ES2803448T3 - Procedimiento de detección de un mal funcionamiento eléctrico, dispositivo para la implementación de tal procedimiento y recinto eléctrico equipado con tal dispositivo - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de detección de un mal funcionamiento en un recinto eléctrico (10) que incluye al menos un equipo eléctrico (11, 12) y al menos un sensor de compuestos orgánicos volátiles (21), al menos un sensor de micropartículas (22), al menos un sensor de gases (23), incluyendo dicho procedimiento cíclicamente en el tiempo: - la medición (100) de al menos un parámetro climático (T) en el recinto eléctrico (10), - la medición (210) de una concentración de compuestos orgánicos volátiles (MEDCOV), - la medición (310) de una concentración de gases (MEDgas), - la medición (410) de una concentración de micropartículas (MEDpar), - la corrección (220, 320, 420) de las mediciones de concentración de compuestos orgánicos volátiles (MEDCOV), de gases (MEDgas) y de micropartículas (MEDpar) en función del, al menos un, parámetro climático (T), - el cálculo de una deriva de concentración (250, 350, 450) de compuestos orgánicos volátiles (DRCOV), de gases (DRgas) y de micropartículas (DRpar) en función del tiempo, - la comparación de la deriva de concentración (260, 360, 460) de compuestos orgánicos volátiles (DRCOV), de gases (DRgas) y de micropartículas (DRpar) respectivamente con un umbral predefinido de deriva de concentración de compuestos orgánicos volátiles (UDCOV), de gases (UDgas) y de micropartículas (UDpar), - el cálculo de una evolución de concentración (270, 370, 470) de compuestos orgánicos volátiles (EVcov), de gases (EVgas) y de micropartículas (EVpar), - la comparación de la evolución de concentración (280, 380, 480) de compuestos orgánicos volátiles (EVCOV), de gases (EVgas) y de micropartículas (EVpar) respectivamente con un umbral predefinido de evolución de concentración de compuestos orgánicos volátiles (UECOV), de gases (UEgas) y de micropartículas (UEpar), - la emisión de una alarma (600) cuando: - se supera el umbral de deriva de concentración de micropartículas (UDpar) o el umbral de evolución de concentración de micropartículas (EVpar) y cuando - se supera al menos un umbral de deriva de concentración o un umbral de evolución de concentración de compuestos orgánicos volátiles (UDCOV, EVcov) o de gases (UDgas, EVgas).
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento de detección de un mal funcionamiento eléctrico, dispositivo para la implementación de tal procedimiento y recinto eléctrico equipado con tal dispositivo
Campo técnico
La presente invención se refiere a un procedimiento para detectar un mal funcionamiento en un recinto eléctrico, tal como un cuadro o un armario eléctrico. La invención se refiere, igualmente, a un dispositivo para detectar un mal funcionamiento en un recinto eléctrico y un recinto eléctrico equipado con un dispositivo de este tipo.
Estado de la técnica
Hoy en día, cada vez se usan más sensores para dar unas informaciones sobre la calidad del aire que respiramos o también para detectar unos humos potencialmente peligrosos en el caso de un inicio de incendio. Este tipo de información es útil en las instalaciones eléctricas donde el operador tiene, a veces, la percepción de un calentamiento anormal bastante antes de la aparición de cualquier manifestación visible.
El documento de los Estados Unidos US 6317 053 B1 describe un armario eléctrico estanco al aire ambiente, destinado a contener material informático y que incluye un dispositivo de detección precoz de incendio. El dispositivo incluye unos detectores de incendio colocados en la proximidad de un ventilador de extracción de aire caliente. Cualquier detección de calentamiento por uno de los sensores desencadena la inyección de un gas inerte en el armario eléctrico. Este dispositivo presenta el inconveniente de forzar el aire del armario eléctrico a pasar por una canalización para poder detectar un arranque de incendio. Por otra parte, un dispositivo de este tipo no tiene necesidad de ser discriminatorio, el funcionamiento natural del material informático no genera una contaminación que pueda interpretarse como el resultado de una combustión.
El documento europeo EP 1768074 A1 describe un dispositivo de detección temprana de incendio que usa un sensor de humo o partículas, un sensor de temperatura y un sensor que permite medir la velocidad del flujo de aire alrededor del dispositivo de detección de incendio. La vigilancia de la velocidad del flujo de aire permite detectar más rápidamente un incendio con respecto a un sensor de incendio convencional. En cambio, el dispositivo puede dar una falsa alarma si el aire se pone en movimiento, por ejemplo, por un ventilador.
El documento WO 2010/043272 describe un detector multifunciones usado en gestión del edificio. Incluye unos múltiples sensores destinados al análisis de la calidad del aire en el edificio. El documento cita, entre otros, unos sensores de gases (dióxido de carbono, ozono, óxido de nitrógeno) que comprenden unos gases inflamables (propano, butano, metano, gas natural), unos sensores de partículas, de humo, de partículas inflamables, de amianto, ácaros o esporas. El detector emite una alarma en caso de detección de una situación peligrosa para la salud de los ocupantes.
Otros documentos describen unas soluciones para evitar la dificultad recurrente de las falsas alarmas de incendio. El documento europeo EP 0660 282 B1 describe un sistema de advertencia de incendio que usa un procesamiento de los datos que provienen de los sensores por la lógica difusa ("fuzzy logic"). El documento europeo EP 0141 987 B1 describe un dispositivo que procede a una validación de las indicaciones de un detector después de dos intervalos de tiempo y una nueva puesta en estado inicial del indicador.
