- Memoria Descriptiva - Campo de la invención:

La presente invención se refiere a un elemento de medida de un punto determinado de una red eléctrica, de los que se conectan a un cable eléctrico, de modo al conectarse a la red eléctrica a través de dicho cable eléctrico permite recoger señales que estén disponibles en dicha red eléctrica, tal como recoger señales de tensión, de corriente, o de temperatura de la red eléctrica en ese punto concreto.

Estado de la Técnica:

Actualmente existen en el mercado múltiples sistemas y/o dispositivos de medida de los parámetros eléctricos de un punto determinado de una instalación o red eléctrica activa, por ejemplo de la tensión presente a la entrada de los bornes de un dispositivo de aparamenta (por ejemplo: un interruptor magnetotérmico, o interruptor diferencial, o interruptor, o conmutador, o transformador, o protector contra sobretensiones) o de la corriente que circula a través de dicho cable, con la finalidad de disponer de los datos de dichos parámetros en un determinado momento de tiempo (es decir una toma de medida puntual) o bien en un periodo continuado (es decir toma de medida permanente) .

Los sistemas y/o dispositivos de medida convencionales que se utilizan hoy en dia son principalmente las pinzas amperimétricas, los transformadores o bien los "shunts" para realizar la medida de corriente, y los voltímetros para la medida de tensión .

También se conocen dispositivos de gran volumen que se disponen de modo permanente por ejemplo contiguos a un dispositivo de aparamenta, requiriendo además de un determinado tiempo de instalación del dispositivo de medida por parte del operario durante el cual la red eléctrica permanece cortada, con los consecuentes inconvenientes que ello ocasiona. Además, muchos de estos dispositivos conocidos en el mercado son de difícil montaje, por lo que se requiere de la mano de obra especializada de un instalador profesional, lo cual encarece el coste de instalación y por lo tanto también influye en el coste total del producto.

Objeto de la invención:

El objeto de la presente invención estriba en concebir un elemento de medida de un punto determinado de una red eléctrica que sea fácilmente acoplable a un cable eléctrico, cuya finalidad es recoger señales que estén disponibles en esta red eléctrica, como mínimo la/s señal/es de corriente de la red eléctrica y adicionalmente otras señales como la/s señal/es de tensión u otros parámetros.

Otro objeto de la presente invención estriba en que el elemento de medida de la invención se pueda poner y quitar con gran facilidad por un usuario "no profesional", y que se pueda acoplar en un cable de cualquier tipo y distintos diámetros con la red eléctrica activa, es decir sin necesidad de cortar la alimentación ni modificar la disposición de ningún elemento de la red eléctrica. Y, finalmente, aún otro objeto de la presente invención es idear un elemento de medida, que además de conectarse a la red eléctrica y medir ciertos parámetros, pueda también transmitir dichos parámetros obtenidos de la red eléctrica a un elemento externo para poder posteriormente tratar o gestionarlos.

Descripción de la invención:

El objeto de la presente invención es el que se reivindica en la primera reivindicación.

El elemento de medida es conectable a la red eléctrica a través de su conexión a la superficie exterior de un cable eléctrico por medio de una sujeción mecánica que está provista de unos medios de regulación de ajuste manual adaptados para sujetarse a la superficie exterior de un cable eléctrico; y está provisto de unos medios de sensado de las señales o parámetros de la red eléctrica, de modo que al conectarse el elemento de medida al cable eléctrico, dichos medios de sensado recogen señales o parámetros de la red eléctrica.

Los medios de regulación de la sujeción mecánica están configurados de manera que un usuario o instalador, sin necesidad de ser un instalador profesional con conocimientos y habilidades técnicas, sea perfectamente capaz de ajusfarlos manualmente, con gran facilidad y rapidez, y asi lograr un ajuste perfecto del elemento de medida a los distintos diámetros de cables eléctricos que pudieran existir.

El elemento de medida objeto de la invención puede presentar de modo opcional unos medios de anclaje configurados de manera que permiten que una vez se posicionen manualmente los medios de regulación adaptándolos al diámetro exterior del cable en cuestión, dichos medios de anclaje mantienen inamoviblemente esta posición determinada.

El elemento de medida también puede presentar otros medios de retención de quita y pon para colocarlos en caso de que el diámetro del cable eléctrico sea muy reducido .

Los medios de sensado están adaptados para recoger como mínimo la señal de corriente eléctrica que circula por la línea eléctrica, es decir que son medios de sensado de cómo mínimo la corriente eléctrica.

