Sistema de circuito disyuntor con indicación de sobreintensidad ASM instantánea.

Un sistema para detectar e indicar un estado de sobrecorriente en un circuito eléctrico,

que comprende:

una unidad de disparo (110 ó 210) configurada para detectar el estado de sobrecorriente; y un módulo (104 ó 204) acoplado a la unidad de disparo y configurado para controlar la energía de alimentación a la unidad de disparo en respuesta a una señal de indicación transmitida desde la unidad de disparo, en donde el control de la energía a la unidad de disparo permite la comunicación de unos datos correspondientes al estado de sobrecorriente y que permite la configuración de la unidad de disparo para detectar un estado de sobrecorriente subsiguiente.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E00203784.

Solicitante: SIEMENS INDUSTRY, INC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 3333 OLD MILTON PARKWAY ALPHARETTA, GA 30005-4437 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: BILAC, MARIO, DOLLAR, CHARLES, RANDALL, II.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H02H3/00 SECCION H — ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02H CIRCUITOS DE PROTECCION DE SEGURIDAD (indicación o señalización de condiciones de trabajo indeseables G01R, p. ej. G01R 31/00, G08B; localización de defectos a lo largo de las líneas G01R 31/08; dispositivos de protección H01H). › Circuitos de protección de seguridad para desconexión automática respondiendo directamente a un cambio indeseado de las condiciones eléctricas normales de trabajo con o sin reconexión (especialmente adaptados para máquinas o aparatos de tipos especiales o para la protección seccional de sistemas de cables o líneas H02H 7/00; sistemas para conmutación de la alimentación de reserva H02J 9/00).
  • H02H3/04 H02H […] › H02H 3/00 Circuitos de protección de seguridad para desconexión automática respondiendo directamente a un cambio indeseado de las condiciones eléctricas normales de trabajo con o sin reconexión (especialmente adaptados para máquinas o aparatos de tipos especiales o para la protección seccional de sistemas de cables o líneas H02H 7/00; sistemas para conmutación de la alimentación de reserva H02J 9/00). › con señalización o supervisión adicional a la desconexión, p. ej. para indicar que el aparato de protección ha funcionado.

PDF original: ES-2381449_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Sistema de circuito disyuntor con indicación de sobreintensidad ASM instantánea La presente invención está relacionada en general con los sistemas de disyuntores de circuitos. Mas en particular, la presente invención está relacionada con un sistema de disyuntor de circuito equipado para proporcionar una protección de una sobrecorriente y el modulo especifico de aplicación (ASM) de indicación de sobrecorriente instantánea.

Los disyuntores se utilizan para proteger los circuitos eléctricos contra daños debidos a un estado de sobrecorriente, tales como una sobrecarga, un cortocircuito un nivel alto relativo, o bien un estado de fallo de tierra. Para la ejecución de esta función, los disyuntores de circuitos incluyen actualmente incluyen una unidad de conmutación y una unidad de disparo. La unidad de disparo está acoplada al circuito eléctrico (es decir, las líneas y las cargas, tal que pueden abrir o cerrar el trayecto eléctrico de este circuito eléctrico. La unidad de conmutación incluye un par de contactos separables por fase, un brazo de contacto pivotante por fase, un mecanismo operativo, y un asa operativa.

Para cada fase, un primer contacto del par de contactos separables está soportado y desmontable por el brazo de contacto pivotante, y un segundo contacto que es substancialmente estacionario. Todos los brazos de contacto pivotantes están acoplados al mecanismo operativo, y el mecanismo operativo está acoplado al asa operativa. El asa operativa está dispuesta substancialmente sobre el lado externo de la unidad de conmutación. De esta forma, el mecanismo operativo puede actuar simultáneamente los brazos de contacto pivotantes, acoplando o desacoplando los pares de contactos separables, en respuesta a la manipulación manual del asa operativa (es decir, un conmutador) . Así pues, en el estado de sobrecorriente, todos los pares de contactos separables están desacoplados o disparados (es decir, abriendo el circuito eléctrico) , y cuando el estado de sobrecorriente no está ya presente, el disyuntor del circuito puede realizar la reposición de forma tal que todos los pares de contactos separables se acoplen (es decir, cerrando el circuito eléctrico) .