Sin embargo, no existe un dispositivo que permita detectar un mal funcionamiento en el origen de un calentamiento anormal de materiales eléctricos, con el fin de dar una alerta precoz.
Exposición de la invención
La presente invención propone un procedimiento que permite detectar la emanación de compuestos característicos vinculados a un calentamiento anormal en el interior de un recinto eléctrico. Un procesamiento particular, basado en varios tipos de mediciones, permite detectar, de manera precoz y de forma fiable, una anomalía de funcionamiento que se caracteriza por un calentamiento anormal, incluso localizado en la proximidad de materiales que liberan calor.
Para esto, la invención se refiere a un procedimiento de detección de un mal funcionamiento en un recinto eléctrico que incluye al menos un equipo eléctrico y al menos un sensor de compuestos orgánicos volátiles, al menos un sensor de micropartículas, al menos un sensor de gases, incluyendo dicho procedimiento cíclicamente en el tiempo:
- la medición de al menos un parámetro climático en el recinto eléctrico,
- la medición de una concentración de compuestos orgánicos volátiles,
- la medición de una concentración de gases,
- la medición de una concentración de micropartículas,
- la corrección de las mediciones de concentración de compuestos orgánicos volátiles, de gases y de micropartículas en función del, al menos un, parámetro climático,
- el cálculo de una deriva de concentración de compuestos orgánicos volátiles, de gases y de micropartículas en función del tiempo,
- la comparación de la deriva de concentración de compuestos orgánicos volátiles, de gases y de micropartículas
respectivamente con un umbral predefinido de deriva de concentración de compuestos orgánicos volátiles, de gases y de micropartículas,
- el cálculo de una evolución de concentración de compuestos orgánicos volátiles, de gases y de micropartículas, - la comparación de la evolución de concentración de compuestos orgánicos volátiles, de gases y de micropartículas con respectivamente un umbral predefinido de evolución de concentración de compuestos orgánicos volátiles, de gases y de micropartículas,
- la emisión de una alarma cuando:
- se supera el umbral de deriva de concentración de micropartículas o el umbral de evolución de concentración de micropartículas y cuando
- se supera al menos un umbral de deriva de concentración o un umbral de evolución de concentración de compuestos orgánicos volátiles o de gases.
De manera preferente, el cálculo de deriva de concentración de compuestos orgánicos volátiles, de gases y de micropartículas incluye:
- un cálculo de una media deslizante sobre un período largo de la concentración de compuestos orgánicos volátiles, de gases y de micropartículas,
- un cálculo de una media deslizante sobre un período corto, de la concentración de compuestos orgánicos volátiles, de gases y de micropartículas,
- un cálculo de una relación respectivamente entre la media deslizante sobre el período corto y la media deslizante sobre el período largo.
Preferentemente, el período corto está comprendido entre 15 y 60 minutos y el período largo está comprendido entre 5 y 12 horas.
De manera preferente, el cálculo de la evolución de concentración respectivamente de compuestos orgánicos volátiles, de gases y de micropartículas incluye al menos un cálculo de la diferencia entre dos mediciones consecutivas de concentración respectivamente de compuestos orgánicos volátiles, de gases y de micropartículas.
La invención se refiere, igualmente, a un dispositivo de detección de un mal funcionamiento eléctrico que incluye:
- al menos un sensor para proporcionar una señal característica de la concentración de compuestos orgánicos volátiles,
- al menos un sensor para proporcionar una señal característica de la concentración de micropartículas,
- al menos un sensor para proporcionar una señal característica de la concentración de gases,
- al menos un sensor de parámetro climático para proporcionar un valor de al menos un parámetro climático, - un circuito de medición para medir las señales proporcionadas por los sensores,
- un circuito de alarma para generar una alarma y
- una unidad de procesamiento que incluye unos circuitos para ejecutar el procedimiento de detección de un mal funcionamiento, tal como se ha descrito anteriormente y para activar el circuito de alarma cuando:
- se supera el umbral de deriva de concentración de micropartículas o el umbral de evolución de concentración de micropartículas y cuando
- se supera al menos un umbral de deriva de concentración o de evolución de concentración de compuestos orgánicos volátiles o de gases.
Preferentemente, el sensor de gases proporciona una señal que caracteriza una concentración de amoníaco.
De manera preferente, el sensor de gases proporciona una señal que caracteriza una concentración de ozono.
De manera preferente, el sensor de compuestos orgánicos volátiles proporciona una señal que caracteriza una concentración de hidrocarburos.
Preferentemente, el sensor de parámetro climático proporciona una señal que caracteriza una temperatura en el recinto eléctrico.
De manera preferente, el sensor de parámetro climático proporciona, además, una señal que caracteriza una higrometría en el recinto eléctrico.
La invención se refiere, igualmente, a un recinto eléctrico que incluye al menos un cable o un equipo eléctrico y un dispositivo de detección de un mal funcionamiento eléctrico, tal como se ha descrito anteriormente.