Dichos medios de sensado de la corriente eléctrica también pueden comprende otros medios de sensado adicionales para medir otros parámetros o señales distintas a la corriente, tales como sensores de tensión, y/o de temperatura, y/o de humedad, y/o de vibración, y/o de aceleración, y/o de presencia/movimiento/proximidad, y/o de GPS (que incluye la fecha, hora y lugar de instalación) , y/o de iluminación .

En algún caso, se podría llegar a sustituir los medios de sensado de corriente eléctrica por alguno o algunos de los citados medio/s de sensado de otros parámetros, es decir por un sensor de temperatura, humedad, vibración y/o aceleración, presencia/movimiento/proximidad, GPS, y/o iluminación, sin que ello altere la esencialidad de la invención.

En relación a los medios de sensado de las señales de la corriente eléctrica, se han realizado numerosas pruebas de campo por parte del solicitante y se ha constatado empíricamente que se pueden emplear con unos resultados satisfactorios distintos tipos de sensores o transductores para tal fin.

De modo preferente, y respecto a los medios de sensado de las señales de corriente, se puede elegir ^■ un sensor de corriente que actúa por acoplamiento magnético, sirviéndose de principios estipulados en las leyes de Amper y Faraday, de forma que dicho acoplamiento magnético induce en el sensor una señal proporcional a la corriente eléctrica (I) que circula por el cable eléctrico en el que se realiza la medida. Por este motivo es imprescindible y muy critico que el posicionamiento mecánico del cable eléctrico sea totalmente correcto y preciso para garantizar una medida correcta y sin distorsiones. Consecuentemente, la sujeción mecánica que caracteriza el elemento de medida de la invención es de extrema precisión.

Dentro del grupo de los sensores de corriente que actúan por acoplamiento magnético se puede emplear satisfactoriamente uno o una combinación de los siguientes tipos de sensores o transductores (en sus variantes núcleo abierto o núcleo cerrado) :

• Sensor magnético (también llamados en la jerga técnica como sensores de efecto Hall) ,

• Sensor de núcleo de aire (bobina Rogowski) ,

· Sensor de núcleo de hierro,

• Sensor de óptico,

• Sensor de magnetoresistivo,

• Sensor captador de corriente de flujo nulo, y/o

• Sensor híbrido.

El sistema de sensado de la invención mediante acoplamiento magnético es un sistema no intrusivo, en el que se realiza la medida de corriente eléctrica sin existir ningún contacto eléctrico con el conductor eléctrico, puesto que el sensor mide el campo magnético (B) generado por la corriente eléctrica (I) que fluye a través del conductor eléctrico.

Preferentemente, dichos medios de sensado (tanto los medios de sensado de la corriente eléctrica, como adicionalmente otros medios de sensado de otros parámetros) se montan integrados en una placa electrónica o similar.

El elemento de medida también comprende unos medios de transmisión del tipo inalámbricos de las señales o parámetros recogidos por los medios de sensado hasta una estación central de datos externa, tal como un PC o redes de datos. Los citados medios de transmisión de tipo inalámbricos son preferentemente por "wifi" o por "bluetooth", aunque alternativamente podrían ser medios no inalámbricos conectables a través de respectivas clavijas de conexión o similares provistas en dicho sistema para ello. Dicho estación central de datos externa podrá realizar las acciones deseadas en cada caso, por ejemplo la gestión de alarmas al sobrepasar las señales sensadas unos parámetros límite preestablecidos, tareas de control y/o de vigilancia de uno o varios procesos, entre otras posibles funciones, mediante los correspondientes software y hardware diseñado para tal fin.

Adicionalmente, el elemento de medida objeto de la presente invención puede comprender unos medios de procesamiento de dichos parámetros o señales captadas de corriente y/o tensión y/o otros parámetros, incluyendo dichos medios de procesamiento su correspondiente hardware y software que realiza las mencionadas acciones y/o funciones de procesamiento de señales de los medios de procesamiento de dichos parámetros o señales .

Tanto los medios de sensado, los medios de transmisión, como los medios de procesamiento se disponen preferentemente en el interior de un elemento contenedor, que se dispone conectado a los medios de sujeción, de modo que el elemento de medida se configura como un elemento compacto que comprende unos medios de sujeción, y un elemento contenedor que a su vez contiene a los medios de sensado, y opcionalmente a los medios de transmisión y medios de procesamiento.

Según una realización preferida de la presente invención, tanto los medios de sensado, los medios de transmisión, como los medios de procesamiento se integran en una placa electrónica, por uniones soldadas o medios equivalentes. Dicha placa electrónica está retenida en las paredes interiores del elemento contenedor en posición preferentemente horizontal.

