispositivo de aparamenta (13), de modo que a través del uno o más elementos de conexión (16) el dispositivo de conexión, sensado y medida (10) puede recoger la/s señal/es de tensión de la red eléctrica o bien inyectarla/s a la red eléctrica; y caracterizado porque comprende, además:
- uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado, configurado(s) para:
(a) sensar el campo magnético presente en una línea de la red y/o sensar los efectos de las señales inyectadas, y/o
(b) inyectar las señales de corriente (18) que circulan por los polos del dispositivo de aparamenta (13), en donde cada uno de los uno o más sensores de corriente comprende un bucle con sus dos extremos (18a, 18b) que sobresalen de la carcasa (11) en la dirección de conexión “Z”, y en donde dichos uno o más pares de extremos (18a, 18b) del bucle pueden adoptar dos posiciones distintas: i) una primera posición de instalación del dispositivo de conexión, sensado y medida (10) en el dispositivo de aparamenta, en donde los uno o más pares de extremos (18a, 18b) de sensor quedan abiertos un cierto espacio, de modo que al desplazaren la dirección de conexión “Z” el dispositivo de conexión, sensado y medida dicho cierto espacio entre extremos es mayor al diámetro de un respectivo cable eléctrico previamente instalado en el dispositivo de aparamenta que discurre en una dirección vertical Ύ” para pasar, y ii) una segunda posición de trabajo, en donde cada par de extremos (18a, 18b) del uno o más sensores de corriente queda cerrado o parcialmente cerrado uno respecto al otro formando un espacio cerrado o parcialmente cerrado dentro del bucle para albergar en el interior al respectivo cable eléctrico (31) del dispositivo de aparamenta; y comprende además - unos medios mecánicos para abrir y cerrar los uno o más pares de extremos (18a, 18b) del uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado, conduciendo los uno o más pares de extremos (18a, 18b) de la segunda posición cerrada a la primera posición abierta, y viceversa.
2. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 1, caracterizado en que los uno o más elementos de conexión (16) son de tipo "plug&play" y se extienden hacia afuera en una dirección de conexión vertical “Z”, en donde cada elemento de conexión para un polo distinto del dispositivo de aparamenta (13), dotados cada elemento de conexión (16) de un respectivo extremo magnético (17) configurado para a la vez sujetarse y conectarse eléctricamente de modo extraíble sin ninguna conexión mecánica ni cableado a un respectivo tornillo, o borne de conexión, o mordaza (25), o a cualquier punto metálico de fijación o conexión del cableado del dispositivo de aparamenta (13).
3. Dispositivo de conexión, sensado y medida (100), según la reivindicación 1 , caracterizado en que los uno o más elementos de conexión (16) se extienden hacia afuera en una dirección de conexión vertical Ύ”, en donde cada elemento de conexión para un polo distinto del dispositivo de aparamenta (13) comprende un respectivo extremo metálico (17’) configurado para conectarse eléctricamente de modo extraíble a un punto metálico de fijación o conexión del cableado del dispositivo de aparamenta (13) y donde cada extremo metálico (17’) queda apretado por un respectivo tornillo.
4. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado en que el uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado son de tipo flexible.
5. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado en que el uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado son de tipo rígido.
6. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 4, caracterizado en que el uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado flexibles se escogen de entre los siguientes tipos: de núcleo de aire, ópticos y de efecto Hall.
7. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 5, caracterizado en que el uno o más sensores de corriente de núcleo cerrado rígidos se escogen de entre los siguientes tipos: de núcleo de aire, de núcleo de hierro, ópticos, magnetoresistivos, de efecto Hall, captadores de corriente de flujo nulo, híbridos o ultrasónicos.
8. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 4 o 6, caracterizado en que además comprende respectivas fundas de material eléctricamente aislante y flexible dispuestas cubriendo las partes del uno o más sensores de la corriente que quedan fuera del interior de la carcasa.
9. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 1, caracterizado en que para sistemas de alimentación monofásicos el dispositivo de conexión, sensado y medida (10) tiene un sensor de corriente, y para sistemas de alimentación trifásicos tiene tres sensores de corriente.
10. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 4, caracterizado en que en la primera posición de trabajo un extremo (18a, 18b) de cada sensor queda tocando con el otro extremo o bien queda cruzado uno respecto al otro.
11. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 4, caracterizado en que los medios mecánicos configurados para abrir y cerrar uno o más pares de extremos (18a, 18b) de los sensores de corriente de núcleo cerrado de tipo flexible desde la primera posición hasta la segunda posición comprenden una porción (33) móvil por parte del usuario en la dirección de conexión “Z” y en los dos sentidos que está guiada para mover todos los grupos de dos extremos a la vez.
12. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 11, caracterizado en que la porción móvil (33) está formada por una porción lateral (33b) y una porción frontal (33a) solidarias entre sí, y en donde la porción frontal (33a) está provista de un orificio (33c) para cada punta configurado para que pueda pasar una punta por su interior, y en dicha porción frontal (33a) comprende unos elementos de guiado (33e) con un perfil curvo para cada punta.
13. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 12, caracterizado en que la porción lateral (33b) de la porción móvil (33) comprende unas ranuras de guiado (33d) de unos topes superiores (43) previstos en la carcasa (11) donde las guías longitudinales (33d) se extienden a lo largo de la dirección del eje “Z”.
14. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 12, caracterizado en que la porción lateral (33b) incorporar un asidero (36), en su parte exterior más alejada con respecto a las puntas, para que un usuario o un instalador pueda desplazar la porción móvil (33) arriba y abajo guiado por las guías laterales (34).
15. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 12, caracterizado en que la carcasa (11) comprende unas guías (34) para el guiado lateral de la porción (33) en la dirección “Z”.
16. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 1 , caracterizado en que la carcasa (11) presenta un cuerpo cerrado y abierto únicamente por su parte frontal para la salida de los extremos del/de los sensores de corriente de núcleo cerrado (18).
17. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación anterior, caracterizado en que la carcasa (11) presenta un cuerpo cerrado formado por una única pieza.
18. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación anterior, caracterizado en que el cuerpo de la carcasa (11) está formado por como mínimo dos piezas (11a, 11c) que encajan entre sí para poder instalar los sensores en el interior de la carcasa (11).
19. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 2, caracterizado en que los uno o más elementos de conexión magnética (16) se extienden en una dirección de conexión “Z” desde una placa de soporte frontal (19) que está unida solidariamente a la carcasa (11) y donde la placa de soporte frontal (19) presenta una superficie para el manejo y posicionamiento y retirada por parte del usuario del dispositivo de conexión, sensado y medida (10) en el dispositivo de aparamenta (13).
20. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que en el interior de la carcasa (11) están incorporados otros medios de sensado adicionales para medir otros parámetros o señales distintas a la tensión y a la corriente, que se escogen entre uno o más de los siguientes: sensores de temperatura, humedad, vibración y/o aceleración, presencia/movimiento/proximidad, GPS (que incluye la fecha, hora y lugar de instalación), y/o iluminación.
21. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 1 , caracterizado en que adicionalmente puede comprender en el interior del sistema de conexión (10) unos medios de procesamiento de dichos parámetros o señales captadas y/o inyectadas de corriente y/o de tensión y/o otros parámetros.
22. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación anterior, caracterizado en que los medios de procesamiento de dichos parámetros o señales captadas y/o inyectadas de corriente y/o de tensión y/o otros parámetros están integrados en un chip microprocesador y/o microcontrolador.
23. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación anterior, caracterizado en que los parámetros procesados son uno o más de los siguientes: Hz, PF, KvarC, KVA, kW, kWh, KvarLh y/o LvarCh.
24. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 1 o 15, caracterizado en que adicionalmente puede comprender en unos medios de transmisión de dichos parámetros o señales medidas o procesadas por los medios de procesamiento a un dispositivo externo de gestión y/o almacenamiento de datos, tal como un PC, redes de datos o un servidor local o un servidor en la nube.
25. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la anterior reivindicación, caracterizado en que los medios de transmisión del tipo inalámbrico se escogen de entre los siguientes: GSM, wifi, bluetooth, NB-loT (Narrowband Internet of Things), lora, SIGFOX o cualquier otro tipo de radiocomunicación.
26. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la anterior reivindicación, caracterizado en que cuando el tipo de transmisión es vía GSM, NB-loT el dispositivo (10) comprende en el interior de la carcasa (11) una tarjeta SIM de un operador.
27. Dispositivo de conexión, sensado y medida (10), según la reivindicación 1 , caracterizado en que adicionalmente comprende unos medios de visualización o indicación de los parámetros sensados, inyectados y/o procesados tal como una pantalla digital (20), para que el usuario pueda visualizar en un lugar preferente del propio sistema de conexión los valores de dichos parámetros.
