DISPOSITIVO DE PROTECCION DIFERENCIAL QUE COMPRENDE UN CIRCUITO DE PRUEBA DE MULTIPLES TENSIONES.

Se presenta un disruptor de corriente diferencial con un circuito de prueba multitensión.

El circuito de prueba tiene en serie una resistencia de prueba (R1), un botón de prueba (9) y un bobinado auxiliar (10) sobre un transformador/sumador de corriente. Un dispositivo electrónico con una característica de resistencia no lineal (11) está en paralelo con el bobinado auxiliar reduciendo la variación de la corriente de prueba a diferentes tensiones. Un condensador (C1) conectado en serie con el bobinado aux8liar permite el funcionamiento con frecuencias múltiples

Dispositivo de protección diferencial que comprende un circuito de prueba de múltiples tensiones.

La invención se refiere a un dispositivo de protección diferencial que comprende un transformador sumador, conectado con medios de disparo, y un circuito de prueba que comprende, en serie entre dos conductores de una red que se va a proteger, una resistencia de prueba, un interruptor de prueba, normalmente abierto, y por lo menos un arrollamiento auxiliar del transformador sumador.

En los dispositivos de protección diferencial que se conocen (FR1.318.856, US3.943.409), en los que el circuito de prueba comprende, en serie, una resistencia, un botón de prueba y un arrollamiento auxiliar, es necesario adaptar el valor de la resistencia del circuito de prueba en función de la tensión de alimentación del dispositivo. En la práctica, el diseño de dispositivos de protección diferencial destinados para ser usados con tensiones de alimentación de 127 V, 220 V y 415 V precisa por lo menos de dos circuitos de prueba diferentes.

La patente US4.091.431 describe un circuito de prueba que comprende, en serie, un potenciómetro y un botón de prueba. Semejante circuito permite soslayar, en cierta medida, la tensión, pero necesita un ajuste manual de cada dispositivo en función de la tensión de alimentación asociada.

Se conoce otro dispositivo de protección diferencial de múltiples tensiones por el documento GB-A-2269064.

La invención tiene por objetivo un dispositivo en el que el circuito de prueba es de múltiples tensiones, es decir, funciona con fiabilidad en un campo de tensión predeterminada relativamente amplio.

De acuerdo con la invención, este objetivo se logra por el hecho de que el circuito de prueba comprende un componente electrónico de característica no lineal conectado en paralelo sobre dicho arrollamiento auxiliar.

De acuerdo con un primer desarrollo de la invención, el circuito de prueba comprende una resistencia adicional, constituyendo el arrollamiento auxiliar y la resistencia adicional un circuito en serie conectado en paralelo sobre dicho componente.

De acuerdo con un segundo desarrollo de la invención, el circuito de prueba comprende un condensador, constituyendo el arrollamiento auxiliar y el condensador un circuito en serie conectado en paralelo sobre dicho componente. Entonces, el circuito de prueba es simultáneamente de múltiples tensiones y multifrecuencia, permitiendo así que el dispositivo de protección diferencial sea usado en cualquier red eléctrica, cualesquiera que sean la tensión y la frecuencia.

De acuerdo con una forma de realización preferente, dicho componente tiene una característica tensión/corriente tal que se cumpla la inecuación siguiente:

donde N1 es el número de espiras de un arrollamiento primario del transformador sumador, N2 el número de espiras del arrollamiento auxiliar, I_T el valor de la corriente en el arrollamiento auxiliar E I_{? N}, la corriente diferencial nominal de disparo.

Las ventajas y características de la invención resultarán más evidentes a partir de la siguiente descripción de formas de realización particulares, dadas a título de ejemplos no limitativos, y representadas en los dibujos que se adjuntan, en los que:

La figura 1 representa un dispositivo según la técnica anterior.

La figura 2 representa una forma de realización de un circuito de prueba de múltiples tensiones de un dispositivo según la invención.

La figura 3 ilustra las variaciones, en función de la tensión de alimentación del circuito de prueba, de la relación K = N2 • IT/N1 • I_{? N}, en un dispositivo que comprende un circuito de prueba según la figura 2.

La figura 4 representa una forma de realización de un circuito de prueba de múltiples tensiones y multifrecuencia de un dispositivo según la invención.

La figura 5 ilustra las variaciones, en función de la frecuencia de la red de la relación entre la corriente de prueba que circula por el arrollamiento auxiliar a dicha frecuencia y la corriente de prueba a 50 Hz, en un dispositivo que comprende un circuito de prueba según la figura 4.

En la figura 1, un dispositivo de protección diferencial según la técnica anterior comprende un transformador sumador 1 que tiene un núcleo 2 en forma toro atravesado por los conductores 3, 4 de una red de alimentación en la que está montado el dispositivo. Cada conductor 3, 4 atraviesa directamente el transformador o está arrollado sobre el núcleo 2 para formar un arrollamiento primario que tiene un número N1 de espiras. El transformador sumador 1 comprende un arrollamiento secundario 5 de detección de la corriente diferencial, conectado a los bornes de un relé 6.

