ES2953847T3 - Sensor eléctrico - Google Patents

Abstract

Las redes de distribución de energía necesitan cada vez más monitorear la energía eléctrica en puntos distribuidos alrededor de la red para hacer frente a las tarifas de alimentación, etc. Una unidad que detecta las características eléctricas de la red también se puede utilizar para detectar otras características ambientales de la red eléctrica. red en esa ubicación. Describimos una unidad de sensor eléctrico (50) que se puede conectar a un cable de distribución eléctrica aislado (88) y que comprende al menos un sensor eléctrico para al menos uno de corriente, voltaje y ángulo de fase de la energía eléctrica que se transmite en el cable (88). una fuente de energía eléctrica para accionar los sensores eléctricos, y un enchufe para recibir un sensor ambiental y que comprende conexiones para la fuente de energía eléctrica. Esto significa que la unidad se puede implementar como un elemento estándar a un costo comparable con un simple sensor eléctrico, y luego, si se desea una detección ambiental en la ubicación en cuestión, entonces se puede agregar un sensor ambiental a través del enchufe para actualizar esa ubicación en particular. Es conveniente que la unidad comprenda un cuerpo anular que define un paso axial a través del cual puede pasar un conductor eléctrico (90), alojando el cuerpo anular un sensor eléctrico en forma de un sensor de corriente que incluye un bucle que se extiende alrededor del paso axial. Esto proporciona una forma conveniente para la unidad que permite instalarla en su lugar sobre un cable existente (88) sin cortar el cable. El sensor ambiental puede detectar al menos uno de temperatura, descarga parcial, humedad y presión atmosférica. Así, en la toma se puede equipar un sensor apto para detectar alguno o algunos de estos, o una batería, o un tapón ciego (80), por ejemplo si en ese momento no se necesita ni una batería ni un sensor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sensor eléctrico

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una terminación eléctrica para utilizar en redes de distribución de energía, en particular, pero no exclusivamente, en aquellas partes de redes que no están suspendidas y/o son principalmente subterráneas y/o están cubiertas por un revestimiento eléctricamente aislante.

TÉCNICA ANTERIOR

Históricamente, las redes de energía eléctrica han sido de naturaleza jerárquica, con instalaciones de generación de energía alimentando energía eléctrica a la red en un extremo y un intervalo de clientes extrayendo energía de la red en el otro extremo (hablando lógicamente). Tal disposición es conveniente para las empresas de distribución de energía porque cuando es necesario llevar a cabo trabajos de mantenimiento en la red, se pueden abrir interruptores automáticos en puntos estratégicos, aislando de este modo las partes relevantes de la red y permitiendo que el trabajo se realice de forma segura.

El concepto de "tarifas de alimentación" cambia esto fundamentalmente. Según este concepto, los clientes usuarios finales tienen la opción de instalar instalaciones locales de generación de energía, generalmente una fuente de energía renovable, tal como paneles solares, turbinas eólicas o similares. Estos se conectan a la red de distribución eléctrica y, si generan más energía de la que necesita el cliente, devuelven el exceso de energía a la red. Luego, se paga al cliente por la energía eléctrica que suministra a la red.

Esto significa que la empresa distribuidora ha perdido cierto grado de control sobre su red. Durante el trabajo de reparación, puede aislar secciones de la red de sus propias instalaciones de generación de energía, pero no puede estar seguro de que no haya puntos de alimentación del cliente que estén suministrando energía. Por consiguiente, la sección de la red aún puede estar activa, a pesar de estar aislada. Durante el funcionamiento normal, la empresa deberá monitorizar la red para determinar qué energía se está transmitiendo realmente para garantizar que la demanda se satisfaga apropiadamente. Por lo tanto, las empresas distribuidoras deben ser capaces de verificar la tensión local, la corriente y el ángulo de fase en las ubicaciones distribuidas en la red. Al menos una de tales empresas ha emitido un requisito de medios para hacerlo; hasta ahora, las propuestas para hacerlo implican cortar el cable justo antes de una conexión y empalmar una sección corta de cable que incluye los sensores pasivos necesarios y que termina con un conector estándar a través del cual se puede volver a conectar.

