ITPR20060054A1 - Strumento e procedimento di rilevazione di scariche elettriche parziali in un sistema elettrico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione avente per TITOLO:

“STRUMENTO E PROCEDIMENTO DI RILEVAZIONE DI SCARICHE ELETTRICHE PARZIALI IN UN SISTEMA ELETTRICO”,

La presente invenzione ha per oggetto uno strumento e un procedimento di rilevazione di scariche elettriche parziali in un sistema elettrico, lo strumento comprendendo:

- uno stadio di ingresso predisposto a ricevere un segnale analogico rappresentativo di uno o più impulsi di scariche parziali da rilevare e a generare in uscita una rappresentazione digitale dell'intera forma d'onda di detti uno o più impulsi,

- uno stadio di uscita predisposto a trasferire dati in forma digitale in uscita dallo strumento.

II settore tecnico del presente trovato è quello della diagnostica dei sistemi elettrici (in particolare in alta tensione), mediante la rilevazione / elaborazione di scariche elettriche parziali ed eventualmente altre grandezze.

Si osservi che una scarica parziale è una scarica elettrica che interessa una porzione limitata di un isolante di un sistema elettrico, pertanto essa provoca non il guasto immediato del sistema, ma un suo progressivo degrado. Dunque, le scariche parziali hanno, per loro natura, uno sviluppo limitato sostanzialmente a un difetto del sistema isolante. In questa luce, le tecniche diagnostiche basate sulla rilevazione e interpretazione delle scariche parziali sono tra le più promettenti e sono largamente studiate nell'ambito della ricerca scientifica, in quanto lo studio delle scariche parziali consente di indagare la natura dei difetti del sistema isolante in cui hanno sede le scariche stesse.

Tuttavia, la rilevazione unitamente alla successiva valutazione delle scariche parziali ai fini diagnostici non è ancora completamente entrata tra gli standard in ambito industriale, come strumento per pianificare la manutenzione e/o sostituzione di componenti elettrici operanti in alta tensione, a causa della difficoltà che si incontra nell'interpretare i risultati delle misure.

Per quanto riguarda la rilevazione di scariche parziali, sono state sviluppate varie tipologie di tecniche, sfruttando i diversi fenomeni fisici associati all'awento delle scariche stesse, come ad esempio tecniche di tipo ottico, acustico ed elettrico. Il presente trovato si riferisce, in particolare ma non esclusivamente, alle tecniche di rilevazione di tipo elettrico, che consistono, come è noto, nella misura degli impulsi di corrente che percorrono un circuito di rilevazione accoppiato con il sistema elettrico in esame. Tali impulsi di corrente rilevati (denominati nel seguito impulsi di scarica, per semplicità) presentano uno sviluppo temporale, che dipende dalla dinamica con cui avvengono le scariche parziali (ovvero dalla fisica dei fenomeni di scarica) e dalla natura dei mezzi che gli impulsi rilevati attraversano, nel loro percorso dal sito di scarica (in cui le scariche hanno origine) al sito di rilevazione. Dunque, lo sviluppo temporale degli impulsi di scarica, consistente nella forma d'onda degli impulsi stessi, comprende informazioni preziose dal punto di vista diagnostico, per quanto riguarda sia i fenomeni fisici associati alle scariche (correlati alla natura dei difetti del sistema isolante), che la natura del mezzo che gli impulsi rilevati attraversano (correlata alla localizzazione dei difetti nell'ambito del sistema isolante).

Per quanto riguarda le difficoltà nell'interpretazione dei risultati delle misure di scariche parziali, esse dipendono, oltre che dalla necessità di disporre di un'esperienza e una casistica specifica, dal fatto che i dati misurati potrebbero risultare non attendibili o non significativi.

In questa luce, i problemi che possono inficiare la diagnostica mediante la valutazione delle misure di scariche parziali sono essenzialmente due:

- nella rilevazione dei segnali associati alle scariche parziali si verifica una perdita di informazioni essenziali per una successiva valutazione dei segnali stessi ai fini diagnostici (una perdita di informazione può essere costituita, per esempio, da una mancata rilevazione di un impulso, oppure da una mancata rilevazione della forma d'onda di un impulso);

- durante detta rilevazione, il rumore può sovrapporsi ai segnali di scarica, oppure segnali dovuti a sorgenti diverse possono sovrapporsi fra loro, con conseguente difficoltà oggettiva nell’interpretazione dei risultati, data l'impossibilità di eseguire elaborazioni statistiche significative su dati eterogenei e/o non pertinenti ai singoli fenomeni che si intende valutare.

Per quanto riguarda detta perdita di informazioni in fase di rilevazione, si osservi che i segnali associati alle scariche parziali sono impulsi elettrici aventi un contenuto in frequenza molto elevato (hanno fronti di salita delTordine dei nanosecondi, o decine di nanosecondi) e, in certi casi, hanno una frequenza di ripetizione alquanto alta (per esempio centinaia o migliaia di impulsi al secondo).

Pertanto, dal punto di vista dello strumento utilizzato per rilevare i segnali associati alle scariche parziali, si pone il problema di acquisire con grande rapidità ed efficienza segnali elettrici aventi un elevato contenuto in frequenza, preservando il più possibile il contenuto informativo dei segnali stessi. Inoltre, detto strumento dovrebbe consentire un'efficace separazione dei segnali significativi per la diagnosi dal rumore o da altri segnali "indesiderati".

La soluzione dei problemi citati risulta particolarmente difficile, se si considera l'esigenza di effettuare la rilevazione delle scariche parziali e la valutazione dello stato del sistema elettrico in modo non supervisionato, ovvero riducendo al minimo l'intervento di un operatore (l'operatore, in certi casi, potrebbe essere del tutto assente, come accade nei sistemi di monitoraggio in linea).

Per quanto riguarda lo stato dell’arte nel settore degli strumenti di rilevazione di scariche parziali (SP), si fornisce nel seguito una rassegna degli strumenti noti, che si possono suddividere in due categorie: rilevatori di picco (tipicamente strumenti a banda stretta / selettiva) e oscilloscopi controllati via software (tipicamente strumenti a banda larga). La differenza principale tra i rilevatori di picco e gli oscilloscopi controllati è che i rilevatori di picco non sono atti a registrare la dinamica temporale dell'impulso rilevato, in quanto non effettuano un campionamento vero e proprio del segnale, a differenza degli oscilloscopi, che invece provvedono a detto campionamento. In questa luce, si osservi che i rilevatori di picco sono provvisti generalmente di una banda relativamente stretta / selettiva al fine di risultare robusti nei confronti dei segnali indesiderati, in particolare del rumore di fondo.

I rilevatori di picco sono strumenti che forniscono indicazioni unicamente circa la fase di occorrenza e l’ampiezza delle SP. L’ampiezza di una SP è generalmente ottenuta passando il segnale analogico attraverso un FQI (filtro quasi-integratore) e, quindi, misurandone il valore di picco. Nell'ambito dei rilevatori di picco, è possibile distinguere ulteriormente le seguenti topologie di strumenti:

- Strumenti completamente analogici. Il FQI è costituito da una rete elettrica di tipo analogico. Il segnale in uscita dal FQI è visualizzato su un oscilloscopio. L’informazione disponibile è la nota immagine di Lissajous messa a disposizione dall’ oscillo scopio .