28. Sistema, caracterizado en que comprende:
- uno o más dispositivos (10) definidos en una cualquiera de la reivindicación anteriores que envían unos datos de salida procesados a uno o más servidores, y
- uno o más servidores, que comprenden cada uno una base de datos que recibe los datos de salida procesados transmitidos de uno o más dispositivo (10), donde el uno o más dispositivos (10) y el uno o más servidores están conectados y comunicados de manera inalámbrica.
29. Sistema, según la anterior reivindicación, que comprende como mínimo dos dispositivos (10) interconectados entre sí y encajados por sus respectivos laterales, pudiendo ser un sistema de conexión interconectable con otros dispositivos (10) instalados en dispositivos de aparamenta relacionados o interconectados con él en estructuras tipo "master/slave", de modo que un dispositivo (10) puede recibir señales de otros dispositivos (10) próximos o enviarlas, gestionando también dichas señales.
30. Un método implementado por ordenador, para operar los datos procesados por el dispositivo (10, 100) definidos en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 27, que comprende llevar a cabo las siguientes etapas:
- conectar eléctricamente uno o más dispositivos (10, 100) en respectivos dispositivos de aparamenta (13);
- dar de alta un usuario permitido a uno o más dispositivos (10, 100) en una plataforma web;
- sensar los uno o más dispositivos (10, 100) como mínimo la/s señal/es de tensión de la red eléctrica y el campo magnético presente en una línea de la red,
- generar en el interior del uno o más dispositivos (10, 100) unas señales procesadas de como mínimo la/s señal/es de tensión de la red eléctrica y la/s señal/es de corriente de la red eléctrica;
- enviar de manera inalámbrica las señales procesadas a uno o más servidores remotos o locales, que comprenden cada servidor una base de datos que recibe y archiva los datos de salida procesados transmitidos de los uno o más dispositivos (10, 100); y
- visualizar por parte de un usuario permitido en una aplicación de móvil tipo loS o Android o un ordenador las señales archiva en la/s base/s de datos.
31. Un programa de ordenador, que comprende instrucciones de código para ejecutar en uno o más procesadores las distintas etapas del método de acuerdo con la reivindicación anterior.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4234863A (en) * 1978-11-08 1980-11-18 Dixson, Inc. Inductive pickup clip
US20120038446A1 (en) * 2010-08-10 2012-02-16 Mcbee Bruce W Apparatus and Method for Mounting an Overhead Monitoring Device
DE102011102978A1 (de) * 2011-05-23 2012-11-29 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Strommessumformer
EP2772989A1 (en) * 2011-10-28 2014-09-03 Smilics Technologies S.l. Compact connection system for mains switchgear
US20180038893A1 (en) * 2016-02-15 2018-02-08 Universal Enterprises, Inc. Slide closure multi tester

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100965818B1 (ko) * 2008-05-13 2010-06-24 태화트랜스 주식회사 로고스키코일을 구비하는 분할클램프식 전류센서
US8536857B2 (en) * 2008-07-18 2013-09-17 Tollgrade Communications, Inc. Power line takeoff clamp assembly
FR2973881B1 (fr) * 2011-04-11 2013-11-08 Schneider Electric Ind Sas Dispositif et ensemble de mesure d'un courant electrique
US8660810B2 (en) * 2011-04-19 2014-02-25 Schneider Electric It Corporation System and method to calculate RMS current and true power in a multidrop sensor network
US9915680B2 (en) * 2014-04-11 2018-03-13 Thomas & Betts International Llc Laminate structure and clamping mechanism for faulted circuit indicator
ES1159383Y (es) * 2016-05-31 2016-09-13 Smilics Tech S L Transformador de corriente trifasico

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4234863A (en) * 1978-11-08 1980-11-18 Dixson, Inc. Inductive pickup clip
US20120038446A1 (en) * 2010-08-10 2012-02-16 Mcbee Bruce W Apparatus and Method for Mounting an Overhead Monitoring Device
DE102011102978A1 (de) * 2011-05-23 2012-11-29 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Strommessumformer
EP2772989A1 (en) * 2011-10-28 2014-09-03 Smilics Technologies S.l. Compact connection system for mains switchgear
US20180038893A1 (en) * 2016-02-15 2018-02-08 Universal Enterprises, Inc. Slide closure multi tester

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4030172A4 *

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