Tales modificaciones deben adaptarse a los cables de alimentación subterráneos (aislados). En general, este problema no se aplica en el caso de líneas eléctricas suspendidas, ya que los puntos de alimentación de los clientes estarán en la red de distribución en lugar de en la red de transmisión. La red de transmisión generalmente emplea cables de tensión extra alta sin aislamiento (típicamente de 100 kV y más) que están suspendidos de torres de alta tensión al aire libre, que por lo tanto actúa como un aislante y una fuente de refrigeración. Esto se utiliza para la transmisión de energía de largo alcance desde centrales eléctricas medianas a grandes; solo los clientes industriales muy grandes toman energía directamente de la red de transmisión, y tales clientes no califican para las tarifas de alimentación domésticas. Las redes de distribución aceptan energía de nodos en la red de transmisión a tensiones más bajas de (típicamente) 50 kV o menos, y se conectan a clientes industriales más pequeños, subestaciones para clientes domésticos y puntos de alimentación tales como parques eólicos, solares, centrales eléctricas pequeñas, y puntos de alimentación domésticos. Estas conexiones a menudo se realizan a través de cables aislados, que pueden estar enterrados, encerrados en conductos o suspendidos en niveles más bajos.

El documento DE 3707707 describe un transductor de medición para barras colectoras y cables de redes de distribución de energía y muestra un cuerpo anular de material aislante que rodea el extremo de un cable de energía eléctrica. Dentro del cuerpo hay una bobina de detección de corriente, un sensor de tensión y un sensor de temperatura, todos los cuales están conectados a un alojamiento que contiene un microordenador para señalar las características detectadas a una ubicación remota. El sensor de temperatura está ubicado en una cavidad dentro del material del cuerpo anular.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Nos hemos dado cuenta de que una unidad que detecta las características eléctricas de la red también se puede utilizar para detectar otras características ambientales de la red eléctrica en esa ubicación. Además, deseamos evitar conexiones adicionales innecesarias dentro del cableado y, por lo tanto, deseamos proporcionar una disposición que pueda adaptarse sin necesidad de cortar un cable existente.

Así, en su primer aspecto, la presente invención proporciona una unidad de sensor eléctrico acoplable a un cable de distribución eléctrica y que comprende un cuerpo anular alargado formado por un material eléctricamente aislante y que define un paso axial a través del cual puede pasar un conductor eléctrico, alojando el cuerpo anular un sensor de corriente para la corriente que se transmite en el cable que incluye un bucle que se extiende alrededor del paso axial y al menos un sensor eléctrico para al menos uno de tensión y ángulo de fase de la energía eléctrica que se transmite en el cable, una fuente de energía eléctrica para accionar el sensores eléctricos, y un enchufe en el cuerpo anular para recibir de manera liberable un sensor ambiental enchufable y que comprende conexiones para la fuente de energía eléctrica. Esto significa que la unidad se puede implementar como un artículo estándar a un coste comparable con un sensor eléctrico simple, y luego, si se desea una detección ambiental en la ubicación en cuestión, se puede añadir un sensor ambiental a través del enchufe para actualizar esa ubicación en particular. De esta manera, la detección eléctrica esencial se puede implementar en la red a un coste mínimo, mientras que permite actualizaciones selectivas y/o posteriores para incluir la detección ambiental.