Breve descripción de los dibujos
Otras ventajas y características se desprenderán más claramente de la descripción que va a seguir, de modos particulares de realización de la invención, dados a título de ejemplos no limitativos y representados en los dibujos adjuntos en los que:
- la figura 1 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento de detección de un mal funcionamiento a partir de mediciones de condiciones climáticas y de medición de concentración de compuestos orgánicos volátiles, de
micropartículas y de gases según la invención,
- la figura 2 representa un diagrama de flujo de una parte del procedimiento representado en la figura 1 para detallar un procesamiento de la medición de concentración de gases,
- la figura 3 representa un diagrama de flujo de una parte del procedimiento representado en la figura 1 para detallar un procesamiento de la medición de concentración de micropartículas,
- la figura 4 representa un diagrama de flujo de una parte del procedimiento representado en la figura 1 para detallar un procesamiento usado de manera preferente para cuantificar una evolución de concentración de micropartículas, - la figura 5 es un gráfico que representa unas mediciones y unos resultados de cálculos para ilustrar un ejemplo de detección de una deriva de concentración de compuestos orgánicos volátiles superior a un umbral de deriva predefinido,
- la figura 6 es un gráfico que representa unas mediciones y unos resultados de cálculos para ilustrar un ejemplo de detección de una evolución superior a un umbral de evolución de concentración de compuestos orgánicos volátiles predefinido y
- la figura 7 es un esquema de bloques de un recinto eléctrico que incluye al menos un cable o un equipo eléctrico y un dispositivo de detección de un mal funcionamiento eléctrico según la invención.
Descripción detallada de modos de realización preferentes
La figura 1 ilustra un procedimiento de detección de un mal funcionamiento en un recinto eléctrico 10 en forma de un diagrama de flujo. Se efectúa una medición de al menos un parámetro climático en el recinto eléctrico 10 en el curso de una etapa 100. De manera preferente, se miden dos parámetros climáticos: la temperatura T y la higrometría H. Se pueden medir otros parámetros climáticos, por ejemplo, la presión atmosférica P. La medición de al menos uno de estos parámetros climáticos es necesaria para corregir las mediciones efectuadas por unos sensores de micropartículas, de gases y de compuestos orgánicos volátiles (COV) descritos ulteriormente. En efecto, estos sensores se calibran en fábrica a una temperatura e higrometría conocida, pero dichos sensores son, generalmente, sensibles a las condiciones climáticas del entorno circundante. El procedimiento se continúa por unas mediciones de concentración de compuestos orgánicos volátiles (COV), micropartículas y gases en la atmósfera del recinto eléctrico.
En el transcurso de una etapa 210, se efectúa una medición MEDcov de concentración de compuestos orgánicos volátiles (COV) por medio de un sensor de compuestos orgánicos volátiles 21, luego, se efectúa una etapa de corrección de la medición 220 para corregir la medición MEDcov efectuada en la etapa 210 en función del valor del o de los parámetros climáticos medidos en la etapa 100.
En un recinto que contiene unos equipos eléctricos, puede haber uno o varios equipos 11, 12 que difunden unos compuestos orgánicos volátiles en funcionamiento normal. El procedimiento de la invención está destinado a detectar de manera precoz una emisión de COV anormal, consecutiva a un mal funcionamiento de un equipo 11, 12, que se superpone a una emisión natural de COV de un equipo 11, 12 en funcionamiento normal, es decir, sin anomalía. Para esto, en el transcurso de una etapa 230, el procedimiento efectúa un cálculo de una media MLcov de concentración de COV en el recinto eléctrico 10 sobre un período largo PL. Dicha media de concentración MLcov refleja el nivel en funcionamiento normal de la concentración de COV en el interior del recinto 10. Para ser representativo del funcionamiento normal de equipos eléctricos del tamaño de un armario eléctrico, el período largo PL está de manera preferente comprendido entre 5 y 12 horas. El período largo PL puede ajustarse en función de la inercia térmica de los equipos presentes en el recinto y/o del tamaño del recinto 10.
Preferentemente, la media de concentración sobre el período largo MLcov es una media deslizante: las mediciones de concentración de compuestos orgánicos volátiles MEDcov se efectúan a intervalo fijo, de manera preferente cada 30 segundos. Para un período largo PL de una duración preferente de 8 horas, la media de concentración sobre un período largo MLcov tomará en cuenta 960 mediciones MEDcov. Cualquier nueva medición MEDcov reemplaza a la más antigua y se efectúa un nuevo cálculo de media sobre un período largo MLcov sobre las 960 mediciones MEDcov más recientes.
Para detectar de manera precoz una emisión de COV anormal de un equipo 11, 12, se efectúa un cálculo de media deslizante de concentración de compuestos orgánicos volátiles MCcov sobre un período corto PC, en el transcurso de una etapa 240. De manera preferente, la duración del período corto está comprendida entre 15 y 60 minutos. De este modo, para un período corto PC, de duración igual a 30 minutos, a razón de una medición MEDcov de concentración efectuada preferentemente cada 30 segundos, el cálculo de media sobre el período corto MCcov efectuará una media sobre las 60 mediciones MEDcov más recientes. A continuación, en el transcurso de una etapa 250, se efectúa un cálculo de deriva DRcov de concentración de COV. La deriva de concentración de COV es igual a la relación de la media de concentración de COV sobre el período corto MCcov sobre la media de concentración de COV sobre el período largo MLcov. De este modo, la deriva DRcov es igual a MCcov / MLcov. La deriva DRcov de concentración de COV se compara en la etapa 260 con un umbral de deriva UDcov predefinido. Cuando la deriva DRcov es superior a UDcov, se trata de una superación anormal de la concentración de compuestos orgánicos volátiles y se emite una alerta de deriva ALDcov de concentración de COV. De este modo, se podrá detectar cualquier evolución anormal de concentración de COV, en el caso de figura descrito de este modo, en los 30 minutos que siguen a la aparición del mal funcionamiento. De manera preferente, el umbral de deriva UDcov está comprendido entre 1,001 y 1,10 (entre un 100,1 % y un 110 % si el umbral se expresa en porcentaje).