- Strumenti misti analogico/digitali. Il FQI è ancora realizzato mediante una rete elettrica di tipo analogico ed inviato ad un rilevatore di picco, ancora analogico, che fornisce l’ampiezza della SP. L’elettronica dello strumento si occupa di convertire il segnale di ampiezza della SP (in uscita dal rilevatore di picco) da analogico a digitale. L’informazione disponibile è l’insieme delle possibili rappresentazioni che si possono ottenere conoscendo fase ed ampiezza delle SP, ad esempio, il noto tracciato (pattern) fase/ampiezza.

- Strumenti completamente digitali. H segnale è filtrato al fine di evitare il noto fenomeno dell’aliasing e, successivamente, campionato (trasformazione analogico/digitale). La catena di calcolo dell’ampiezza della SP (filtraggio mediante FQI e rilevazione del picco del segnale in uscita dal FQI) è realizzata in questi strumenti mediante algoritmi numerici. Come nel caso precedente, l’informazione disponibile è l’insieme delle possibili rappresentazioni che si possono ottenere conoscendo fase ed ampiezza delle SP. Si osservi che detto filtro quasi-integratore FQI restituisce un segnale il cui contenuto informativo (utile ai fini di una successiva diagnosi del sistema elettrico in valutazione) consiste unicamente in un valore di picco della forma d'onda del segnale in ingresso, detto valore essendo corrispondente all'ampiezza della SP.

Per quanto riguarda gli oscilloscopi pilotati (in modo che possano acquisire il segnale in uscita dai circuiti analogici utilizzati per captare il segnale di scariche parziali), sono note soluzioni tecniche sviluppate in ambito universitario, a scopo di ricerca scientifica.

Gli strumenti noti presentano i seguenti limiti e svantaggi.

I rilevatori di picco comportano una drastica perdita di informazione nei segnali rilevati, a causa della forte compressione dell’informazione associata al segnale di scarica parziale, dovuta al fatto che non provvedono a un campionamento del segnale rilevato e alla presenza del filtro quasi-integratore. In particolare, non consentono di acquisire informazioni significative circa la forma d'onda degli impulsi delle scariche parziali rilevate. Pertanto, non consentono di separare (soprattutto in modo automatico, non supervisionato) il rumore dai segnali di scarica e, in misura maggiore, i segnali di scarica provenienti da diverse sorgenti. Inoltre, i rilevatori di picco presentano una limitazione nella fase di attribuzione del segno all'ampiezza rilevata per un impulso, tale segno essendo di notevole importanza, come è noto, nell'interpretazione dei risultati delle misure (che vengono effettuate, nella maggior parte delle applicazioni, sottoponendo i componenti elettrici in esame a tensione alternata). In particolare, i rilevatori di picco non consentono di verificare a distanza di tempo detta attribuzione (magari effettuando di nuovo la fase di attribuzione del segno, sulla base di un criterio / algoritmo di calcolo diverso). A proposito dell'attribuzione del segno delle scariche, si osservi anche che un'ulteriore limitazione è associata agli strumenti che rilevano gli impulsi utilizzando una banda stretta; infatti, una banda limitata potrebbe alterare la dinamica temporale dell'impulso, specialmente quando l'impulso presenta variazioni molto rapide nel tempo.

Pertanto, al fine di effettuare una corretta valutazione dello stato dell’isolamento, l’operatore deve possedere una notevole esperienza, tale da permettergli di valutare i diversi contributi, separarli e fornire un'indicazione della loro pericolosità. La procedura è di per se stessa complessa e fornisce una valutazione soggettiva dello stato dell’isolamento. A questo si aggiunga che, in molti casi, l'esperienza dell'operatore non è comunque sufficiente a supplire la perdita di informazione in fase di rilevazione dei segnali.

Si osservi anche che sono noti strumenti che, oltre all'ampiezza dell'impulso, sono atti a misurare la larghezza temporale dell'impulso stesso; tali strumenti sono sostanzialmente dei rilevatori di picco provvisti di una pluralità di comparatori (con soglie diverse). Pertanto, detti strumenti effettuano, di fatto, una sorta di campionamento (in certi casi a frequenza variabile). Tuttavia, tali strumenti non consentono di rilevare la forma d'onda dell'impulso, intesa come andamento nel tempo dell'ampiezza dell'impulso, detta forma d'onda essendo invece di fondamentale importanza ai fini di una successiva valutazione diagnostica dei dati acquisiti.

Al contrario, gli oscilloscopi consentono di rilevare i segnali di scarica in banda larga, e di acquisire l'intera forma d'onda degli impulsi rilevati. Tuttavia, essi risultano decisamente costosi e scarsamente affidabili, specialmente nelle applicazioni in situ, in quanto si presentano particolarmente esposti a guasti (per esempio in presenza di sovratensioni). In effetti, l’impiego di oscilloscopi è abbastanza limitato per quanto concerne le applicazioni sul campo. Inoltre, generalmente non sono in grado di rigettare il rumore mediante algoritmi programmabili al loro interno. Richiedono anche la presenza di un software residente in un computer, con la necessità quindi di gestire una grande quantità di dati.

Inoltre, si osservi che, dal punto di vista di una valutazione diagnostica del sistema elettrico in valutazione, può essere utile (se non addirittura indispensabile) acquisire, oltre ai segnali di scariche parziali, anche altre grandezze, per esempio grandezze correlate a fattori ambientali (come temperatura e umidità), destinate ad essere utilizzate in modo sinergico insieme a ai dati relativi all’attività di scariche parziali. Tali grandezze, tipicamente, subiscono variazioni nel tempo relativamente lente, rispetto ai segnali di scariche parziali; pertanto, i canali di acquisizione specificamente dedicati alla rilevazione di tali grandezze vengono denominati “canali lenti”. In questa luce, si osserva che, nel sistema oscilloscopio / computer, l'esigenza di acquisire contemporaneamente attraverso più di un canale e procedere così ad una rilevazione simultanea di scariche parziali e di dette ulteriori grandezze comporta notevoli svantaggi, legati ai tempi di calcolo e alla complessità del software residente sul computer.

Pertanto, il sistema oscilloscopio / computer risulta penalizzante, oltre che dal punto di vista dei costi, anche dal punto di vista delle prestazioni, a causa della necessità di trasferire enormi quantità di dati dall'oscilloscopio al computer.

A proposito dei problemi derivanti dalla necessità di trasferire dati dall'oscilloscopio al computer, si osservi anche quanto segue.

La necessità di trasferire una grande quantità di dati rende l'intero processo di rilevazione / acquisizione dati molto laborioso. Un ulteriore problema è costituito dal fatto che la comunicazione oscilloscopio / PC è relativamente lenta e la memoria di archiviazione necessariamente limitata (ciò comportando uno svantaggioso aumento del dead time, ovvero del tempo morto tra la rilevazione di un segnale e quella del segnale successivo), con la conseguenza che il sistema oscilloscopio / PC si trova in difficoltà quando deve rilevare in modo significativo fenomeni lenti sovrapposti a fenomeni veloci (ossia segnali con elevato tasso di ripetizione che vanno acquisiti contemporaneamente a segnali con tasso di ripetizione relativamente basso). In pratica, quando si deve rilevare un fenomeno lento (per esempio scariche parziali che avvengono saltuariamente) contemporaneamente a un fenomeno rapido (per esempio rumore impulsivo), il sistema oscilloscopio / PC consente soltanto le due soluzioni tecniche che seguono.