Es conveniente que la unidad comprenda un cuerpo anular que define un paso axial a través del cual puede pasar un conductor eléctrico (preferiblemente incluyendo su aislamiento), alojando el cuerpo anular un sensor eléctrico en forma de sensor de corriente que incluye un bucle que se extiende alrededor del paso axial. Esto proporciona una forma conveniente para la unidad que permite instalarla sobre un cable existente sin cortar el cable. En su lugar, el cable se puede soltar en una conexión existente, tal como una conexión atornillada, y la unidad se ajusta alrededor del cable. De hecho, la conveniencia de esta disposición es tal que, en un segundo aspecto, la presente invención se refiere a una unidad de sensor eléctrico acoplable a un cable de distribución eléctrica y que comprende un cuerpo anular que define un paso axial a través del cual puede pasar un conductor eléctrico, alojando el cuerpo anular un sensor eléctrico en forma de sensor de corriente que incluye un bucle que se extiende alrededor del paso axial, independientemente del primer aspecto. En ambos aspectos, también es útil que la unidad incluya un contacto para hacer contacto eléctrico con el cable para alimentar de este modo un sensor eléctrico en forma de sensor de tensión. Dicho contacto puede comprender un anillo roscado, dispuesto preferiblemente alrededor del paso axial, haciendo de este modo más sencilla la conexión con el empalme de cables.

La fuente de energía eléctrica puede ser una batería, preferiblemente recargable. Esto se puede ubicar en el enchufe, con las conexiones recibiendo energía de la batería y suministrándola a los sensores eléctricos. La batería sería entonces extraíble para sustituirla por una batería nueva (si la batería vieja hubiera llegado al final de su vida útil, por ejemplo),

Alternativamente, la fuente de energía puede ser una bobina inductiva que se puede disponer alrededor del cable de distribución eléctrica. Esto se puede combinar con la bobina inductiva utilizada para detectar la corriente en el cable. Este puede alimentar una batería recargable para cubrir períodos en los que el suministro eléctrico está ausente.

El sensor ambiental puede detectar al menos uno de temperatura, descarga parcial, humedad, presión atmosférica. Así, en el enchufe se puede instalar un sensor apto para detectar alguno o algunos de ellos, o una batería, o un tapón ciego (por ejemplo si en ese momento no se necesita ni batería ni sensor).

Una forma adecuada para el enchufe es un rebaje dentro de la unidad, en cuyo caso las conexiones se ubican idealmente en la base del rebaje.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Ahora se describirá una realización de la presente invención a modo de ejemplo, con referencia a las figuras adjuntas en las que;

La figura 1 muestra un diseño esquemático de una red de distribución de energía;

La figura 2 es una sección longitudinal a través de una unidad de sensor según la presente invención;

La figura 3 es otra sección longitudinal a través de la unidad de sensor, en un plano transversal a la sección de la figura 2;

La figura 4 es una vista de la unidad de sensor desde un extremo; y

La figura 5 es una vista lateral de la unidad de sensor acoplada a un cable, en sección parcial.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES

Con referencia a la figura 1, esta ilustra una red 10 de distribución de energía muy esquemática. Esto incluye dos fuentes de energía 12, 14 que pueden ser centrales eléctricas (de cualquier tipo, incluyendo centrales de combustión, centrales hidroeléctricas, parques eólicos, parques solares, centrales nucleares) o pueden estar interconectadas a una red de transmisión de alta tensión o de extra alta tensión de la que se puede tomar energía. Estos suministran energía a una red 16 de distribución local que normalmente será de 50-100 kV y alimenta una serie de subestaciones locales 18, 20. Cada subestación 18, 20 alimenta una red residencial local 22, 24 a la tensión de suministro local relevante de (por ejemplo) 240 V o 110 V. Los consumidores más grandes, tales como una unidad industrial 26, pueden conectarse directamente a la red 16 de distribución local. La red 16 de distribución local suele recibir energía de una red de transmisión de mayor alcance que emplea líneas de transmisión aéreas, que son normalmente conductores desnudos (es decir, sin aislamiento eléctrico) suspendidos entre pilones o postes, normalmente, pero no exclusivamente, en áreas rurales o escasamente desarrolladas. Dentro de la red de distribución local, la transmisión se realiza principalmente a través de cables aislados de baja tensión (por debajo de 50 kV) que a menudo no están suspendidos, normalmente subterráneos, por lo general, pero no exclusivamente, en ciudades, pueblos y áreas urbanizadas. Tales cables no suspendidos o subterráneos tienen un revestimiento eléctricamente aislante, a menudo de un diseño complejo de múltiples capas, para impedir la descarga de energía entre líneas a diferentes tensiones o a tierra; por el contrario, las líneas de transmisión aéreas de la red de transmisión no requieren un revestimiento aislante, porque el aire que rodea las líneas eléctricas individuales impide tales descargas.