La figura 5 ilustra, por medio de un gráfico, un ejemplo de detección de una deriva de concentración de COV. La unidad de tiempo corresponde a un período de 30 segundos. Aparece un mal funcionamiento en el tiempo t = 10. La curva MEDcov representa los valores de concentración medidos en función del tiempo, la curva MLcov representa el resultado del cálculo de la media larga y MCcov representa el resultado del cálculo de la media corta. Se indica una graduación de concentración para estas tres curvas sobre la escala derecha del grafo. La curva MCcov / MLcov representa el resultado del cálculo de deriva DRcov, expresado en porcentaje sobre la escala izquierda del grafo. La deriva DRcov supera un umbral de deriva UDcov predefinido en el valor de 1,03 (o un 103 %) en el tiempo t = 44 y se genera una alerta ALDcov. Por lo tanto, el mal funcionamiento se ha detectado en un plazo de 34 intervalos de medición, o sea, 17 minutos después del inicio del mal funcionamiento cuando se efectúa una medición cada 30 segundos. Las etapas de cálculo de la deriva de concentración de COV en el recinto eléctrico permiten detectar un mal funcionamiento en el origen de una liberación de COV que se desarrolla lentamente, en una atmósfera que ya incluye una concentración de COV que puede ser importante en régimen normal.
El procedimiento está destinado a detectar, igualmente, un mal funcionamiento que aparece y se desarrolla rápidamente. Para esto, se efectúa una etapa 270 de cálculo de la evolución de emisión de compuestos orgánicos volátiles EVcov. EVcov se calcula efectuando la diferencia entre dos mediciones MEDcov consecutivas. Sea MEDcov (t) una medición de MEDcov en el instante t y MEDcov (t+1) una medición de MEDcov en el instante t+1, entonces, en el instante t+1:
EVcov (t+1) = MEDcov (t+1) - MEDcov (t).
El resultado de cálculo de la evolución de emisión EVcov (t+1) se compara, en la etapa 280, con un umbral predefinido de evolución de concentración UEcov. Cuando el resultado de cálculo de la evolución de emisión EVcov (t+1) es superior al umbral de evolución UEcov, entonces, se emite una alerta de evolución ALEcov de concentración de COV. Cuando el valor de EVcov (t+1) es negativo o inferior al umbral predefinido de evolución UEcov, el procedimiento regresa a la medición 100 de los parámetros climáticos. Con el fin de evitar una falsa alarma, es útil verificar que la alerta se confirma sobre varios ciclos de mediciones consecutivos. Según un modo de realización preferente, cuando todos los resultados de cálculo de EVcov son positivos sobre 4 mediciones consecutivas de EVcov y la desviación entre la última medición efectuada EVcov (t+3) en el instante t+3 y la primera medición EVcov (t) en el instante t es superior al umbral UEcov, entonces, se emite la alerta de evolución ALEcov. Un cálculo iterativo de este tipo se ilustra por un diagrama de flujo en la figura 4. La etapa 270 de cálculo de la evolución de emisión de compuestos orgánicos volátiles EVcov comienza por una etapa 271 de cálculo de desviación EVcov (t+1) entre la medición MEDcov (t) en el instante t y la medición MEDcov (t+1) en el instante (t+1). En la etapa 272, si la evolución ha sido positiva, es decir, si EVcov (t+1) >0, entonces, el procedimiento se continúa por la etapa 273. Si EVCOV (t+1) es negativo, la evolución es negativa y no hay lugar a generar una alerta, el procedimiento regresa a la etapa 100 de medición de los parámetros climáticos. En la etapa 273, se efectúa un cálculo EVcov (t+2) = MEDcov (t+2) - MEDcov (t+1). En la etapa 274, si EVcov (t+2) >0, entonces, el procedimiento se continúa por la etapa 275; si no, el procedimiento regresa a la etapa 100. Las etapas 275 y 276 son similares a las etapas 273 y 274, pero se aplican a las mediciones MEDcov (t+3). Finalmente, en la etapa 276, cuando EVcov (t+3) es positivo, el procedimiento ha detectado tres evoluciones positivas consecutivas de EVcov. Se efectúa un cálculo de desviación EVcov entre la medición MEDCOV (t+3) en el instante (t+3) y la medición MEDcov (t) en el instante t. Si EVcov es superior al umbral de evolución UEcov, entonces, se emite una alerta de evolución ALEcov de concentración de COV. Pueden usarse otras variantes de cálculo de EVcov.
De manera preferente, el umbral de evolución UEcov está comprendido entre 10 y 30 ppm.
