Dispositivos de protección electrónicos para disyuntores automáticos.

Dispositivo de protección electrónico (1) para disyuntores automáticos,

que comprende:

- una unidad de control (2,21);

- una interfaz de advertencia (31), que es conectada operativamente a dicha unidad de control;

- un sistema de suministro que comprende un sistema de suministro principal (4) y un primer sistema de suministro de reserva (5);

- una interfaz de conexión (6) para la conexión entre dicho sistema de suministro y dicha unidad de control, comprendiendo dicha interfaz de conexión el dispositivo (61), que determina el paso automático del suministro principal al suministro de reserva en caso de interrupción de dicho suministro principal;

- un sistema de advertencia (62) para enviar una advertencia a dicha unidad de control de que ha sucedido el paso desde dicho suministro principal a dicho suministro de reserva;

- dispositivo (63), que es utilizable manualmente por un usuario;

caracterizado por el hecho de que:

Dicha unidad de control, después de la advertencia del paso desde dicho suministro principal a dicho suministro de reserva, es capaz de deshabilitar una o varios de sus funciones predeterminadas y de mantener activa justo la función de reloj interno

y por que:

El dispositivo (63) es capaz de restablecer una o más de las funciones predeterminadas de dicha unidad de control, cuando dicho suministro de reserva está activo.

DiSpoSitivOS de protección electrónicos para disyuntores automáticos [0001J La presente invención se refiere a un dispositivo electrónico de protección para disyuntores automáticos, y en particular un dispositivo electrónico de protección con mantenimiento de las funciones del microcontrolador principal, tal como, por ejemplo, la función de reloj y las funcionas de memoria térmica y llamada y visualización de tiempo real, información estadfstica y de error, siendo dicho dispositivo funcional incluso en ausencia de suministro de energia.

[0002J Dispositivos electrónicos de protección (designados de aqui en adelante relés) de disyuntores automáticos (designados de aquí en adelante brevemente disyuntores) permiten la detección, por medio de sensores disei"iados para este propósito, de las condiciones de funcionamiento, y generan comandos de disparo que son la causa del disparo del disyuntor mismo en el caso de fallos o sobrecarga en la parte pertinente de red eléctrica. Por "disparo" se entiende en la técnica la apertura inmediata de los contactos principales del disyuntor. El disparo ocurre generalmente mediante un solenoide de disparo controlado por el relé.

10003) En el estado de la técnica existen relés electrónicos que, además de ejecutar las funciones de detección 'i comando recordados anterionnente, también pueden proporcionar información de distinta naturaleza. La disponibilidad de dicha información, que es útil, por ejemplo, para el diagnóstico de averías 'i fallos, puede variar sustancialmente de modelo a modelo basándose en las caracterfsticas del diseño, y depende en particular del microcontrolador principal y el software instalado. En relés electrónicos de un tipo simple, hay infonnación generalmente disponible limitada allipo de avería que ha provocado el disparo del relé. Dicha infonnación es luego convertido a través de interfaces simples en advertencias para el usuario (por ejemplo indicadores con la advertencia "disyuntor" o "sobrecarga") . Relés más avanzados son nonnalmente capaces de administrar infonnación sofisticada, que se puede traducir en advertencias más completas y significativas. Dichas advertencias pueden considerar, por ejemplo, la frecuencia de red, la amplitud de las corrientes circulantes o del voltaje de las fases (suministradas como datos en tiempo real, o datos estadísticos, registrados por ejemplo cuando ocurre una avería) , o de otra manera el número progresivo de avería, fallo, o disparo, o de otra manera la corriente de tierra interrumpida o la potencia interrumpida. Dichas advertencias también pueden derivar del tratamiento, que son complejas en cualquier caso, de toda la información disponible (por ejemplo, datos estadísticos sobre averfas precedentes, estimación de la vida de servicio residual del disyuntor, simulación de la así denominada memoria térmica) . Relés de este último tipo suministran la diferente información disponible a través de interfaces de advertencia de diferente naturaleza, tal como, por ejemplo, dispositivos de advertencia luminosos o acústicos, LEO, o visualizaciones preferentemente alfanuméricas o gréficas y puertos de comunicación digital.