- Rilevazione di un numero massimo prefissato di segnali (il numero massimo consentito dall'oscilloscopio); in questo modo si riesce (nella migliore delle ipotesi) ad acquisire anche il fenomeno lento, ma si ha lo svantaggio di dover memorizzare una quantità di dati enorme, con conseguente rallentamento di tutte le operazioni di rilevazione, di trasmissione e, successivamente, di elaborazione dei dati.

- Rilevazione di un numero di segnali limitato a un valore prefissato; in tal caso, si riesce in parte a velocizzare il processo di rilevazione e di elaborazione successiva dei dati, ma si ha lo svantaggio di saturare la memoria in fretta, col rischio di non acquisire in modo significativo il fenomeno lento.

Pertanto, il sistema oscilloscopio / computer non consente di rilevare segnali diversi aventi dinamiche temporali tra loro differenti in modo efficiente e ottimizzato, ai fini di una valutazione diagnostica di un sistema elettrico mediante analisi di segnali di scariche parziali.

Scopo del presente trovato è quello di eliminare i suddetti inconvenienti e di rendere disponibile uno strumento di rilevazione di impulsi di scariche elettriche parziali che consenta di massimizzare il contenuto informativo dei segnali rilevati, in modo particolarmente rapido ed efficace (minimizzando il dead time).

Un altro scopo del presente trovato è quello di minimizzare le interferenze dovute al rumore e di separare gli effetti dovuti a sorgenti diverse quando i vari impulsi misurati abbiano forma diversa fra loro.

Un altro scopo del presente trovato è quello di rendere disponibile uno strumento di rilevazione di impulsi di scariche elettriche parziali atto ad essere utilizzato senza alcun intervento / supervisione esterna da parte di un operatore.

Un altro scopo del presente trovato è quello di rendere disponibile uno strumento di rilevazione di impulsi di scariche elettriche parziali che risulti efficiente ed economico.

Detti scopi sono pienamente raggiunti dallo strumento oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate ed in particolare per il fatto che comprende mezzi di elaborazione dati operativamente associati sia allo stadio di ingresso che allo stadio di uscita per ricevere detta rappresentazione digitale dell'intera forma d'onda di detti uno o più impulsi, estrarre il valore di parametri prefissati relativi alla forma d'onda di detti uno o più impulsi e trasferire allo stadio di uscita un segnale digitale elaborato comprendente detti valori, i mezzi di elaborazione essendo atti a operare sostanzialmente in tempo reale, ossia senza necessità di una memoria di archiviazione intermedia dei dati.

Un altro scopo del presente trovato è quello di rendere disponibile un procedimento di rilevazione di scariche elettriche parziali in un sistema elettrico, che consenta di massimizzare il contenuto informativo dei segnali rilevati e, allo stesso tempo, sia attuabile in modo semplice ed efficace, anche in modo totalmente automatico.

Detto scopo è pienamente raggiunto dal procedimento oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate ed in particolare per il fatto che prevede le seguenti fasi:

- ricezione in uno stadio di ingresso di un segnale analogico rappresentativo di uno o più impulsi di scariche parziali da rilevare e successiva generazione di una rappresentazione digitale dell'intera forma d'onda di detti uno o più impulsi,

- elaborazione in tempo reale, ossia senza necessità di archiviazione di dati in una memoria, di detta rappresentazione digitale dell'intera forma d'onda di detti uno o più impulsi, per estrarre il valore di parametri prefissati relativi alla forma d'onda di detti uno o più impulsi.

Per quanto riguarda le espressioni "in tempo reale" e "memoria di archiviazione" si precisa quanto segue.

Con l'espressione elaborazione in tempo reale di un dato si intende che, nell'ambito di un flusso di dati (per esempio da un ingresso a un'uscita), un dato viene elaborato senza che detta elaborazione comporti sostanzialmente un arresto del flusso di dati. Per esempio, il fatto di collocare il dato in una memoria (potenzialmente per un tempo indefinito), per poterlo recuperare in qualunque momento ed elaborarlo, costituisce un'interruzione del flusso di dati, quindi un'archiviazione. Per memoria di archiviazione si intende appunto una memoria atta a (ovvero, dal punto di vista hardware, una memoria gestita in modo tale da) contenere un dato per un tempo potenzialmente imprecisato, per poterlo recuperare successivamente (in qualunque momento) ed elaborarlo. In questa luce, si osservi che una memoria di archiviazione di massa, come ad esempio il disco fisso di un computer, è tipicamente una memoria di archiviazione, mentre una memoria RAM può, a seconda di come viene gestita, costituire una memoria di archiviazione (secondo quanto chiarito sopra), o, in alternativa, può costituire un buffer (memoria temporanea), ovvero un mezzo che consente di rallentare il flusso dei dati (in un certo punto del percorso che i dati compiono dall'ingresso all'uscita), senza tuttavia interromperlo. Pertanto, per elaborazione in tempo reale si intende che l'elaborazione avviene durante il passaggio di dati da un ingresso a un'uscita in un flusso sostanzialmente continuo, ciò potendo prevedere un rallentamento del flusso dei dati, attraverso un accumulo temporaneo dei dati stessi in una memoria sostanzialmente volatile.

Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di una preferita forma realizzativa, illustrata a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno, in cui:

- la figura 1 illustra schematicamente uno strumento secondo il presente trovato; - la figura 2 illustra lo strumento di figura 1 , secondo una variante realizzativa;

- la figura 3 illustra schematicamente un particolare dello strumento di figura 1 ;

- la figura 4 illustra schematicamente un ulteriore particolare dello strumento di figura i.

Si forniscono nel seguito una serie di definizioni, preliminarmente alla descrizione dettagliata del trovato. Tali definizioni verranno utilizzate nella successiva descrizione, sia per chiarire concetti di carattere generale, che per specificare caratteristiche tecniche di specifici elementi del trovato.

Durata equivalente (T): è la deviazione standard dell’impulso di scarica parziale valutata nel dominio dei tempi.

Larghezza di banda equivalente (W): è la deviazione standard delfimpulso di scarica parziale valutata nel dominio delle Sequenze.

Accoppiatore : è un dispositivo atto a prelevare un segnale di scarica dal sistema in indagine; ad esempio, un condensatore di alta tensione collegato in serie ad un resistere : il condensatore blocca l’alta tensione a 50/60 Hz e permette il passaggio del segnale di scarica, il segnale di scarica viene misurato come la caduta di tensione sul resistere.

Filtro anti-alising\ è un filtro utilizzato nei sistemi a dati campionati per convertire in modo corretto il segnale da analogico a digitale. E’ infatti noto che se il segnale analogico contiene componenti a frequenza maggiore della metà della frequenza di campionamento si può manifestare una distorsione nota come aliasing. Pertanto, il filtro anti-aliasing è un filtro passa-basso che rimuove le possibili componenti del segnale analogico aventi frequenza maggiore della metà della frequenza di campionamento.