La figura 6 ilustra por medio de un gráfico, un ejemplo de detección de una evolución anormal de concentración de COV según el modo de realización preferente descrito anteriormente. La curva MEDcov representa los valores de concentración medidos en función del tiempo. Se indica una graduación de concentración sobre la escala a la derecha del grafo. La curva EVcov representa la desviación entre dos mediciones MEDcov consecutivas. Una graduación a la izquierda del grafo corresponde a la curva EVcov. La curva EVcov > 0 indica todas las ocurrencias donde la desviación de valor entre dos mediciones consecutivas es positiva. En el tiempo t = 5, la desviación entre dos mediciones consecutivas es positiva, pero el fenómeno no se ha reproducido, por lo tanto, no se ha dado la alerta. En cambio, a partir de t = 10, han tenido lugar cuatro superaciones consecutivas positivas y se ha superado el umbral UEcov, por lo tanto, se emite una alerta ALEcov. Por lo tanto, el mal funcionamiento que se ha desarrollado rápidamente se ha detectado en un plazo de 4 intervalos de medición después del inicio del mal funcionamiento, o sea, 2 minutos cuando el intervalo entre dos mediciones es de 30 segundos.
El conjunto de las etapas 210 a 280 de medición de concentración de compuestos orgánicos volátiles (COV) y de detección de superación del umbral de deriva UDcov o de evolución de concentración EVcov forma parte de un primer procedimiento 200 de medición de concentración de compuestos orgánicos volátiles (COV). Se ejecuta, igualmente, un segundo procedimiento 300 de medición de concentración de gases. El segundo procedimiento 300 se representa en el diagrama de flujo de la figura 1 y de manera detallada en la figura 2. El segundo procedimiento 300 incluye unas etapas similares al primer procedimiento 200. Se efectúa una etapa 310 de medición MEDgas de concentración de gases seguida por una etapa 320 de corrección de la medición MEDgas en función del o de los parámetros climáticos medidos en la etapa 100. A continuación, se efectúa una etapa 330 para el cálculo de una media deslizante de concentración de gases MLgas en el recinto eléctrico 10 sobre el período largo PL, luego, se efectúa una etapa 340 para un cálculo de una media deslizante MCgas sobre el período corto PC. Se efectúa un cálculo de una deriva de
concentración de gases DRgas igual a la relación MCgas / MLgas en el transcurso de una etapa 350, luego, el cálculo de deriva DRgas se compara con un umbral de deriva de concentración de gases UDgas en la etapa 360. Cuando se supera el umbral de deriva de concentración de gases UDgas, se emite una alerta de deriva de concentración de gases ALDgas. Con el fin de detectar una liberación de gases que se desarrolla rápidamente, se efectúa un cálculo de la evolución de la concentración de gases EVgas según unas etapas similares al cálculo de evolución de COV: en el transcurso de una etapa 370, se efectúa un cálculo de la evolución de concentración de gases entre dos instantes consecutivos t y t+1 según la ecuación EVgas (t+1) = MEDgas (t+1) - MEDgas (t). En la etapa 380, el valor de EVgas (t+1) se compara con un umbral predefinido de evolución UEgas. Cuando el valor EVgas (t+1) es superior al umbral UEgas, entonces, se emite una alerta de evolución anormal de concentración de gases ALEgas. Cuando el valor de EVgas (t+1) es negativo o inferior al umbral predefinido de evolución UEgas, el procedimiento regresa a la medición 100 de los parámetros climáticos. Preferentemente, el cálculo de la evolución de la concentración de gases EVgas se efectúa según un procedimiento similar al cálculo de la evolución de concentración de COV que trata sobre cuatro mediciones consecutivas positivas. De manera preferente, el umbral de deriva UDgas está comprendido entre 1,001 y 1,1 (entre un 100,1 % y un 110 % expresado en porcentaje) y el umbral de evolución UEgas está comprendido entre 5 y 50 ppm.
