SERES HUMANOS

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de la protección contra descargas eléctricas. Concretamente, la invención se aplica a la protección de seres humanos contra descargas eléctricas fortuitas estando el ser humano aislado de tierra o sin derivación a tierra.

Antecedentes de la invención Las descargas eléctricas a través del cuerpo humano son origen de graves accidentes que con frecuencia ocasionan la muerte de quienes las sufren. Mientras que la detección de derivaciones de energía eléctrica a través del cuerpo humano entre conductores activos y tierra está plenamente resuelta con el uso de medidores e interruptores diferenciales, no es posible la detección simple e inmediata de la derivación de energía a través de un cuerpo humano, sometido a una fortuita diferencia de potencial entre alguno de sus miembros o algunas partes de su cuerpo, estando aislado de tierra o sin derivación a tierra.

La impedancia presentada por el cuerpo humano al paso de la corriente eléctrica es muy variable, y depende tanto de las zonas de contacto como de la frecuencia y tensión. Considerando tensiones superiores a 50 V., valor que empieza a ser peligroso para el ser humano, y considerando el caso peor de bajas frecuencias o incluso de tensión continua, es necesario detectar la presencia de impedancias del orden de 2.500 ohmios en líneas conductoras que pueden presentar muy bajos valores de impedancia característica. Por ejemplo, para una línea con una impedancia de 50 ohmios, la intromisión de un cuerpo humano implicaría una variación de impedancia inferior al 2%, porcentaje que se reduciría aún más si deseáramos detectar en casos de tensiones inferiores a los 50 voltios. Por tanto, se precisa una capacidad de detección de variaciones muy someras en la red, con la fiabilidad suficiente para poder tomar decisiones automáticas que salvaguarden la vida de la persona en riesgo. Existen aplicaciones prácticas para la detección de eventos en las líneas, incluso la detección de presencia humana en las mismas. Por ejemplo, el documento EP-1.357.386 describe un dispositivo que detecta la presencia de un cuerpo humano en una línea investigando su existencia mediante el análisis de la variación de impedancia en la misma inyectando tensiones de valor variable. Esta medición debe realizarse con la línea libre de tensión de servicio y con un interés precautorio.

El documento US-5.481.195 describe un método para detectar fallos y problemas en una línea eléctrica mediante la inyección de pulsos, su análisis matemático y la comparación con patrones preestablecidos de las líneas bajo análisis. El sistema es dinámico para líneas en servicio y dependiente de los valores patrones de las líneas que se encuentran almacenados para diferentes longitudes de la misma. El documento WO-2007/135.162 describe un método para detectar fallos en las líneas eléctricas comparando la impedancia inicial a lo largo de la misma y la impedancia presentada en un determinado momento. Permite detectar derivaciones entre dos fases de la línea y fallos que ocasionen una variación del 5% de la impedancia de la misma. El documento EP-0.268.391 A1 describe un método de análisis de los ecos recibidos en una línea como respuesta a una señal de interrogación y su posterior comparación con un conjunto de referencias previas u óptimas de la línea bajo análisis.

Existen otras patentes como el documento US 6.038.115 y el documento WO 89/711.747 que describen dispositivos que impiden el suministro de corriente en una línea cuando se detecta previamente una alta impedancia en la misma, a modo de medida precautoria.

Sigue existiendo en la técnica la necesidad de un procedimiento de protección contra descargas eléctricas en seres humanos que permita detectar una variación de la impedancia en una línea lo más baja posible, al tiempo que permita eliminar la casuística de posibles señales transitorias o ruido de la línea.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para la protección contra descargas eléctricas en seres humanos. Dicho procedimiento sirve para detectar la derivación de energía a través de un cuerpo humano aislado de tierra o sin derivación a tierra, y comprende las etapas de aplicar un tren de pulsos de baja intensidad en una línea en servicio y comparar los ecos de los pulsos devueltos por la línea en el tiempo. De ese modo la comparación del primer eco con los posteriores permite eliminar la casuística de posibles señales transitorias, decidiendo si existe una irregularidad permanente.

Según el procedimiento de la presente invención, el análisis de las líneas puede realizarse dinámicamente, en condiciones de servicio, analizando en tiempo real las incidencias sobre la misma.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se entenderá mejor con referencia a los siguientes dibujos que ilustran una realización preferida de la invención, proporcionada a modo de ejemplo, y que no debe interpretarse como limitativa de la invención de ninguna manera.