Segmento : sequenza di campioni rappresentante Γ andamento temporale (forma d'onda) del singolo evento che si vuole misurare (impulso di scarica). Ogni segmento è costituito dal numero di campioni (durata temporale) da cui è formato l'impulso e dal numero di campioni di pretrigger (tempo di pretrigger).

Dead Time Mimimo di picco: tempo minimo che intercorre fra la fine dell'acquisizione di un segmento e il momento in cui è possibile acquisire il segmento successivo. Dipende dalla velocità della parte del sistema compresa tra uno stadio di ingresso e un primo buffer disponibile per i segmenti o altri parametri prefissati estratti.

Dead Time Minimo Continuo : tempo che intercorre fra la fine dell'acquisizione di un segmento e il momento in cui è possibile acquisire il segmento successivo, misurato nella condizione stazionaria di segmenti acquisiti di continuo. Dipende dalla velocità dell'intero sistema e del destinatario dei segmenti o dei parametri da essi estratti. Maximum Segment Burst Length (MSBL): massimo numero di segmenti che il sistema è in grado di acquisire garantendo il dead time minimo di picco prima che non sia più possibile rispettarlo (continuando ad acquisire, il dead time aumenta fino ad arrivare al Dead Time Minimo Continuo).

Nelle figure, si è indicato con 1 uno strumento di rilevazione di scariche elettriche parziali in un sistema elettrico. Lo strumento 1 è operativamente connesso al sistema elettrico in valutazione attraverso un circuito di misura comprendente almeno un accoppiatore, secondo una tecnica nota nel settore delle misure di scariche elettriche parziali.

Lo strumento 1 comprende uno stadio di ingresso 2, predisposto a ricevere un segnale analogico di scarica 3, ovvero un segnale analogico rappresentativo di uno o più impulsi di scariche parziali da rilevare, e (predisposto) a generare in uscita una rappresentazione digitale dell'intera forma d'onda di detti uno o più impulsi. Inoltre, lo strumento 1 comprende uno stadio di uscita 4, predisposto a trasferire dati in forma digitale in uscita dallo strumento.

Lo strumento 1 comprende anche, originalmente, mezzi di elaborazione dati 5 operativamente associati sia allo stadio di ingresso 2 che allo stadio di uscita 4 per ricevere detta rappresentazione digitale dell'intera forma d'onda di detti uno o più impulsi, estrarre il valore di parametri prefissati relativi alla forma d'onda di detti uno o più impulsi e trasferire allo stadio di uscita 4 un segnale digitale elaborato comprendente detti valori. I mezzi di elaborazione 5, originalmente, sono atti a operare sostanzialmente in tempo reale, ossia senza necessità di una memoria di archiviazione intermedia dei dati.

Con riferimento alla figura 1 (e alla figura 2), si è indicato con 6 un segnale analogico di sincronismo, rappresentativo di una tensione applicata al sistema elettrico. Come è noto, detto segnale di sincronismo 6 non è essenziale per la rilevazione dei segnali di scariche parziali (SP), ma è utile in una successiva fase di valutazione dei dati rilevati a fini diagnostici, nel caso in cui si tratti di sistemi elettrici operanti in regime alternato. Infatti, una rilevazione combinata dei segnali di SP e del segnale di sincronismo consente di ottenere una correlazione tra ciascun evento di scarica parziale con il valore che la tensione applicata al sistema elettrico aveva nell'istante in cui si è verificato l'evento stesso (si osservi che a detta correlazione sono associati parametri denominati "parametri di fase").

Lo strumento 1 è provvisto di uno stadio di rilevazione di detto segnale analogico di sincronismo 6, comprendente originalmente, in una preferita forma realizzativa (quella illustrata), un blocco 7 di digitalizzazione di detto segnale analogico, connesso a un blocco 8 di generazione di una base di tempi di sincronismo. Operativamente, detto blocco 8 di generazione di una base di tempi di sincronismo ricava dai campioni provenienti dal blocco 7 di digitalizzazione il tempo trascorso dall'ultimo passaggio per lo zero del segnale di sincronizzazione. Questo tempo viene salvato insieme ad ogni segmento per ricavarne, rapportandolo al periodo del segnale di sincronismo, i parametri di fase. Detto blocco 8 è implementato, nella preferita forma realizzativa, in modo hardware, in logica programmabile, ma può essere implementato anche via software.

Si precisa che per quanto attiene specificatamente al presente trovato ogni qual volta ci si riferisce a “software” si intende un gruppo di istruzioni di programmazione residente in una memoria di archiviazione all’interno dell’apparecchio, altrimenti detto firmware.

Si osservi che lo stadio di rilevazione del segnale di sincronismo 6 fa parte, dal punto di vista logico -funzionale, dello stadio di ingresso 2.

Il blocco 7 di digitalizzazione del segnale analogico di sincronismo 6 è illustrato (schematicamente) in dettaglio nella figura 4. In particolare, il blocco 7 comprende: - un elemento 9 di protezione nei confronti delle sovratensioni (ESD), di tipo sostanzialmente noto, atto a evitare che sovratensioni o scariche elettriche danneggino gli stadi successivi dello strumento;

- un filtro 10 analogico di tipo passa basso;

- un convertitore analogico/digitale 11.

Si osservi che il fatto che lo strumento 1 provveda al campionamento del segnale di sincronismo 6 (a differenza delle soluzioni note che prevedono l'uso di un semplice comparatore analogico per la rilevazione del passaggio per lo zero) ha i seguenti vantaggi:

- è possibile controllare (anche attraverso rappresentazioni grafiche) la forma d'onda del segnale di sincronismo 6 ed effettuare su detto segnale misure ed elaborazioni; - è possibile variare a piacere la logica di sincronizzazione per adeguarsi a segnali particolari (come ad esempio OWTS, ovvero casi in cui la tensione applicata presenta oscillazioni smorzate) senza variare l'hardware.

Lo strumento 1 comprende anche un blocco 12 di digitalizzazione del segnale di scarica 3, ovvero il segnale analogico correlato alle scariche parziali aventi luogo nel sistema elettrico.

Il blocco 12 di digitalizzazione del segnale di scarica 3, illustrato (schematicamente) in dettaglio nella figura 3, a sua volta comprende:

- un elemento 13 di protezione nei confronti delle sovratensioni, di tipo sostanzialmente noto, atto a evitare che sovratensioni o scariche elettriche danneggino gli stadi successivi dello strumento;

- uno stadio 14 di controllo analogico di guadagno (di tipo sostanzialmente noto); - un filtro anti-aliasing 15, di tipo noto;

- un convertitore analogico/digitale 16 (di tipo noto).

Lo stadio 14 di controllo del guadagno è atto ad adeguare Γ ampiezza del segnale 3 di ingresso all'intervallo di tensioni consentite dal convertitore analogico/digitale 16, in modo da massimizzare la sua dinamica e da evitare fenomeni di saturazione (la saturazione avviene quando il segnale in ingresso a detto convertitore supera il massimo o il minimo livello di tensione che è in grado di campionare).

Si osservi che il blocco 12 di digitalizzazione è atto ad operare, in banda larga, per ricevere in ingresso il segnale analogico di scarica 3, fornendo in uscita un segnale digitale costituito da una sequenza continua di campioni 17. Si osservi che il blocco 12 di digitalizzazione opera preferibilmente a una velocità di campionamento costante (per esempio 100 MS/s).