De la misma forma, el procedimiento de detección de mal funcionamiento de la invención comprende un tercer procedimiento 400 destinado a dar una alerta en el caso de una deriva o de una evolución anormal de la concentración de micropartículas en el recinto eléctrico. El tercer procedimiento de medición de concentración de micropartículas 400 se representa en el diagrama de flujo de la figura 1 y de manera detallada en la figura 3. El tercer procedimiento 400 incluye unas etapas similares al primer procedimiento 200 y al segundo procedimiento 300. Se efectúa una etapa 410 de medición de la concentración de micropartículas MEDpar, luego, se corrige la medición MEDpar en función del o de los parámetros climáticos medidos en la etapa 100, en el transcurso de una etapa 420. Se efectúa un cálculo de una media deslizante MLparde concentración de micropartículas en el recinto eléctrico 10 sobre el período largo PL en el transcurso de una etapa 430 y se calcula una media deslizante MCpar sobre el período corto PC en el transcurso de una etapa 440. Se efectúa un cálculo de una deriva de la concentración de micropartículas DRpar igual a la relación MCpar / MLpar en una etapa 450 y el resultado del cálculo de deriva DRpar se compara con un umbral predefinido de deriva de micropartículas UDpar en el transcurso de una etapa 460. Cuando se supera el umbral de deriva de concentración de micropartículas UDpar, se emite una alerta de deriva de concentración de micropartículas ALDpar. Si el valor de la deriva DRpar es inferior al umbral predefinido de evolución UDpar, el procedimiento regresa a la medición 100 de los parámetros climáticos. Se calcula, igualmente, un cálculo de evolución de la concentración de micropartículas EVpar: en el transcurso de una etapa 470, se efectúa un cálculo de la evolución de concentración de micropartículas según la ecuación EVpar (t+1) = MEDpar (t+1) - MEDpar (t). En la etapa 480, se compara el valor EVpar con un umbral de evolución predefinido UEpar, con el fin de generar una alerta ALEpar cuando el resultado del cálculo de evolución de la concentración de micropartículas EVpar es superior al umbral de evolución UEpar. Cuando el valor de EVpar es negativo o inferior al umbral de evolución UEpar, el procedimiento regresa a la medición 100 de los parámetros climáticos. Preferentemente, el cálculo de la evolución de la concentración de micropartículas EVpar se efectúa según un procedimiento similar al cálculo de la evolución de concentración de COV que trata sobre cuatro mediciones positivas consecutivas. De manera preferente, el umbral de deriva UDpar está comprendido entre 1 y 100 |jg/m3 y el umbral de evolución UEpar está comprendido entre 20 y 150 jg /m 3
Las emisiones de compuestos orgánicos volátiles, de micropartículas o de gases están vinculados al funcionamiento de los equipos eléctricos presentes en el recinto eléctrico y no son obligatoriamente un indicador de mal funcionamiento. Una particularidad de la invención es que proporciona una alarma fiable que se refiere a un mal funcionamiento de un equipo en funcionamiento en medio de equipos saludables. Para esto, el procedimiento de detección de la invención incluye una etapa de concentración de las informaciones de alerta 500 en el transcurso de la que se realiza una operación lógica "Y" entre las alertas de COV, de micropartículas y de gases. Una particularidad de la invención es generar una alarma si se desencadena al menos una alerta de concentración de micropartículas y si se desencadena al menos una alerta de concentración de COV o de gases. Del modo en que se representa en la figura 1, por una parte, bajo la referencia 510, se realiza una operación lógica "O" de las alertas de deriva y de evolución para los COV y los gases, por otra parte, bajo la referencia 520, se realiza una operación lógica "O" de las alertas de deriva y de evolución de concentración de micropartículas. Una operación lógica "Y", bajo la referencia 530, se realiza entre la alerta de superación de micropartículas y una alerta de superación de gases o de COV. Se escribe una ecuación lógica de generación de una variable de alarma AL:
AL = (ALDpar O ALEpar) Y (ALDcov O ALEcov O ALDgas O ALEgas)
Cuando la variable de alarma AL es verdadera, se genera una alarma en el transcurso de la etapa 600. El operador de la instalación eléctrica puede intervenir y remediar rápidamente el mal funcionamiento.
A título de ilustración del interés del procedimiento, una conexión mal apretada de un cable de escasa potencia sobre un terminal puede conducir a un calentamiento fuera de especificación del material de aislamiento del cable. El material de aislamiento sobrecalentado va a emitir unos COV, unos gases y unas micropartículas. Por otra parte, unos cables de fuerte potencia, en los que circulan unas corrientes importantes, pueden estar presentes, igualmente, en el recinto. Los materiales de aislamiento de los cables de fuerte potencia emiten en funcionamiento normal unos COV, gases y micropartículas, en cantidades que pueden ser ampliamente superiores a las emitidas por el cable de escasa potencia en sobrecalentamiento. Las etapas de cálculo de deriva de la concentración de COV, micropartículas y gases van a permitir desvelar una variación positiva y anormal de concentración de COV, gases y micropartículas, con respecto a un nivel correspondiente a un funcionamiento normal. Un eventual desbocamiento térmico al nivel del cable de escasa
potencia se detectará rápidamente en el transcurso de las etapas de cálculo de evolución de la concentración. Una superación combinada de umbrales de concentración de COV, micropartículas y gases permite no generar una alarma más que cuando hay mal funcionamiento real. Un procedimiento de este tipo permite, igualmente, detectar un mal funcionamiento, tal como un arco eléctrico anormal en el recinto eléctrico 10 gracias a la detección de los COV, micropartículas y de los gases, en particular, el ozono, emitidos por los materiales sometidos a los efectos del arco eléctrico.
El procedimiento de la invención se ejecuta cíclicamente, con el fin de asegurar una vigilancia permanente de los equipos en el recinto eléctrico 10 y detectar cualquier evolución anormal de COV, gases o micropartículas lo más rápidamente posible. El intervalo entre dos ciclos consecutivos puede estar comprendido entre algunos segundos y varios minutos. De manera preferente, dicho intervalo es igual a 30 segundos.