En ausencia de defecto diferencial, las corrientes que pasan por los conductores 3 y 4 son idénticas en valor absoluto y de sentido contrario, de modo que la suma de los flujos inducidos en el núcleo 2 es nula. En presencia de un defecto diferencial, las corrientes dejan de ser iguales en valor absoluto y, cuando la corriente diferencial excede de un valor nominal de umbral I_{? N} predeterminado, la corriente inducida en el arrollamiento secundario 5 provoca la excitación del relé 6. Éste provoca entonces la apertura de contactos 7 y 8, intercalados respectivamente sobre los conductores 3 y 4.

El dispositivo según la figura 1 comprende asimismo un circuito de prueba conectado a los conductores 3 y 4, preferentemente por dos puntos de empalme dispuestos a cada lado del núcleo 2. El circuito de prueba comprende, en serie, una resistencia de prueba R1, un interruptor de prueba constituido por un botón de prueba 9, normalmente abierto, y un arrollamiento auxiliar 10 del transformador sumador 1.

El cierre del botón de prueba 9 provoca el paso de una corriente de prueba I_T por el arrollamiento auxiliar 10 cuyo valor es función de la tensión U en los bornes del circuito de prueba y del valor de la resistencia de prueba R1. En la forma de realización representada, la tensión U es la tensión existente entre los dos conductores 3 y 4 de la red.

Siendo N1 el número de espiras de uno de los arrollamientos primarios formado por uno de los conductores 3 y 4 (N1 = 1 en la figura 1), I_{? N} la corriente diferencial nominal de disparo, N2 el número de espiras del arrollamiento auxiliar 10 e I_T, la corriente de prueba que circula por el arrollamiento auxiliar (I_T = U/R1), las normas imponen que el producto N2 • I_T no rebase 2,5 N1 • I_{? N}.

Por otro lado, para que el circuito de prueba provoque el disparo del dispositivo en el momento del cierre del botón de prueba, es necesario que N2 • I_T sea por lo menos igual a N1 • I_{? N}.

Para una tensión U predeterminada, la resistencia de prueba R1 tiene que ser dimensionada de manera que se cumpla la inecuación:

Esta condición limita el campo de tensión utilizable con un único valor de resistencia. En la práctica, el diseño de dispositivos destinados para su utilización con tensiones de 127 V, 220 V y 415 V precisa de dos resistencias diferentes.

Por otra parte, si existe una corriente de falta y si esta corriente está en oposición de fase con la creada por el circuito de prueba, hay un riesgo de falta de disparo si el valor de la resistencia R1 es tal que N2 • I_T = N1 • I_{? N}. Para evitar este problema, sería necesario de forma idónea que:

Sin embargo, ello limitaría aún más el campo de tensión utilizable para un mismo valor de resistencia y multiplicaría el número de circuitos de prueba diferentes necesarios para un determinado margen de tensión.

El circuito de prueba según la figura 2 permite hacer la corriente de prueba menos dependiente de la tensión y, consiguientemente, diseñar un circuito de prueba único, de múltiples tensiones, es decir, utilizable de manera fiable, en un campo de tensión ampliado.

El circuito de la figura 2 comprende un componente electrónico de característica no lineal 11 conectado...

1. Dispositivo de protección diferencial que comprende un transformador sumador (1), conectado con medios de disparo (6), y un circuito de prueba que comprende, en serie entre dos conductores (3, 4) de una red que se va a proteger, una resistencia de prueba (R1), un interruptor de prueba (9), normalmente abierto, y por lo menos un arrollamiento auxiliar (10) del transformador sumador (1), dispositivo caracterizado porque el circuito de prueba comprende un componente electrónico de característica no lineal (11) conectado en paralelo sobre dicho arrollamiento auxiliar (10).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho componente comprende un diodo Zéner.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho componente comprende un varistor.

4. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho componente comprende un diodo de tipo Transil.

5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el circuito de prueba comprende una resistencia adicional (R2), constituyendo el arrollamiento auxiliar (10) y la resistencia adicional (R2) un circuito en serie conectado en paralelo sobre dicho componente (11).

6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el circuito de prueba comprende un condensador (C1), constituyendo el arrollamiento auxiliar (10) y el condensador (C1) un circuito en serie conectado en paralelo sobre dicho componente (11).

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque el circuito de prueba comprende una resistencia adicional (R2) conectada en paralelo sobre el condensador (C1).

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque el circuito de prueba comprende un condensador adicional (C2) conectado en paralelo sobre la resistencia de prueba (R1).

9. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho componente (11) tiene una característica tensión/corriente tal que se cumpla la inecuación siguiente:

donde N1 es el número de espiras de un arrollamiento primario del transformador sumador (11), N2 el número de espiras del arrollamiento auxiliar (10), I_T el valor de la corriente de prueba en el arrollamiento auxiliar e I_{? N}, la corriente diferencial nominal de disparo.