Lo strumento 1 è anche provvisto di una pluralità di parametri di acquisizione 18, configurabili dall'esterno, necessari per un trattamento dei campioni 17. Detti parametri di acquisizione 18 sono memorizzati nello strumento 1. Detti parametri di acquisizione comprendono, in particolare:

- tempo di acquisizione: definito dal numero di campioni costituenti un segmento, ovvero un segnale digitale rappresentativo dell'andamento temporale (forma d'onda) di una singola scarica elettrica parziale;

- tempo di pretrigger: definito dal numero di campioni precedenti un evento di trigger;

- minimum dead time: tempo minimo che deve intercorrere fra la fine dell'acquisizione di un segmento e l’abilitazione del trigger per l'acquisizione del segmento successivo.

Il blocco 12 di digitalizzazione è connesso sia a un deposito di pretrigger 19 che a un generatore 20 di trigger.

II deposito di pretrigger 19 è costituito da un buffer circolare, che mantiene un numero di campioni pari al tempo di pretrigger per la formazione di un segmento successivo; è implementato preferibilmente via hardware in logica programmabile. Il generatore 20 di trigger comprende, originalmente, un doppio comparatore a soglia (a differenza dei generatori di trigger noti che comprendono un comparatore a singola soglia), ricevente in ingresso un valore di riferimento preimpostato per una soglia di trigger 21. Si osservi che è possibile implementare nel generatore 20 qualsiasi strategia per l'attivazione del trigger.

Pertanto, il deposito di pretrigger 19 e il generatore 20 di trigger ricevono in ingresso il segnale comprendente i campioni 17, in uscita dal blocco 12 di digitalizzazione. II generatore 20 di trigger è connesso a un selettore di trigger 22 (di tipo sostanzialmente noto), il quale è a sua volta connesso a un blocco di gestione 23 dello stadio di ingresso 2.

Il blocco di gestione 23 riceve in ingresso:

- il segnale digitale in uscita dal selettore di trigger 22;

- il segnale digitale in uscita dal blocco 8 di generazione di una base di tempi di sincronismo;

- detti parametri di acquisizione 18;

- un segnale di controllo proveniente da un elemento di controllo 24, che verrà descritto nel seguito.

II blocco di gestione 23 è connesso in uscita al deposito di pretrigger 19, per operarne una gestione; in pratica, il blocco di gestione 23 riconosce e seleziona, nell'ambito del flusso ininterrotto dei campioni 17, segmenti 25 rappresentativi dell'andamento temporale (forma d'onda) dei segnali di scarica parziale.

Pertanto, i segmenti 25 vengono selezionati dal blocco di gestione 23, in uscita dal deposito di pretrigger 19.

I mezzi di elaborazione 5 comprendono, originalmente, un blocco di elaborazione / estrazione 26 di parametri prefissati, relativi alla forma d'onda di detti uno o più impulsi di SP. Il blocco 26 è implementato preferibilmente in logica programmabile via hardware (ma può essere implementato anche via software) e riceve in ingresso i segmenti 25.

Il blocco 26 opera in tempo reale ed ha la funzione di estrarre dai campioni di un segmento 25 i valori di parametri prefissati. In particolare, detti parametri prefìssati comprendono, per ciascun impulso di scarica parziale: durata equivalente (T), larghezza di banda equivalente (W), polarità (ossia il segno di un primo picco dell'impulso eccedente, in valore assoluto, un valore di riferimento), ampiezza dell'impulso, energia dell'impulso, unitamente ad altre grandezze ottenute mediante applicazione di varie tecniche di elaborazione dei segnali, come ad esempio le wavelets. Si osservi che è previsto che detti parametri durata equivalente (T) e larghezza di banda equivalente (W) possano essere sostituiti con altri parametri ad essi affini, ovvero possano essere calcolati in modi alternativi rispetto alle definizioni fomite sopra (le quali costituisco comunque una modalità preferita per il calcolo di detti parametri).

In generale, i parametri estratti contengono tutte le informazioni relative agli impulsi di SP rilevati, legate particolarmente (ma non esclusivamente) alla forma d'onda degli impulsi stessi, utili per un successivo impiego dei dati rilevati a scopo diagnostico.

In questa luce, va osservato che lo strumento 1 acquisisce e rende disponibili in uscita dati relativi agli impulsi di scariche parziali aventi luogo nel sistema elettrico in esame; tali dati verranno poi utilizzati per effettuare una valutazione diagnostica del sistema elettrico stesso e/o per essere archiviati, per costituire una base di conoscenza per lo sviluppo di strategie diagnostiche. In ogni caso, i dati relativi agli impulsi di scariche parziali sono destinati ad essere manipolati, elaborati, visualizzati, ecc. secondo esigenze e modalità che, in linea di principio, potrebbero essere non note o prevedibili in anticipo. Pertanto, è importante che i dati rilevati dallo strumento 1 siano il più possibile significativi e completi.

Dunque, il blocco 26 riceve in ingresso i segmenti 25 (ovvero una rappresentazione digitale dell'intero andamento temporale degli impulsi di SP), li elabora in tempo reale e trasmette in uscita un segnale digitale compattato 27, costituito da una rappresentazione sintetica (e quindi gestibile con tempi di calcolo particolarmente brevi) ma ugualmente rappresentativa dell'intero andamento temporale degli impulsi di SP.

L'azione del blocco 26 comporta che i segmenti 25 di per se stessi non vengano mantenuti, con conseguente vantaggio in termini di mole di dati elaborati / trasferiti in uscita dallo strumento. Tuttavia, va osservato che lo strumento 1 prevede anche la possibilità che il blocco 26 venga bypassato, mediante un segnale di inibizione inviato dal blocco di gestione 23, in modo che i segmenti 25 vengano trasferiti in uscita dal blocco 26 senza alcuna elaborazione / estrazione.

La caratteristica fondamentale di detto segnale digitale compattato 27 è quella di richiedere molto meno spazio (RAM) per essere memorizzato rispetto ai campioni dei segmenti 25, ciò contribuendo ad aumentare il Maximum Segment Burst Length (a parità di RAM).

Nella preferita forma realizzativa illustrata, il blocco 26 di elaborazione / estrazione è connesso a un buffer 28, ossia una memoria circolare, atto a memorizzare in tempo reale (alla stessa velocità con cui riceve i dati in ingresso) il segnale digitale compattato 27 (o i segmenti 25, qualora il blocco 26 di estrazione fosse inibito) per renderli disponibili a stadi successivi, eventualmente operanti a velocità diverse. Il buffer 28 è implementato preferibilmente in logica programmabile via hardware (ma può essere implementato anche via software).

Il buffer 28 interagisce con l'elemento di controllo 24, il quale ha la funzione di stabilire se consentire o meno l'acquisizione di un nuovo segmento a seconda di quanto è lo spazio libero nel buffer 28. L'elemento di controllo 24 è implementato preferibilmente in logica programmabile via hardware (ma può essere implementato anche via software).