[0004) En relés electrónicos de un tipo simple, hay interfaces de advertencia usados nonnalmente de un tipo biestable, tal como, por ejemplo, indicadores de advertencia magnéticos (tipicamente, indicadores de "cortocircuito" o "sobrecarga" ) . Dichas interfaces presentan la ventaja de retener la indicación del tipo de averfa que ha sucedido también en caso de ausencia del suministro, pero la infonnación proporcionada por éstos es algo limitada.

10005J Los relés electrónicos más avanzados en cambio están basados en el uso de software e interfaces de advertencia más sofisticados. Estas soluciones absorben energía, y para su funcionamiento el relé requiere un suministro eléctrico. Dicho suministro es generalmente derivado con soluciones técnicas apropiadas de la misma red eléctrica Que aquella sobre la que está instalado el disyuntor (suministro directo) , o de otra manera se deriva de fuentes externas (suministro auxiliar) .

10006) En el caso de disminuir el suministro directo del relé (una posibilidad que surge, por ejemplo, después del disparo debido a averia o fallo, o simplemente en caso de un apagón) y de ausencia de un suministro auxiliar, el relé mismo, con el objetivo de ser capaz de funcionar al menos parcialmente, por ejemplo a garantizar las advertencias, requiere sistemas de suministro de reservaridad.

[0007) Debido a que la disponibilidad de una advertencia es particulannente importante precisamente después de un evento de avería o fallo, es decir, en ausencia de suministro, varias soluciones técnicas han sido experimentadas y aplicadas para llegar a ser accesibles o deducibles por simulación de alguna información significativa. La solución conocida más simple consiste en equipar el relé con indicadores magnéticos similares a los usados en relés de un tipo más simple, y ya descritos en eltexlo. En este caso es, no obstante, posible ajustar solo advertencias elementales sobre el tipo de avería o fallo.

[0008) Otras soluciones conocidas, aplicadas en relés de un lipo más avanzado, tienden a estar disponibles o a simular una cantidad mayor de infonnación. Dichas soluciones requieren que la infonnación que se destina a tener disponible sea retenida apropiadamente por el microcontrolador principal del relé o transferida s tiempo a memorias adicionales especiales conectadas funcionalmente al mismo microcontrolador durante el funcionamiento normal. Para funcionar, estos relés se equipan con un sistema de suministro de reserva, que se activa manualmente por un operador y pennitirá la activación, al menos para un tiempo breve, de las partes del relé para administrar la infonnación y las interfaces de advertencia.

10009J En otras palabras, en todas las soluciones conocidas, en ausencia de suministro directo o auxiliar, el microcontrolador principal sufre al menos una interrupción temporal del suministro con consecuente parada del reloj intemo. La parada del reloj causa una serie de inconvenientes que se conocen para personas expertas en el sector. El primer inconveniente consiste en la pérdida del tiempo actual, que debe ser recuperada. Otros inconvenientes están ligados a la exclusión de la variable del tiempo de las funciones de cálculo usadas para derivar información compleja.

10010J Una de las funciones que seria deseable calcular precisamente utilizando la variable temporal es, por ejemplo, la memoria térmica. Por "memoria térmica" se entiende la simulación de un efecto ventajoso típico de disyuntores térmicos (de un tipo tradicional, es decir, los no electrónicos) , que consiste en evitar el cierre del circuito por el disyuntor inmediatamente después del disparo debido a sobrecarga. e hecho, después del disparo debido a sobrecarga la parte de red eléctrica controlada por el disyuntor puede estar a temperaturas cercanas a los valores que el dispositivo puede resistir, y un recierre inmediato del circuito podria resultar extremadamente peligroso. Mientras Que esta función está construida naturalmente en relés de un tipo téOllico, prácticamente se pierde en el relé de un tipo electrónico, Que son sustancialmente independientes de la temperatura.

10011 J Han sido experimentadas y usadas varias soluciones en la técnica conocida para la simulación de la memoria térmica, por ejemplo con el uso de un condensador. Dichas soluciones se aprovechan del fenómeno de deterioro del voltaje a través de condensador cargado en el momento de disparo del relé para estimar el tiempo Que ha transcurrido; en dicho tiempo estimado, se ha estimado después el deterioro de la temperatura en la parte de red eléctrica controlada por el disyuntor.