Los disyuntores 28, 30, 32 se distribuyen regularmente a lo largo de la red 16 de distribución local para permitir que las secciones se aíslen para trabajos de reparación, mantenimiento y mejora. Estos pueden activarse selectivamente para aislar la sección deseada, por lo que (por ejemplo) los disyuntores 28, 30 podrían activarse para aislar la subestación local 18 y/o la sección de la red 16 de distribución local entre los disyuntores 28, 30. La subestación local 20 y la unidad industrial 26 continuarían recibiendo energía de la fuente 14.

Sin embargo, si una o más de las casas de la red residencial local 22 tiene un sistema de microgeneración, tal como una turbina eólica o un panel solar, entonces puede estar alimentando energía a la red residencial local 22 y, de este modo, a la red 16 de distribución local. Por consiguiente, la simple apertura de los disyuntores 28, 30 no garantiza que no haya secciones vivas y que la subestación local 18 (por ejemplo) pueda trabajar con seguridad. Es necesario instalar equipos de monitorización que puedan reportar las tensiones y corrientes reales presentes en la red. Esta información también es necesaria para gestionar la red; si un número significativo de clientes está devolviendo una cantidad significativa de energía a la red, esto reducirá la carga colocada en las fuentes 12, 14 de energía, que por lo tanto puede reducirse correspondientemente.

Como resultado, al menos una empresa de distribución de energía ha solicitado una unidad que pueda monitorizar el estado eléctrico local de la red en ubicaciones variadas y distribuidas, particularmente en ubicaciones donde las líneas eléctricas que componen la red no están suspendidas, subterráneas, por ejemplo. y están aislados. La presente invención se basa en la constatación de que tal sistema de monitorización distribuido podría monitorizar de manera útil mucho más que el estado eléctrico de la red. Hay una serie de variables ambientales que podrían monitorizarse de manera útil, tales como la temperatura, la presión ambiental, la humedad y la descarga parcial. En general, los cables de transmisión eléctrica funcionan a una temperatura ligeramente elevada, pero una temperatura en aumento es un indicador fiable de una falla inminente del cable o de una conexión. Asimismo, el grado de descarga parcial depende de la calidad del aislamiento dieléctrico alrededor de un conductor, por lo que una descarga parcial en aumento indica un deterioro del aislamiento. Una humedad en aumento indicaría una fuga o entrada de agua cercana, y una presión atmosférica en aumento indicará (en un sistema cerrado) que algo se está descomponiendo y liberando un gas. Todos estos son indicativos de un grado de deterioro antes de un fallo real. Los datos ambientales serán de utilidad para mejorar la eficiencia de los trabajos de mantenimiento y reparación de la red; el trabajo esencial se puede llevar a cabo antes de un fallo grave y/o las inspecciones se pueden relajar en equipos que están en buenas condiciones.

Sin embargo, el coste adicional de tal monitorización puede no estar justificado en toda la red, o el coste de capital puede ser poco práctico al mismo tiempo que se implementa la monitorización eléctrica. Por lo tanto, proponemos una unidad de monitorización del estado eléctrico que pueda detectar las características eléctricas necesarias de tensión, corriente y ángulo de fase, pero que también tenga la capacidad de aceptar actualizaciones futuras para proporcionar una instalación de monitorización ambiental. Tal dispositivo se ha mostrado en las figuras 2 a 4.