Il buffer 28 è connesso con un secondo blocco di elaborazione / estrazione 29, implementato preferibilmente via software (per esempio comprendente un DSP, o un microprocessore o un microcontrollore o una loro combinazione), ma programmabile anche via hardware in logica programmabile. La funzione del secondo blocco di elaborazione / estrazione 29 è analoga a quella del blocco di elaborazione / estrazione 26; il blocco di elaborazione / estrazione 29, operando a valle del buffer 28, può eseguire calcoli che richiedono più tempo, senza rallentare il funzionamento dello strumento 1. Il fatto che i mezzi di elaborazione 5 comprendano, originalmente, due distinti blocchi di elaborazione / estrazione 26 e 29 e un buffer 28 interposto tra i blocchi stessi consente di ottimizzare i tempi di calcolo e di minimizzare il Dead Time, operando comunque in tempo reale, ovvero senza necessità di una memoria in cui immagazzinare una certa quantità di dati per poi estrarla successivamente. Inoltre nell'azione combinata dei due blocchi 26 e 29, il blocco 26 di elaborazione / estrazione riduce la quantità di lavoro del secondo blocco di elaborazione / estrazione 29 e quindi riduce il Dead Time Minimo Continuo.

Si osservi che è previsto anche che i mezzi di elaborazione 5 possano comprendere un unico blocco di elaborazione / estrazione 26, operante in tempo reale, senza necessità di interporre il buffer 28.

Si osservi che è previsto anche che i mezzi di elaborazione 5 possano prevedere ulteriori architetture.

Vanno precisati due aspetti, relativamente al funzionamento dei blocchi di elaborazione e alla gestione del flusso di dati.

Il deposito di pretrigger 19 e il buffer 28 costituiscono memorie (la cui presenza non è indispensabile per gli scopi della presente invenzione) preferibilmente organizzate come circolari, gestite secondo una logica FIFO; ovvero, tali memorie ricevono dati in ingresso e trasferiscono i dati in uscita nello stesso ordine in cui sono stati ricevuti, continuativamente, quindi senza interruzione del flusso di dati. Pertanto, la funzione delle memoria è quella di operare un temporaneo rallentamento del flusso di dati. Ovvero, il buffer 28 costituisce mezzi di rallentamento (temporaneo) del flusso di dati da detto stadio di ingresso a detto stadio di uscita.

I blocchi di elaborazione 26 e 29 sono atti a derivare parametri sulla base dell'intera forma d'onda dell'impulso di scarica parziale. Tuttavia, il blocco di elaborazione 26 (ed eventualmente il secondo blocco di elaborazione 29) non opera contemporaneamente su tutti i campioni corrispondenti a un impulso, ma su un campione alla volta (in modo sequenziale), eseguendo una sequenza di passaggi (nel calcolo di detti parametri prefissati) e conservando ad ogni passaggio un risultato parziale in un proprio registro, detto risultato parziale essendo aggiornato di volta in volta, fino a che non assume il valore definitivo per detto parametro prefissato, dopo che anche l'ultimo campione relativo all'impulso è stato elaborato. Tale aspetto implementativo contribuisce alla possibilità di derivare in tempo reale (con valori di dead time particolarmente ridotti) parametri basati sull'intera forma d'onda degli impulsi di scarica parziale rilevati.

Si osservi anche che, nel flusso di dati dallo stadio di ingresso 2 allo stadio di uscita 4, la sequenza di eventi è dall'ingresso all'uscita, secondo un sistema del tipo "push System".

Lo stadio di uscita 4 dello strumento 1 comprende un'interfaccia 30 di comunicazione, atta a incapsulare i dati da e per lo strumento 1 su un bus 31 di comunicazione bidirezionale, preferibilmente orientato allo stream.

Si osservi che per bus di comunicazione bidirezionale orientato allo stream fra A e B si intende Un qualsiasi sistema che consente di trasferire due flussi di dati, uno da A a B l'altro da B ad A, tale che i dati arrivino al destinatario nello stesso ordine con cui sono stati spediti e che ì due flussi siano sostanzialmente simultanei e continui. Le implementazioni fisiche possono appoggiarsi su sistemi non continui (a pacchetti) e/o non simultanei (half-duplex) e/o non ordinati, ma anche in questi casi si può continuare a parlare di stream di dati, in quanto opportuni protocolli e/o buffer possono riportare la comunicazione in condizioni di continuità, simultaneità e ordinamento.

Si osservi che il Dead Time Minimo Continuo può dipendere dalla capacità di trasferimento del bus 31 se questa è inferiore a quella del blocco di elaborazione / estrazione 29. Detto bus 31 può comprendere, per esempio, soluzioni tecniche note quali RS232, USB, firewire, o ethemet. L'interfaccia 30 dì comunicazione può essere implementata sia via hardware che via software. La preferita forma realizzativa del trovato prevede un'implementazione di tipo socket TCP/IP su ethernet attraverso dispositivo hardware.

Lo strumento 1 comprende anche una logica di controllo 32, sovrintendente a tutte le funzioni di controllo e sincronizzazione delle componenti software dello strumento 1, implementata via software.

Inoltre, i mezzi di elaborazione 5 preferibilmente comprendono, in modo originale, un elemento di condizionamento 33, inserito tra il secondo blocco di elaborazione / estrazione 29 (o il blocco di elaborazione / estrazione 26) e lo stadio di uscita 4, per operare un filtraggio digitale del segnale elaborato, in funzione dei valori derivati. Detto elemento di condizionamento 33, operando un filtraggio in tempo reale del segnale rilevato sulla base di detti parametri prefissati (correlati a valutazioni diagnostiche del sistema elettrico basate sulla valutazione dell'attività delle scariche parziali), consente un importante vantaggio, ossia di poter osservare un fenomeno lento (caratterizzato da pochi impulsi di scarica nell'unità di tempo) per molto tempo senza saturare una memoria (eventualmente connesso allo stadio di uscita 4, a valle dello strumento 1) con i dati relativi ad un altro fenomeno concomitante molto intenso (caratterizzato da un numero relativamente elevato di impulsi di scarica o di segnali indesiderati nell'unità di tempo).

Si osservi che l'elemento di estrazione 33 consente, vantaggiosamente, di effettuare una reiezione del rumore o di selezionare impulsi appartenenti a un dato fenomeno di scarica rispetto ad altri impulsi sovrapposti, in tempo reale, sulla base della forma d'onda dei segnali. Ciò consente allo strumento 1 di trasferire in uscita dati completi e significativi, senza rischio di perdita di informazione. Diversamente, se si procedesse a una rilevazione e digitalizzazione del segnale analogico di ingresso grezzo (senza effettuare elaborazioni o filtraggi) e a una sua archiviazione in una memoria, per effettuare in tempi successivi ogni elaborazione (per esempio attraverso un computer), vi sarebbe il rischio di non riuscire a rilevare tutti gli impulsi di interesse, data la mole di informazioni che ci si troverebbe a dover gestire via software.

Con riferimento alla figura 2, si osserva che il blocco 12 di digitalizzazione, il deposito di pretrigger 19, il generatore 20 di trigger, il selettore di trigger 22, il blocco di gestione 23, il blocco di elaborazione / estrazione 26 (ed eventualmente il buffer 28 e il secondo blocco di elaborazione / estrazione 29) definiscono una unità, dal punto di vista logico-funzionale, cui si farà riferimento nel seguito come canale di acquisizione 34. Nella forma realizzativa illustrata nella figura 2 lo strumento 1 comprende un primo canale di acquisizione 34A e un secondo canale di acquisizione 34B. In presenza di due o più canali di acquisizione 34, ciascun seletore di trigger 22 riceve e invia segnali di controllo 35, interagendo con altri seletori di trigger 22 facenti parte di corrispondenti canali di acquisizione 34.