Con esta particular y ventajosa configuración que se ha descrito a priori, el elemento de medida objeto de la invención es no invasivo y permite su fácil instalación en cables eléctricos que van conectados por ejemplo a un dispositivo de aparamenta, tal como interruptores magnetotérmicos o diferenciales, interruptores, conmutadores, transformadores o protectores contra sobretensiones) instalados en un cuadro eléctrico con la red activa, sin necesidad de cortar la alimentación o la modificación y/o ampliación de dicho cuadro, lo cual supone un gran ahorro de tiempo, espacio y costes, y por otro lado elimina las molestias ocasionadas a los usuarios por el corte de la red eléctrica durante el proceso de instalación.

En definitiva, la presente invención presenta múltiples y grandes ventajas que lo hacen mucho más cómodo y fácil de utilizar para el usuario o instalador, rápido de instalar y desinstalar en relación a los elementos de sensado existentes hoy en día, y es totalmente versátil para ser instalado en cualquier tipo de cable eléctrico sin necesidad de cortar la alimentación.

Estas y otras características se desprenderán mejor de la descripción detallada que sigue, la cual, para facilitar su comprensión, se acompaña de cinco láminas de dibujos, en las que se ha representado un caso práctico de realización que se cita solamente a titulo de ejemplo no limitativo del alcance de la presente invención .

Descripción de las figuras :

En las figuras:

la figura n° 1 ilustra una vista en perspectiva frontal de una realización preferida del elemento de medida de la invención;

la figura n° 2 ilustra la misma vista de la figura n° 1 pero en perspectiva frontal, en la que se dibuja también el cable eléctrico en su posición de montaje; la figura n° 3 ilustra una vista en alzado frontal del elemento de medida de la figura n° 1 con un cable eléctrico de diámetro DI;

la figura n° 4 ilustra una vista en alzado frontal del elemento de medida de la figura n° 1 con un cable eléctrico de diámetro D2 (D2 < DI) ; la figura n° 5 ilustra una vista en alzado frontal del elemento de medida de la figura n° 1 con un cable eléctrico de diámetro D3 (D3 < D2);

la figura n° 6 ilustra una vista en alzado frontal del elemento de medida de la figura n° 1 con un cable eléctrico de diámetro D4 (D4 < D3) ;

la figura n° 7 ilustra una vista seccionada en alzado frontal del elemento de medida de la figura n° 1 con un cable eléctrico de diámetro Di, en el que se muestra el interior del elemento contenedor;

la figura n° 8 ilustra una vista en perspectiva frontal del elemento de medida de la figura n° 1, en el cual se muestra en explosionado la colocación del elemento postizo; y

la figura n° 9 ilustra una vista esquemática del funcionamiento de los medios de sensado de la corriente eléctrica .

Descripción de una realización preferente de la invención :

En una realización preferida de la invención, y tal y como puede verse en las figuras n° 1 a 9, el elemento de medida (10) presenta un cuerpo provisto de unos medios de sujeción mecánica a la superficie exterior de un cable eléctrico (20) que se relacionan con unos medios de regulación de ajuste manual adaptados para sujetarse a la superficie exterior de cada diámetro de cable eléctrico (20) .

Los citados medios de sujeción mecánica se materializan en unos elementos de sujeción superiores (13a, 13b) y unos elementos de sujeción inferiores (14a, 14b, 31) , los cuales ejercen una presión suficiente para poder mantener sujeto el elemento de medida (10) en un punto determinado del cable eléctrico (20).

Los elementos de sujeción superiores (13a, 13b) comprenden dos elementos longitudinales que emergen uno de cada elemento de regulación (12, 25) y en dirección simétricamente hacia en centro, los cuales presentan una parte superior alargada que finaliza con respectivas garras (32a, 32b) , las cuales presentan en su superficie inferior unas superficies salientes longitudinales para reforzar el agarre a la parte superior de la superficie del cable eléctrico (20) .

Por su parte, los elementos inferiores comprenden unos elementos longitudinales salientes hacia arriba (14a, 14b) dispuestos a ambos lados de un elemento central también longitudinal a modo de rehundido longitudinal (31), dichos tres elementos adaptados para hacer de tope a la parte inferior de la superficie del cable (20) que discurre por el interior del elemento de medida ( 10 ) .