La invención se refiere, igualmente, a un dispositivo 20, representado en la figura 7, para detectar un mal funcionamiento en un recinto eléctrico 10. El dispositivo de detección 20 incluye:
- al menos un sensor 21 para proporcionar una señal característica de la concentración de compuestos orgánicos volátiles,
- al menos un sensor 22 para proporcionar una señal característica de la concentración de micropartículas, - al menos un sensor 23 para proporcionar una señal característica de la concentración de gases,
- al menos un sensor de parámetro climático 24,
- un circuito de medición 25 para medir las señales proporcionadas por los sensores,
- un circuito de alarma 26 para generar una alarma y
- una unidad de procesamiento 27 que incluye unos circuitos para ejecutar el procedimiento de detección de un mal funcionamiento descrito anteriormente y para activar el circuito de alarma 26 cuando se supera el umbral de deriva de concentración de micropartículas UDpar o el umbral de evolución de concentración de micropartículas EVpar y cuando se supera al menos un umbral de deriva de concentración o un umbral de evolución de concentración de compuestos orgánicos volátiles UDcov, EVcov o de gases UDgas, EVgas. La unidad de procesamiento puede ejecutar los primer, segundo y tercer procedimientos de detección de superación del umbral de deriva o de evolución de concentración 200, 300 y 400, simultáneamente por medio de unidades de cálculos, tales como unos microprocesadores que funcionan en paralelo o secuencialmente, uno después del otro, si no existe más que una unidad de cálculo en la unidad de procesamiento 27. Cualquier medio de cálculo, tal como un autómata, un ensamblaje de circuitos electrónicos lógicos y/o analógicos puede usarse. El procedimiento de la invención se ejecuta cíclicamente por la unidad de procesamiento, de manera preferente con un período de 30 segundos. Según un modo de realización preferente, los sensores se gradúan durante la fabricación del dispositivo de detección 20 y unas curvas de corrección de temperatura e higrometría de las señales proporcionadas por los sensores de COV 21, de micropartículas 22 y de gases 23 se memorizan en la unidad de procesamiento 27 para la ejecución de las etapas de corrección 220, 320, 420 de las mediciones de concentración de compuestos orgánicos volátiles MEDcov, de gases MEDgas y de micropartículas MEDpar. El sensor de parámetros climáticos 24 es de manera preferente un sensor de temperatura y de higrometría. Se pueden añadir otros sensores 24 para la medición de otros parámetros climáticos, por ejemplo, la presión atmosférica en el interior o en la proximidad del recinto eléctrico 10.
Los compuestos orgánicos volátiles detectados de manera preferente por el sensor 21 están compuestos o incluyen unas moléculas de hidrocarburo o de alcohol, de benceno, de etanol, de propano, de isobutano, de T-Butanol o también de 2-Butanona. Un sensor de COV 21 puede estar realizado por la asociación de varios sensores específicos para ciertos tipos de COV y proporcionar una señal característica de la concentración total de compuestos orgánicos volátiles. Se pueden usar, igualmente, varios sensores y, en este caso, el circuito de medición 25 efectúa una suma, eventualmente ponderada, de las señales emitidas por cada sensor para elaborar la medición MEDcov.
El sensor de micropartículas 22 detecta de manera preferente las micropartículas de tamaño comprendido entre 1 y 5 micras emitidas por el o los materiales aislantes de los cables eléctricos.
Un sensor de micropartículas 22 puede estar realizado por la asociación de varios sensores específicos para ciertos tipos de micropartículas y proporcionar una señal característica de la concentración total de micropartículas. Se pueden usar, igualmente, varios sensores y, en este caso, el circuito de medición 25 efectúa una suma, eventualmente ponderada, de las señales emitidas por cada sensor para elaborar la medición MEDpar.
Los gases detectados de manera preferente por el sensor de gases 23 son:
- el amoníaco,
- el hidrógeno,
- la acetona
- el ozono.
Un sensor de gases 23 puede estar realizado por la asociación de varios sensores específicos para ciertos gases y proporcionar una señal característica de la concentración total de gases. Se pueden usar, igualmente, varios sensores y, en este caso, el circuito de medición 25 efectúa una suma, eventualmente ponderada, de las señales emitidas por cada sensor para elaborar la medición MEDgas.
La invención también se refiere a un recinto eléctrico 10 que incluye al menos un cable o un equipo eléctrico 11, 12 y un dispositivo de detección de un mal funcionamiento eléctrico 20 para detectar un calentamiento anormal de un cable o de un equipo eléctrico 11, 12. La alarma generada por el circuito de alarma 26 se emite de manera preferente por medio de un dispositivo de advertencia luminoso y/o sonoro en la proximidad del recinto eléctrico 10 y puede transmitirse simultáneamente por unos medios alámbricos o por radio a una central de supervisión remota no representada en la figura 7. Informado de este modo, un personal puede intervenir rápidamente para suprimir la causa del mal funcionamiento.