Si osservi che è previsto che lo strumento 1 sia provvisto di una pluralità di canali di acquisizione 34. Tali canali di acquisizione 34 possono essere dedicati, per esempio, alla rilevazione di scariche parziali aventi luogo su fasi diverse di un sistema eletrico multifase. È anche previsto di impiegare uno o più canali di acquisizione 34 per rilevare grandezze diverse dalle scariche parziali, per esempio grandezze correlate a fatori ambientali (come per esempio temperatura e umidità); in tal caso, lo strumento 1 comprende, originalmente, canali dedicati alla rilevazione delle SP e canali lenti, ativi sostanzialmente in parallelo. Si osservi che deti canali non richiedono necessariamente la presenza di mezzi di trigger.

In caso di pluralità canali di acquisizione 34, le architetture possibili sono molteplici: dalla completa separazione dei mezzi di elaborazione 5, alla parziale condivisione, alla completa condivisione; la completa condivisione rende impossibili acquisizioni simultanee senza la presenza di una zona di memoria per contenere temporaneamente i campioni.

H presente trovato mette a disposizione anche un procedimento di rilevazione di scariche eletriche parziali in un sistema elettrico.

Tale procedimento prevede le seguenti fasi:

- ricezione in imo stadio di ingresso di un segnale analogico rappresentativo di uno o più impulsi di scariche parziali da rilevare e successiva generazione di una rappresentazione digitale dell'intera forma d'onda di deti uno o più impulsi,

- elaborazione in tempo reale, ossia senza necessità di archiviazione di dati in una memoria, di detta rappresentazione digitale dell'intera forma d'onda di detti uno o più impulsi, per estrarre il valore di parametri prefissati relativi alla forma d'onda di detti uno o più impulsi.

Tale procedimento comprende anche una fase di rilevazione di un segnale analogico di sincronismo, rappresentativo di una tensione applicata al sistema elettrico, reso disponibile per la fase di elaborazione. In particolare, è prevista, originalmente, una fase di digitalizzazione di detto segnale analogico di sincronismo.

È anche prevista una fase di condizionamento / filtraggio del segnale digitale elaborato, successiva alla fase di elaborazione, in funzione dei valori derivati, La fase di elaborazione comprende, preferibilmente, a sua volta le seguenti sotto-fasi: - prima elaborazione di detta rappresentazione digitale dell’intera forma d'onda di detti uno o più impulsi,

- scrittura temporanea di dati in forma digitale in un buffer,

- seconda elaborazione di dati letti dal buffer.

Operativamente, il procedimento secondo il presente trovato prevede quanto segue. In uno stadio di ingresso 2, un segnale analogico 3 rappresentativo di uno o più impulsi di SP viene tradotto, attraverso una fase di campionamento, in un flusso continuo di campioni rappresentanti il segnale a larga banda da analizzare; i campioni vengono trasferiti a un generatore di trigger 20, che osserva il segnale alla ricerca di campioni che superano la soglia impostata (soglia di trigger 21) e genera l'evento di trigger, e a un deposito di pretrigger 19, un buffer circolare che memorizza un numero di campioni pari al tempo di pretrigger. In pratica, il deposito di pretrigger 19 presenta all'ingresso di un blocco di elaborazione / estrazione 26, o direttamente a un buffer 28, un flusso di campioni identico a quello che riceve, ma ritardato di un tempo pari al tempo di pretrigger. In corrispondenza dell'evento di trigger, un blocco di gestione 23, qualora ci sia spazio nel buffer 28, attiva il blocco di elaborazione / estrazione 26 e, dopo un tempo stabilito in funzione dei parametri di acquisizione 18, determina la fine di un segmento 25; il blocco di elaborazione / estrazione 26 analizza detto flusso ed estrae parametri prefissati dal segmento, che vengono salvati sul buffer 28.

Qualora il blocco di elaborazione / estrazione 26 sia inibito (ad opera del blocco di gestione 23), il blocco di gestione 23 ordina lo stoccaggio su buffer 28 dell'intero segmento 25 insieme con le sue coordinate temporali (tempo assoluto e relativo al segnale di sincronismo). Si osservi che dette coordinate temporali vengono salvate (da parte del blocco di elaborazione / estrazione 26 stesso) anche nel caso in cui 26 non sia inibito.

D presente trovato mette a disposizione un apparato e un procedimento che consentono i seguenti vantaggi.

Il presente trovato consente di rilevare impulsi di scariche parziali con un Dead Time particolarmente ridotto. Si osservi che un Dead Time (che è sostanzialmente il tempo in cui il sistema è cieco dopo aver acquisito un segmento, prima di poterne acquisire un altro) di valore limitato consente in primo luogo di acquisire un maggior numero di fenomeni di SP nello stesso tempo. In questa luce, si osservi che, nel caso in cui i fenomeni di SP siano immersi nel rumore (per esempio rumore non continuo, tipo interferenza tra apparati elettrici), un sistema di acquisizione del tipo noto non consente di separare i fenomeni di SP tra loro e/o dal rumore. Quindi, la possibilità di acquisire un grande numero di dati, senza necessità di stoccaggio dei dati stessi in una memoria, consente di rilevare e separare i fenomeni di SP tra loro e dal rumore in tempo reale o anche in un secondo momento, tramite l'analisi di parametri prefissati estratti in tempo reale. Si noti che detta separazione può essere eseguita internamente allo strumento 1 prima che i dati vengano trasferiti in uscita, risparmiando sulla banda del bus di comunicazione.

La separazione del blocco di elaborazione / estrazione in due blocchi, 26 e 29, consente di limitare il dead time a valori molto ridotti (almeno per un certo numero di scariche), per esempio inferiori a lus.

Il senso dell'avere un Dead Time particolarmente limitato per un certo numero di scariche deriva dal fatto che i fenomeni di SP tipicamente non sono distribuiti uniformemente nel tempo, ma si concentrano in determinati intervalli di tempo. In questa luce, il presente trovato consente di assorbire concentrazioni di scariche senza che queste vengano perse, per poi elaborarle nei periodi in cui il rate delle scariche è più limitato.

Si osservi che lo strumento 1 integra in logica programmabile tutto ciò che lavora in tempo reale, compreso il buffer 28, mentre è previsto che una restante parte dei calcoli venga eseguita da elementi implementati via software, ovvero da un DSP, in modo che lo strumento 1 sia in grado di effettuare sostanzialmente qualsiasi tipologia di calcolo, pur mantenendo limitati i costi. Infatti, la logica programmabile può effettuare velocemente operazioni relativamente semplici, mentre il software in DSP può effettuare qualsiasi tipo di calcolo, ma in un tempo tipicamente superiore, dipendente dal suo costo e dalla sua complessità. La divisione dei compiti fra le due componenti consente di ottenere prestazioni di assoluto rilievo mantenendo limitati costi e complessità.

Si nota anche che i componenti implementati in logica programmabile e quelli implementati via software (DSP) operano sempre simultaneamente, in quanto il buffer 28 può essere scritto dalla logica programmabile (per esempio il blocco di elaborazione / estrazione 26) e, contemporaneamente, letto da DSP (per esempio il secondo blocco di elaborazione / estrazione 29); la logica programmabile deve fermarsi solo quando il buffer 28 è pieno.