La figura 2 ilustra el dispositivo 50 en una vista en sección longitudinal. Comprende un cuerpo 52 de sección anular alargada, de forma generalmente cilíndrica y formado por un material eléctricamente aislante; tales materiales también son preferiblemente impermeables al agua y/o a la intemperie, de modo que el dispositivo en uso protege el cable interior. Los extremos exteriores están biselados en 54 para evitar bordes afilados. El orificio central 56 del anillo se estrecha desde un extremo ancho 58 hasta un extremo más estrecho 60, para facilitar el proceso de instalación del dispositivo sobre un cable. El extremo más estrecho 60 está dimensionado para adaptarse al cable en cuestión, proporcionando un ajuste perfecto y reduciendo la vibración. El extremo ancho 58 tiene un buen espacio libre alrededor del tamaño previsto del cable, y el orificio 56 entre ellos se estrecha lineal y suavemente entre los dos, asegurando de este modo que haya un espacio libre entre la mayor parte del orificio 56 y el exterior de un cable dentro del orificio 56. Esto minimiza las fuerzas de fricción que deben superarse para deslizar el dispositivo 50 para colocarlo en su sitio.

Hay previsto un collarín metálico 62 alrededor de la abertura del orificio 56 en el extremo más estrecho 60. Este está provisto de una rosca 64 de tornillo externa para permitir que se ajuste a un collarín conector que está atornillado al cable en la conexión eléctrica y que tiene una cara de rosca interior correspondiente. Así, cuando se instala el dispositivo 50, el collarín 62 está vivo. La instalación es sencilla porque el dispositivo 50 y el collarín conector pueden instalarse sobre el extremo libre de un cable, y la conexión se puede realizar incluyendo el collarín conector en la unión (véase la figura 5 más adelante). A continuación, el dispositivo 50 puede deslizarse a lo largo del cable para encontrarse con el collarín del conector y atornillarse en su sitio. Por lo tanto, la conexión se puede realizar fácilmente sin tener que trabajar o manipular el dispositivo 50. Un sensor 66 de tensión está ubicado dentro de la forma anular del dispositivo 50, junto con un conductor 68 que une el sensor 66 de tensión al collarín 62 y le permite detectar directamente la tensión en el cable.

Una bobina 70 que comprende múltiples bucles de alambre conductor está ubicada en el cuerpo anular alrededor del orificio 56. Por lo tanto, experimentará una corriente inducida cuando se ubique un cable en el orificio 56 y lleve una corriente alterna. Esto es detectado por un sensor 72 de corriente de una manera generalmente conocida, para producir una medición de la corriente que fluye en el cable.

Con referencia a la figura 3, esta muestra una sección transversal a la sección de la figura 2, es decir, después de una rotación de 90°. Por lo tanto, el sensor 66 de tensión se ha mostrado en la parte trasera con líneas de puntos, ubicado dentro de la pared trasera del anillo. Visible en la figura 3 hay una unidad 74 de control, que recibe una señal del sensor 72 de corriente y del sensor 66 de tensión a través de conductores 76 dispuestos circunferencialmente que llevan señales a la unidad 74 de control desde los sensores 72, 66 de corriente y tensión y desde el unidad de control a un enchufe 78. La unidad 74 de control interpreta las señales de los sensores 72, 66 de corriente y tensión para determinar los niveles RMS de corriente y tensión, y calcula un ángulo de fase a partir de los datos brutos de corriente y tensión.