La figura 1 representa esquemáticamente la aplicación del procedimiento según una realización preferida de la presente invención en una línea de transmisión.

La figura 2 muestra un diagrama de bloques de un dispositivo útil para poner en práctica un procedimiento según una realización preferida de la invención.

La figura 3 es un diagrama de flujo que representa las etapas de un procedimiento según una realización preferida de la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La figura 1 muestra esquemáticamente la aplicación del procedimiento según la realización preferida de la presente invención. Se aplican pulsos de baja intensidad mediante un generador de pulsos 1 en una línea 2 en servicio sometida a una tensión continua o alterna mediante un generador 3. Los ecos devueltos por la línea 2 se registran y comparan en el tiempo en un registrador y comparador 4. En el momento de producirse alguna derivación o incidencia, aunque sea de carácter somero, el análisis del primero y sucesivos ecos producidos permite eliminar la casuística de posibles señales transitorias o ruido inducido, y al mismo tiempo decidir si su carácter permanente es indicativo de la presencia de una irregularidad en un una zona de la línea en la que tal eventualidad no está permitida.

Igualmente puede realizarse un balance de energías devueltas por la línea, de forma que se asegura la existencia de la irregularidad, eliminando la posibilidad de señales de ruido inducidas. Sirve así de contraste para delimitar el alcance de la irregularidad a detectar, siendo en este caso la presencia de un ser humano.

Una característica del procedimiento según la presente invención es que el sistema empleado es dinámico, con capacidad de adaptación a situaciones evolutivas de la línea como pueden ser la variación gradual de sus características, persiguiendo la protección de la intrusión intempestiva de operadores humanos y de forma añadida detectando la aparición de derivaciones de toda índole entre sus fases activas sin intervención de la tierra. Adicionalmente, el análisis dinámico de la línea puede realizarse en un tiempo inferior al potencialmente peligroso para el ser humano, ya que la interrogación de la línea puede efectuarse a elevada frecuencia y analizarse los resultados en tiempo real mediante el uso adecuado de circuitos y de microprocesadores conocidos por los expertos en la técnica.

En la figura 2 se observa un diagrama de bloques de un dispositivo útil para poner en práctica un procedimiento según una realización preferida de la invención. El generador de pulsos envía un tren de pulsos de baja intensidad en una línea en servicio, la cual devuelve un eco a cada uno de los pulsos enviados. El dispositivo de medición de tensiones y el convertidor analógico-digital preparan las señales para su posterior análisis y comparación, y según esta realización preferida, las almacenan en una memoria. Posteriormente, en el comparador se compara el primer eco devuelto por la línea con cada uno de los ecos posteriores permitiendo eliminar la casuística de posibles señales transitorias, decidiendo si existe una irregularidad permanente.

La lógica de control que gobierna este procedimiento se describe a continuación con relación a la figura 3, que muestra un diagrama de flujo de un procedimiento según una realización preferida de la presente invención. En primer lugar, se envía un tren de pulsos en la línea y se almacenan los ecos recibidos. En tiempo real se analizan las diferencias entre los sucesivos ecos, evaluando así la existencia de una derivación permanente ajena a cualquier señal impulsiva o de ruido aleatorio presente en la línea. Se observa que se compara cada eco recibido n+1 , n+2, n+3,... n+m posterior con el primer eco n recibido del tren de pulsos. Cuando se encuentra un eco posterior igual al primer eco n, se reinicia la secuencia con un nuevo tren de pulsos. Cada vez que un eco posterior es distinto del primer eco n, se crea una alarma de nivel creciente. Se fija un nivel de alarma indicativo de una irregularidad permanente ajena, representando todos los niveles de alarma inferiores ruido aleatorio de la línea. Según una realización más preferida de la presente invención, mediante la detección en tiempo real de este pulso se inicia el proceso que se precise para salvaguardar la integridad del personal que fortuitamente ha intervenido sobre la línea, tal como por ejemplo impedir el suministro de corriente en una línea cuando se detecta una irregularidad permanente.

El procedimiento según la presente invención es aplicable tanto a líneas de conducción en corriente continua como en corriente alterna, y puede detectar variaciones de impedancia inferiores al 2% en la línea lo que garantiza la detección de presencia humana y su posible salvaguarda.

En una realización aún más preferida de la presente invención, el procedimiento comprende además almacenar en memoria eventos producidos en la línea.