Si osservi anche che un vantaggio del presente trovato è costituito dalla possibilità di eseguire elaborazioni molto complesse sui dati rilevati, in modo particolarmente rapido ed efficiente, grazie al fatto che dette elaborazioni avanzate (ovvero elaborazioni che, di per se stesse, richiedono grande dispendio di risorse di calcolo) vengono eseguite a valle dell'intervento del blocco di elaborazione / estrazione 26, ovvero sul segnale digitale compattato 27 in tempo reale. Pertanto, il presente trovato consente di fornire una valutazione diagnostica del sistema elettrico valutato (per esempio mediante applicazione di tecniche di intelligenza artificiale o qualunque altra tecnica di elaborazione applicabile sostanzialmente in tempo reale ai dati rilevati) sostanzialmente in tempo reale.

Inoltre, si osservi che il presente trovato consente di rilevare ed elaborare, in modo simultaneo e sinergico, segnali relativi a impulsi di scariche parziali e segnali relativi a qualsiasi altra grandezza, grazie alla possibilità di utilizzare una pluralità di canali di acquisizione 34 tra loro interagenti.

Si noti anche il presente trovato non richiede alcuna supervisione da parte di un operatore; pertanto può essere utilizzato in qualunque condizione, anche a scopo di monitoraggio (ovvero di rilevazione continuativa, protratta a tempo indefinito, dei segnali di scarica aventi luogo nel sistema elettrico in esame).

Claims (21)

1. RIVENDICAZIONI 1. Strumento (1) di rilevazione di scariche elettriche parziali in un sistema elettrico, comprendente: - uno stadio di ingresso (2) predisposto a ricevere un segnale analogico (3) rappresentativo di uno o più impulsi di scariche parziali da rilevare e a generare in uscita una rappresentazione digitale dell'intera forma d'onda di detti uno o più impulsi, - uno stadio di uscita (4) predisposto a trasferire dati in forma digitale in uscita dallo strumento, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di elaborazione dati (5) operativamente associati sia allo stadio di ingresso (2) che allo stadio di uscita (4) per ricevere detta rappresentazione digitale dell'intera forma d'onda di detti uno o più impulsi, estrarre il valore di parametri prefissati relativi alla forma d'onda di detti uno o più impulsi e trasferire allo stadio di uscita (4) un segnale digitale elaborato comprendente detti valori, i mezzi di elaborazione (5) essendo atti a operare sostanzialmente in tempo reale, ossia senza necessità di una memoria di archiviazione intermedia dei dati.
2. 2. Strumento secondo la rivendicazione 1, in cui è presente uno stadio di rilevazione (7, 8) di un segnale analogico di sincronismo (6), rappresentativo di una tensione applicata al sistema elettrico, operativamente connesso ai mezzi di elaborazione.
3. 3. Strumento secondo la rivendicazione 2, in cui sono presenti mezzi per digitalizzare detto segnale analogico di sincronismo.
4. 4. Strumento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto stadio di ingresso (2) è atto a operare in banda larga, ovvero con larghezza di banda superiore a circa 20 MHz.
5. 5. Strumento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui i mezzi di elaborazione (5) comprendono un elemento condizionamento (33), inserito a monte dello stadio di uscita (4), per operare un filtraggio digitale del segnale elaborato, in funzione dei valori derivati.
6. 6. Strumento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui è presente una pluralità di canali di acquisizione (34) ed eventualmente una pluralità di mezzi di elaborazione (5) corrispondenti, operativamente connessi, sostanzialmente in parallelo tra loro, allo stadio di uscita (4).
7. 7. Strumento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, comprendente un buffer (28), inserito tra lo stadio di ingresso (2) e lo stadio di uscita (4), per una scrittura temporanea di dati in forma digitale.
8. 8. Strumento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui i mezzi di elaborazione (5) comprendono un blocco di elaborazione / estrazione (26) di detti parametri prefissati da detta rappresentazione digitale.
9. 9. Strumento secondo la rivendicazione 8, in cui i mezzi di elaborazione (5) comprendono un buffer (28), inserito a valle del blocco di elaborazione / estrazione (26).
10. 10. Strumento secondo la rivendicazione 8, in cui i mezzi di elaborazione (5) comprendono un secondo blocco di elaborazione / estrazione (29) e un buffer (28), inserito tra detti blocchi di elaborazione / estrazione.
11. 11. Strumento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui i mezzi di elaborazione (5) comprendono logica programmabile.
12. 12. Strumento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui i mezzi di elaborazione (5) comprendono un DSP, o un microprocessore o un microcontrollore o una loro combinazione.
13. 13. Strumento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detti parametri prefissati comprendono la polarità di ciascun impulso di scarica parziale, ossia il segno di un primo picco dell’impulso eccedente, in valore assoluto, un valore di riferimento.
14. 14. Strumento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detti parametri prefissati comprendono ampiezza degli impulsi di scarica, parametri di fase, durata equivalente (T) e larghezza banda equivalente (W).
15. 15. Strumento secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui lo stadio di uscita comprende un bus (31) di comunicazione bidirezionale, eventualmente orientato allo stream.
16. 16. Procedimento di rilevazione di scariche elettriche parziali in un sistema elettrico, caratterizzato dal fatto che prevede le seguenti fasi: - ricezione in uno stadio di ingresso (2) di un segnale analogico (3) rappresentativo di uno o più impulsi di scariche parziali da rilevare e successiva generazione di una rappresentazione digitale dell'intera forma d'onda di detti uno o più impulsi, - elaborazione in tempo reale, ossia senza necessità di archiviazione di dati in una memoria, di detta rappresentazione digitale dell'intera forma d'onda di detti uno o più impulsi, per estrarre il valore di parametri prefissati relativi alla forma d'onda di detti uno o più impulsi.
17. 17. Procedimento secondo la rivendicazione 16, comprendente una fase di rilevazione di un segnale analogico di sincronismo (6), rappresentativo di una tensione applicata al sistema elettrico, reso disponibile per la fase di elaborazione.
18. 18. Procedimento secondo la rivendicazione 17, in cui è prevista una fase di digitalizzazione di detto segnale analogico di sincronismo (6).
19. 19. Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 16 a 18, in cui è prevista una fase di condizionamento / filtraggio del segnale digitale elaborato, successiva alla fase di elaborazione, in funzione dei valori derivati.
20. 20. Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 16 a 19, in cui la fase di elaborazione comprende a sua volta le seguenti sotto -fasi: - prima elaborazione di detta rappresentazione digitale delfiniera forma d'onda di detti uno o più impulsi, - scrittura temporanea di dati in forma digitale in un buffer (28), - seconda elaborazione di dati letti dal buffer (28).
21. 21. Apparato diagnostico per sistemi / componenti elettrici, comprendente: - uno strumento di rilevazione di scariche elettriche parziali; - mezzi di elaborazione / valutazione a fini diagnostici di grandezze derivate dalle scariche parziali rilevate ed eventualmente di altre grandezze, caratterizzato dal fatto che lo strumento di rilevazione delle scariche elettriche parziali è uno strumento (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 15, ovvero opera secondo un procedimento in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 16 a 20.