Claims (11)
1. Procedimiento de detección de un mal funcionamiento en un recinto eléctrico (10) que incluye al menos un equipo eléctrico (11, 12) y al menos un sensor de compuestos orgánicos volátiles (21), al menos un sensor de micropartículas (22), al menos un sensor de gases (23), incluyendo dicho procedimiento cíclicamente en el tiempo:
- la medición (100) de al menos un parámetro climático (T) en el recinto eléctrico (10),
- la medición (210) de una concentración de compuestos orgánicos volátiles (MEDcov),
- la medición (310) de una concentración de gases (MEDgas),
- la medición (410) de una concentración de micropartículas (MEDpar),
- la corrección (220, 320, 420) de las mediciones de concentración de compuestos orgánicos volátiles (MEDcov), de gases (MEDgas) y de micropartículas (MEDpar) en función del, al menos un, parámetro climático (T),
- el cálculo de una deriva de concentración (250, 350, 450) de compuestos orgánicos volátiles (DRcov), de gases (DRgas) y de micropartículas (DRpar) en función del tiempo,
- la comparación de la deriva de concentración (260, 360, 460) de compuestos orgánicos volátiles (DRcov), de gases (DRgas) y de micropartículas (DRpar) respectivamente con un umbral predefinido de deriva de concentración de compuestos orgánicos volátiles (UDcov), de gases (UDgas) y de micropartículas (UDpar), - el cálculo de una evolución de concentración (270, 370, 470) de compuestos orgánicos volátiles (EVcov), de gases (EVgas) y de micropartículas (EVpar),
- la comparación de la evolución de concentración (280, 380, 480) de compuestos orgánicos volátiles (EVcov), de gases (EVgas) y de micropartículas (EVpar) respectivamente con un umbral predefinido de evolución de concentración de compuestos orgánicos volátiles (UEcov), de gases (UEgas) y de micropartículas (UEpar), - la emisión de una alarma (600) cuando:
- se supera el umbral de deriva de concentración de micropartículas (UDpar) o el umbral de evolución de concentración de micropartículas (EVpar) y cuando
- se supera al menos un umbral de deriva de concentración o un umbral de evolución de concentración de compuestos orgánicos volátiles (UDcov, EVcov) o de gases (UDgas, EVgas).
2. Procedimiento de detección de un mal funcionamiento en un recinto eléctrico (10) según la reivindicación 1 caracterizado porque el cálculo (250, 350, 450) de deriva de concentración de compuestos orgánicos volátiles (DRcov), de gases (DRgas) y de micropartículas (DRpar) incluye:
- un cálculo de una media deslizante sobre un período largo (PL) de la concentración de compuestos orgánicos volátiles (MLcov), de gases (MLgas) y de micropartículas (MLpar),
- un cálculo de una media deslizante sobre un período corto (PC), de la concentración de compuestos orgánicos volátiles (MCcov), de gases (MCgas) y de micropartículas (MCpar),
- un cálculo de una relación respectivamente entre la media deslizante sobre el período corto (MCcov, MCgas, MCpar) y la media deslizante sobre el período largo (MLcov, MLgas, MLpar).
3. Procedimiento de detección de un mal funcionamiento en un recinto eléctrico según la reivindicación anterior caracterizado porque el período corto (PC) está comprendido entre 15 y 60 minutos y el período largo (PL) está comprendido entre 5 y 12 horas.
4. Procedimiento de detección de un mal funcionamiento en un recinto eléctrico (10) según una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el cálculo de la evolución de concentración (270, 370, 470) respectivamente de compuestos orgánicos volátiles (EVcov), de gases (EVgas) y de micropartículas (EVpar) incluye al menos un cálculo de la diferencia entre dos mediciones consecutivas de concentración respectivamente de compuestos orgánicos volátiles (MEDcov), de gases (MEDgas) y de micropartículas (MEDpar).
5. Dispositivo de detección de un mal funcionamiento eléctrico (20) que incluye:
- al menos un sensor (21) para proporcionar una señal característica de la concentración de compuestos orgánicos volátiles,
- al menos un sensor (22) para proporcionar una señal característica de la concentración de micropartículas, - al menos un sensor (23) para proporcionar una señal característica de la concentración de gases,
- al menos un sensor de parámetro climático (24) para proporcionar un valor de al menos un parámetro climático (T),
- un circuito de medición (25) para medir las señales proporcionadas por los sensores (21, 22, 23, 24),
- un circuito de alarma (26) para generar una alarma (AL) y
- una unidad de procesamiento (27),
caracterizado porque la unidad de procesamiento (27) incluye unos circuitos adaptados para ejecutar el procedimiento de detección de un mal funcionamiento según las reivindicaciones 1 a 4 y para activar el circuito de alarma (26) cuando:
- se supera el umbral de deriva de concentración de micropartículas (UDpar) o el umbral de evolución de concentración de micropartículas (EVpar) y cuando
- se supera al menos un umbral de deriva de concentración o de evolución de concentración de compuestos orgánicos volátiles (UDcov, EVcov) o de gases (UDgas, EVgas).
6. Dispositivo de detección de un mal funcionamiento eléctrico (20) según la reivindicación anterior caracterizado porque el sensor de gases (23) proporciona una señal que caracteriza una concentración de amoníaco.
7. Dispositivo de detección de un mal funcionamiento eléctrico (20) según una de las reivindicaciones 5 o 6 caracterizado porque el sensor de gases (23) proporciona una señal que caracteriza una concentración de ozono.
8. Dispositivo de detección de un mal funcionamiento eléctrico (20) según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7 caracterizado porque el sensor de compuestos orgánicos volátiles (21) proporciona una señal que caracteriza una concentración de hidrocarburos.
9. Dispositivo de detección de un mal funcionamiento eléctrico (20) según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8 caracterizado porque el sensor de parámetro climático (24) proporciona una señal que caracteriza una temperatura (T) en el recinto eléctrico (10).
10. Dispositivo de detección de un mal funcionamiento eléctrico (20) según la reivindicación 9 caracterizado porque el sensor de parámetro climático (24) proporciona, además, una señal que caracteriza una higrometría (H) en el recinto eléctrico (10).
11. Recinto eléctrico (10) que incluye al menos un cable o un equipo eléctrico (11, 12) caracterizado porque incluye un dispositivo de detección (10) de un mal funcionamiento eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10.
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