El enchufe 78 tiene la forma de un rebaje alargado alineado con el eje del anillo. Recibe un dispositivo enchufable 80 que puede ser uno de varios elementos diferentes que ofrecen diferentes funciones. Los conductores 76 dispuestos circunferencialmente incluyen, por lo tanto, líneas de energía y de datos que discurren entre el enchufe 78 y la unidad 74 de control que terminan en una disposición 82 de contacto en la base del enchufe 78. Los diferentes tipos de dispositivos enchufables 80 comparten todos un perfil externo que les permite encajar perfectamente en el rebaje del enchufe 78. Tienen una longitud suficiente para sobresalir del rebaje, para permitir su agarre y extracción. Cada uno tiene una disposición 84 de contactos en su superficie externa, que hace contacto o se acopla con algunos o todos los contactos de la disposición 82 de contactos. Como se ilustra, los contactos están en la base del enchufe 78 pero pueden estar ubicados en cualquier otro lugar siempre que se pueda mantener un sellado adecuado.

Las diferentes opciones para el dispositivo enchufable 80 incluyen:

i. Una unidad de batería. Esto puede proporcionar energía a la unidad 74 de control y (si es necesario) a los sensores 72, 66 de corriente y tensión. La potencia de CC se transmitiría de regreso a través de los conductores 78 dispuestos circunferencialmente a la unidad 74 de control y desde allí a los sensores 72, 66 de corriente y tensión.

ii. Un sensor de temperatura. Los cables de distribución eléctrica tienden a calentarse ligeramente. Si se está desarrollando un fallo con la conexión en la que está ubicado el dispositivo 50, entonces una señal de advertencia temprana de esto será un aumento en la temperatura ambiente alrededor de la conexión debido al calentamiento resistivo en aumento. El registro de la temperatura en tiempo real durante un período prolongado permite detectar tendencias tales como esta, lo que significa que se puede enviar un ingeniero a la conexión para inspeccionarla y/o llevar a cabo un mantenimiento preventivo.

iii. Un sensor de descarga parcial. El cable crea un campo eléctrico a su alrededor, que se ve afectado por la ubicación de los materiales dieléctricos y conductores a su alrededor. Una vez instalado y alimentado, el cable se asienta en un estado estable en el que el campo es estable. Con el tiempo, puede ocurrir la degradación de las propiedades dieléctricas de los diferentes aisladores alrededor del cable, lo que conduce a (y es acelerada por) descargas locales. Estos pueden detectarse como variaciones en el campo eléctrico y proporcionan otra advertencia temprana de la necesidad de inspección y/o mantenimiento preventivo.

iv. Un sensor de humedad, sensible a la humedad atmosférica y/o la presencia de agua. Algunos cables y conexiones están enterrados bajo tierra y, por lo tanto, corren el riesgo de que entre agua. Se proporcionan cierres herméticos para proteger los elementos de alta tensión, y una humedad en aumento es indicativa de degradación gradual o fallo de las disposiciones de sellado.

v. Un sensor de presión atmosférica; un cambio repentino o progresivo en la presión ambiental alrededor de la unidad 50 puede ser indicativo de fallo de los cierres herméticos. Así, por ejemplo, el fallo del sellado podría detectarse durante una racha de tiempo seco dando así la oportunidad de corregir el problema antes de que el tiempo húmedo provoque problemas.

Un dispositivo enchufable individual 80 podría incluir una o más de las funciones anteriores, tales como una batería y un sensor de temperatura, o un sensor combinado de temperatura, humedad y presión, o (si el espacio lo permite) un dispositivo que proporciona las cinco funciones.

La energía para la unidad enchufable 80, la unidad 74 de control y los sensores 72, 66 de corriente y tensión puede provenir de una batería incluida en el dispositivo enchufable 80. Esto se transmite a la unidad 74 de control y de allí a los sensores 72, 66 de corriente y tensión. Alternativamente, o además, la unidad de control puede ser alimentada por corrientes inducidas generadas en una bobina alrededor del cable; esto puede ser parte de la bobina 70 de detección de corriente o estar ubicado junto a ella. La figura 3 muestra una conexión 86 que conduce a la unidad de control para este propósito.