Además de la protección manual de sobrecorriente por medio del asa operativa, la protección de sobrecorriente automática está provista también por medio de la unidad de disparo. La unidad de disparo, acoplada a la unidad de conmutación, detecta el circuito eléctrico para el estado de sobrecorriente, y automáticamente se dispara el disyuntor. Cuando se detecta el estado de sobrecorriente, un mecanismo de disparo incluido en la unidad de disparo actúa el mecanismos operativo, desacoplando por tanto el primer contacto del segundo contacto para cada fase. Típicamente, el asa operativa está acoplada al mecanismo operativo, de forma tal que cuando el mecanismo de disparo actúa el mecanismo operativo para separar los contactos, el asa operativa se desplaza también a la posición de disparado.

Existen dos tipos de disparo: una unidad de disparo térmico-magnético y una unidad de disparo electrónico. La unida de disparo termo-magnético es un sistema mecánico que utiliza los cambios térmicos o los cambios del campo magnético en uno o más componentes dentro de la unidad de disparo, para detectar el estado de sobrecorriente. La unidad de disparo electrónico es un sistema que incluye, entre otros, un circuito, transformadores de corriente, y dispositivos de estado sólido para detectar el estado de sobrecorriente. Debido a que las unidades de disparo electrónico, denominadas como las unidades ETU , incluyen dispositivos de estado sólido, son capaces de proporcionar mucho más que solo la detección del estado de sobrecorriente.

Por ejemplo, el disyuntor que utiliza la unidad de disparo electrónico puede monitorizar y especificar, entre otros, los distintos tipos de estados de disparo de la sobrecorriente, tales como un disparo de tiempo largo, un disparo de tiempo corto, un disparo instantáneo, o bien un disparo de fallo de tierra, y los estados de la carga en el instante del disparo, tal como el valor de la sobrecorriente y la duración de la misma. Dicha información o los datos pueden proporcionarse a un operador por medio de una pantalla, tal como una pantalla de cristal líquido (LCD) incluida en la unidad de disparo electrónico, denominada como unidad de disparo LCD o una ETU LCD. En el momento actual, no obstante, los datos procesados por la unidad de disparo electrónico son propensos a la falta de fiabilidad y/o degradación debido a las limitaciones en el esquema del proceso de datos y/o a la alimentación eléctrica de la unidad de disparo electrónico.

Un disyuntor de circuitos que incluye una unidad de disparo electrónico es el expuesto en el documento GB2288293A.

Así pues, existe una necesidad de un disyuntor de circuitos capaz de proporcionar unos datos indicativos del disparo por sobrecorriente. Además de ello, existe la necesidad de un sistema disyuntor de circuitos capaz de la adquisición, procesado y gestión de una variedad amplia de datos de indicación de disparo por sobrecorriente, correspondientes a una serie de estados de sobrecorriente.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La invención está relacionada con un sistema para la detección e indicación de un estado de sobrecorriente en un circuito eléctrico. El sistema incluye una unidad de disparo, configurada para detectar un estado de sobrecorriente. El sistema incluye además un modulo acoplado a la unidad de disparo y configurado para controlar la alimentación eléctrica en la unidad de disparo en respuesta a una señal indicativa transmitida desde la unidad de disparo. Mediante el control de la energía eléctrica a la unidad de disparo, esto permite la comunicación de los datos correspondientes al estado de sobrecorriente y permitiendo la configuración de la unidad de disparo para poder detectar un estado de sobrecorriente subsiguiente.