10012J En general es evidente que este tipo de simulación no puede producir resultados suficientemente realistas por varias cuestiones, debido, por ejemplo, a las tolerancias del condensador y al deterioro de las caracterfsticas eléctricas tipicas de los componentes. El comportamiento de los condensadores es también influido por temperatura, y como este fenómeno está lejos de ser controlable o previsible, constituye otro límite. Además, el deterioro de la carga del condensador es un fenómeno no lineal, con límites consecuentes de precisión.

10013J La patente US 2004/0021577, en la Que se basa el preámbulo, divulga una unidad de control y una interfaz de advertencia conectada a dicha unidad de control, y una interfaz de conexión Que determina el paso desde el suministro principal al suministro de reserva, y un dispositivo que es operable manualmente.

[0014J Esta aproximación resulta en un comportamiento indeseable del disyuntor, por ejemplo... [Seguir leyendo]

1. DiSpoSitivo de protección electrónico (1) para disyuntores automáticos, que comprende:

- una unidad de control (2, 21) ; -una interfaz de advertencia (31) , que es conectada operativamente a dicha unidad de control; -un sistema de suministro que comprende un sistema de suministro principal (4) Y un primer sistema de suministro de reserva (5) ; -una interfaz de conexión (6) para la conexión entre dicho sistema de suministro y dicha unidad de control, comprendiendo dicha interfaz de conexión el dispositivo (61) , que determina el paso automático del suministro principal al suministro de reserva en caso de interrupCión de dicho suministro principal; -un sistema de advertencia (62) para enviar una advertencia a dicha unidad de control de que ha sucedido el paso desde dicho suministro principal a dicho suministro de reserva; -dispositivo (63) , que es utilizable manualmente por un usuario;

caracterizado por el hecho de que:

Dicha unidad de control, después de la advertencia del paso desde dicho suministro principal a dicho suministro de reserva, es capaz de deshabilitar una o varios de sus funciones predeterminadas y de mantener activa justo la función de reloj interno

y por que:

El dispositivo (63) es capaz de restablecer una o más de las funciones predeterminadas de dicha unidad de control, cuando dicho suministro de reserva está activo.

2. Dispositivo de protección electrónica según unas o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho sistema de suministro de reserva comprende un primer dispositivo (51) que tiene caracteristicas de poco tiempo de carga y un segundo dispositivo (52) que tiene caracterfsticas de duración larga.

3. Dispositivo de protección electrónico según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho sistema de suministro comprende un sistema para regular el voltaje.

4. Dispositivo de protección electrónico según unas o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho sistema de suministro de reserva se carga por dicho sistema de suministro principal.

5. Dispositivo de protección electrónico según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que éste comprende medios (64) para la detección de la energia disponible que viene del sistema de suministro principal y medios para parcializar el paso de cargar dicho sistema de reserva como función de la energía disponible.

6. Dispositivo de protección electrónico según unas o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que éste comprende un sistema de control por retroalimentación que conecta dicho sistema de suministro de reserva con dicha unidad de control.

7. Dispositivo de protección electrónico según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que dicha unidad de control administra el paso de cargar dicho sistema de suministro de reserva.

8. Dispositivo de protección electrónico según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que dicho unidad de suministro de reserva manda, a dicha unidad de control, información sobre la energia disponible en dicha unidad de suministro de reserva.

9. Dispositivo de protección electrónico según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que éste comprende un segundo sistema de suministro de copia de reserva activable separadamente de dicho primer sistema de suministro de reserva.

10. Dispositivo de protección electrónico segun una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que éste comprende un dispositivo para la deshabililación de dicha unidad de control.

11. Dispositivo de protección electrónico según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho

de que esas partes de dicha unidad de control son suministradas solo en condiciones de "plena potencia" cuando dicho sistema de suministro principal está activo.

12. Dispositivo de protección electrónico según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho primer sistema de suministro de reserva suministra un reloj en tiempo real, siendo posible que la unidad de control sea suministrada por dicho primer sistema de suministro de reserva a través de activación manual.

13. Dispositivo de protección electrónico según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que después de la restauración de una o varias funciones predeterminadas de dicha unidad de controlo de dicha activación manual, también 10 es accionada la interfaz de advertencia y se envia la información predetenninada.

14. Disyuntor automático, en particular uno de bajo voltaje, que comprende un dispositivo, según una o varias de las reivindicaciones 1 a 13.