Extraer energía de una bobina inductiva de esta manera significa que no es necesario sustituir (o recargar) regularmente una batería en el dispositivo enchufable 80. Alternativamente, podría proporcionarse una batería recargable en el dispositivo enchufable 80 que se mantiene cargada desde la bobina inductiva y permite que la unidad 50 continúe funcionando durante un corte de energía. Si no se necesita una batería para el dispositivo enchufable 80, entonces la unidad 50 se puede suministrar desde el principio con un tapón ciego instalado en el rebaje 78 para proporcionar el sellado y/o soporte mecánico necesarios.

Los datos de la unidad 74 de control deben transmitirse al mundo fuera de la unidad 50 por algún medio. Los medios ideales para hacerlo pueden depender del contexto en el que se va a instalar la unidad 50, lo que significa que la unidad 50 puede necesitar venir en una pluralidad de modelos diferentes, proporcionando cada uno de los cuales una modalidad de transmisión diferente. Alternativamente, el dispositivo enchufable 80 puede proporcionar una función de comunicaciones; esta puede ser la única función de comunicaciones del dispositivo o puede ser una alternativa a una función de comunicaciones integrada. En el último caso, la unidad 74 de control se puede programar para utilizar la función de comunicaciones integrada a menos que haya una función de comunicaciones en el dispositivo enchufable 80, en cuyo caso la utiliza.

Las diferentes funciones de comunicaciones pueden incluir:

i. una tarjeta SIM y un GSM o 3G o 4G asociado u otra capacidad de comunicaciones celular

ii. un protocolo de comunicaciones de corto alcance para transmitir datos a una unidad de recopilación local con acceso a Internet, tal como Bluetooth, Wi-Fi o uno de una variedad de protocolos de comunicaciones de radiofrecuencia que permiten la transmisión de corto alcance a través de la tierra y similares

iii. una conexión de cable, que puede conectarse a una unidad de recopilación local

iv. una conexión para recibir una fibra óptica, que puede enrollarse alrededor del cable; será impermeable a la interferencia de la energía eléctrica transmitida a través del cable pero (por otro lado) es susceptible de sufrir daños si el propio cable está dañado. Será preferible que la conexión incluya un enchufe de 'entrada' y otro de 'salida' para permitir que la fibra óptica siga la longitud del cable, siendo multiplexadas las unidades múltiples 50 a lo largo de la longitud del cable por tiempo y/o división de frecuencia

La figura 5 muestra la unidad 50 en su sitio sobre un cable 88, dispuesto para pasar a través del orificio central 56 de la unidad 50. Por lo tanto, la unidad 50 se asienta alrededor del cable 88. El cable 88 comprende un conductor interior 90 rodeado por una cubierta aislante 92, parte de la cual se retira para permitir la conexión eléctrica necesaria entre el collarín 62 y el conductor interior 90; en su extremo, el conductor 90 se aplana para proporcionar una brida 94 que se puede atornillar a un conector 96 mediante un tornillo 98, una tuerca 100 y arandelas 102, 104 (o conectarse de otro modo, según se desee). Durante el montaje de la conexión, la unidad 50 se deja alrededor del cable 88 pero no necesita ser conectada; en su lugar, se incluye un collarín 106 en la conexión. Tiene una sección 108 de brida que es plana y perforada para que pueda incluirse en la conexión atornillada, y que se extiende desde la conexión a lo largo del cable 88 hasta una sección 110 de anillo con rosca interna que se extiende alrededor del cable 88. Así, una vez completada la conexión, habrá un anillo roscado 110 alrededor del cable 88 y la unidad 50 se puede deslizar a lo largo del cable 88 para que el collarín 62 pueda enroscarse en el anillo roscado 110 para conectarlo al conductor activo 90.

Por lo tanto, la presente invención proporciona un dispositivo de monitorización para cables de distribución eléctrica que se puede instalar con un coste inicial mínimo, pero con la capacidad de actualizarse en una fecha posterior para proporcionar una monitorización más completa si así se desea más adelante.