Los citados medios de regulación (11) de ajuste manual se materializan en sendos elementos (12, 25) adaptados para encajar uno sobre el otro de modo gradual, mediante la inserción del extremo (30) de un elemento (25) en las correspondientes ranuras (24) provistas en el otro elemento (12) . En la figura n° 3 y 4 se muestran dos posiciones distintas de montaje de los dos elementos de regulación (12, 25), en las que en la primera figura al montarse en un cable eléctrico de diámetro DI el extremo (30) queda dispuesto en la primera ranura (24), mientras que en la otra figura al montarse en un cable eléctrico de diámetro inferior D2 el usuario ajusta manualmente el elemento de regulación (12) en el sentido indicado por la flecha sobre el elemento de regulación (25) , quedando de ese modo dispuesto el extremo (30) en la tercera ranura (24).

Los medios de sujeción mecánica que se relacionan con los medios de regulación de ajuste manual también están relacionados con un elemento contenedor (15) dispuesto en la parte inferior del elemento de medida (10). En el interior de dicho elemento contenedor (15) se dispone una placa electrónica (19), sobre la cual se sujetan los diversos medios de sensado, medios de procesamiento y medios de transmisión, véase figura n° 7.

El elemento de medida objeto de la invención en sus distintas posiciones de montaje en función del diámetro del cable (10, 10', 10", 10'") de acuerdo a lo mostrado en las figuras adjuntas puede presentar unos medios de anclaje tal como respectivos elementos de anclaje (17a, 17b) dispuestos en los elementos de regulación (12, 25) respectivamente y diseñados para poderse unir por ejemplo con un pasador (no mostrado en las figuras adjuntas). Dichos medios de anclaje (17a, 17b) tienen la función de una vez se posicionen manualmente los medios de regulación (12, 25) adaptándolos al diámetro exterior del cable (20), mantengan esa posición inamoviblemente. En la figura n° 6 se ilustran los medios de anclaje en su posición cerrada, mientras que en el resto de figuras se encuentran en su posición abierta.

El elemento de medida (10, 10', 10", 10"') también puede presentar otros medios de retención adicional de quita y pon para ser colocados cuando el diámetro del cable eléctrico es muy reducido, por ejemplo como es el caso de las figuras n° 5 y 6. Se materializan con un elemento postizo (16) dispuesto en la periferia del elemento de medida (10, 10', 10'', 10''') unido a dicho elemento de medida mediante una unión debilitada fácilmente rompible, para que en caso de necesidad el usuario pueda romper dicha unión y entonces utilizar dicho elemento postizo de retención (16) para colaborar en la sujeción del cable eléctrico (20) . Las figuras n° 1 a 4 muestran el caso en que dicho elemento postizo de retención (16) se encuentra unido a la superficie exterior del elemento de regulación (12) puesto que el cable eléctrico (20) es suficientemente grande, y en cambio en las figuras n° 5 y 6 dicho elemento postizo de retención (16) se ha desprendido y está dispuesto bajo los extremos (32a, 32b) de (13a, 13b), de modo que el cable eléctrico (20) queda retenido superiormente por dicho elemento postizo de retención (16). La configuración de dicho elemento postizo de retención (16) puede variar, aunque de modo preferente se emplea la que está ilustrada en las distintas figuras, la cual está formada por un cuerpo sensiblemente prismático cuya sección presenta cuatro alas, dos de ellas iguales (21) y las otras alas también iguales (22), pero distintas entre si, para permitir su adaptación a distintos tipos de diámetro de cable (20) , véase dos ejemplos distintos de montaje en las figuras n° 5 y 6. En la figura n° 8 se muestra la posición de montaje del elemento postizo de retención (16) en el elemento de medida (10), el cual se posiciona alineando el orificio (27) de un elemento saliente (23) provisto en la parte exterior del elemento postizo de retención (16) con un elemento (18a, 18b) dispuesto en las proximidades de las garras (32a, 32b) .

Por último en la figura n° 9 se esquematiza el funcionamiento de los medios de sensado de la corriente eléctrica, que se materializan en este caso por un sensor de acoplamiento magnético (28) que se fija mediante unas uniones soldadas (29) a la placa electrónica (19), el cual mide -sin necesidad de estar en contacto físico con el cable eléctrico- el campo magnético (B) generado por la corriente eléctrica (I) que fluye a través del conductor eléctrico (20) .

La invención, dentro de su esencialidad puede ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran solo en detalle de la indicada únicamente a título de ejemplo a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba. Podrá, pues, fabricarse este elemento de medida de una red eléctrica, en cualquier forma y tamaño, con los medios y materiales más adecuados y con los accesorios más convenientes, pudiendo los distintos componentes de la invención ser sustituidos por otros técnicamente equivalentes, por quedar todo ello comprendido en el espíritu de las siguientes reivindicaciones.