Por supuesto, se entenderá que se pueden hacer muchas variaciones a la realización descrita anteriormente sin apartarse del alcance de la presente invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Una unidad de sensor eléctrico, acoplable a un cable de distribución eléctrica y que comprende: un cuerpo anular alargado (52) formado por un material eléctricamente aislante y que define un paso axial (56) a través del cual puede pasar un conductor eléctrico, siendo transmitido el cuerpo anular (52) que aloja un sensor (72) de corriente en el cable, incluyendo la unidad de sensor eléctrico un bucle (70) que se extiende alrededor del paso axial (56) y al menos un sensor eléctrico (66), para al menos uno de tensión, y ángulo de fase de la energía eléctrica que se transmite en el cable, una fuente de energía eléctrica para accionar el sensor (72) de corriente y el al menos un sensor eléctrico (66), y un enchufe (78) en el cuerpo anular (52) para recibir de manera que se pueda liberar un sensor ambiental enchufable (80) y comprender conexiones (82) para la fuente de energía eléctrica.

2. Una unidad de sensor eléctrico según la reivindicación 1, que comprende además un contacto (62) para hacer contacto eléctrico con el cable para alimentar de este modo al menos un sensor eléctrico (66), que es un sensor (66) de tensión.

3. Una unidad de sensor eléctrico según la reivindicación 2, en la que el contacto (62) comprende un anillo roscado.

4. Una unidad de sensor eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que la fuente de energía eléctrica es una batería.

5. Una unidad de sensor eléctrico según la reivindicación 4 en la que la batería está ubicada en el enchufe (78) y las conexiones (82) reciben energía de la batería y la suministran al sensor (72) de corriente y al menos un sensor eléctrico (66), siendo la batería extraíble y sustituible por el sensor ambiental.

6. Una unidad de sensor eléctrico según la reivindicación 5, en la que el sensor ambiental comprende una batería.

7. Una unidad de sensor eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la fuente de alimentación es una bobina inductiva que se puede disponer alrededor del cable de distribución eléctrica.

8. Un sistema que comprende la unidad de sensor eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y dicho sensor ambiental (80).

9. Un sistema según la reivindicación 8 en el que el sensor ambiental está configurado para detectar al menos uno de temperatura, descarga parcial, humedad, presión atmosférica.

10. Una unidad de sensor eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el enchufe (78) está equipado con uno del grupo compuesto por:

i. un tapón ciego

ii. una batería

iii. un sensor de temperatura

iv. un sensor de descarga parcial

v. un sensor de humedad

vi. un sensor de presión atmosférica

vii. un sensor para detectar una pluralidad de (iii) a (vi) anteriores.

11. Una unidad de sensor eléctrico según las reivindicaciones 1 a 7 o 10, en la que el enchufe (78) es un rebaje dentro de la unidad, y las conexiones (82) están ubicadas en la base del rebaje.

12. Una unidad de sensor eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, 10 u 11, adaptada para unirse a un cable subterráneo.

13. Una unidad de sensor eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 o 10 a 12, adaptada para unirse a un cable que comprende al menos un conductor eléctrico rodeado por una o más capas de material eléctricamente aislante.

14. Una unidad de sensor eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 o 10 a 13, en la que al menos un sensor eléctrico (66) comprende un sensor (66) de tensión y una unidad (74) de control para determinar los niveles RMS de corriente y tensión y calcular un ángulo de fase a partir de datos de corriente y tensión detectados, estando encerrada la unidad de control dentro del material eléctricamente aislante del cuerpo anular (74).

15. Una unidad de sensor eléctrico según la reivindicación 14, que comprende además un dispositivo de comunicación para transmitir datos desde la unidad (74) de control y/o desde un sensor ambiental enchufable al mundo exterior utilizando una capacidad de comunicaciones celular y un protocolo de comunicación de corto alcance.