La invención está además relacionada con un método para proporcionar una protección de sobrecorriente y la indicación para un circuito eléctrico. El método incluye (a) detección de un estado de sobrecorriente con una unidad de disparo, y (b) la iniciación de un disparo para proteger el circuito eléctrico en respuesta al estado de sobrecorriente. El método incluye además (c) la transmisión de una señal indicativa a un modulo acoplado a la unidad de disparo, y (d) controlar una energía eléctrica para la unidad de disparo por el modulo. El módulo incluye además (e) la comunicación de datos correspondientes al estado de la sobrecorriente del módulo.

En el método de la invención, la etapa (d) permite la etapa (e) y también permite la configuración de la unidad de disparo para detectar un estado subsiguiente de la sobrecorriente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las realizaciones preferidas llegarán a ser comprendidas en su totalidad a partir de la siguiente descripción detallada, tomada en conjunción con los dibujos adjuntos, en donde los numerales de referencia iguales denotan elementos similares, en donde:

La figura 1 es un esquema de bloques de un sistema de un disyuntor de circuitos, que utiliza una realización de la presente invención;

La figura 2 es un dibujo isométrico de un disyuntor de circuitos que comprende una porción del sistema de disyuntores de circuitos;

La figura 3 es una vista en sección transversal del disyuntor circuital que se muestra en la figura 2 a lo largo de las líneas 3-3;

La figura 4 es un dibujo isométrico fragmentado de un mecanismo operativo que comprende una porción del disyuntor circuital mostrado en la figura 2;

La figura 5 es un diagrama de bloques que muestra una unidad de disparo, un enlace de comunicaciones, y un modulo específico de aplicación (ASM) que comprende una porción del sistema del disyuntor circuital; y La figura 6 es un diagrama esquemático eléctrico de la unidad de disparo, el enlace de comunicaciones, y el ASM que comprende una porción del sistema del disyuntor del circuito de la figura 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Con referencia a la figura 1, se muestran los principales componentes de un sistema de disyuntor circuital 100. El sistema 100 incluye un disyuntor circuital 10, un modulo específico de aplicación (ASM) 104, y un enlace 106 de comunicaciones. El sistema 100 está configurado para proteger un circuito eléctrico (no mostrado) conectado a partir de los estados de sobrecorriente, tales como las sobrecargas,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema para detectar e indicar un estado de sobrecorriente en un circuito eléctrico, que comprende:

una unidad de disparo (110 ó 210) configurada para detectar el estado de sobrecorriente; y un módulo (104 ó 204) acoplado a la unidad de disparo y configurado para controlar la energía de alimentación a la unidad de disparo en respuesta a una señal de indicación transmitida desde la unidad de disparo, en donde el control de la energía a la unidad de disparo permite la comunicación de unos datos correspondientes al estado de sobrecorriente y que permite la configuración de la unidad de disparo para detectar un estado de sobrecorriente subsiguiente.

2. El sistema de la reivindicación 1, en donde el módulo incluye un primer controlador (130 ó 230) configurado para continuar el suministro de energía a la unidad de disparo durante una primera duración de tiempo después de que el estado de sobrecorriente se haya detectado por la unidad de disparo.

3. El sistema de la reivindicación 2, en donde el primer controlador es un multivibrador monoestable (230) y la primera duración de tiempo es una duración de tiempo suficiente para que la unidad de disparo comunique los datos al módulo.

4. El sistema de la reivindicación 2, en donde el módulo incluye un segundo controlador (132 ó 232) configurado para reponer a cero la unidad de disparo después de que los datos se hayan comunicado.

5. El sistema de la reivindicación 4, en donde el segundo controlador es un multivibrador monoestable (232) y la unidad de disparo se repone a cero por la conmutación de la energía de desconexión a la unidad de disparo durante una segunda duración de tiempo y posteriormente el retorno a la conexión de la alimentación.

6. El sistema de la reivindicación 5, en donde la segunda duración de tiempo es una duración de tiempo suficiente para que se descargue a la unidad de disparo.

7. El sistema de la reivindicación 4, en donde el modulo incluye una fuente de alimentación externa (134 ó 234) para la unidad de disparo, en donde el primer controlador recibe la señal de indicación y dando salida a una señal de retardo al segundo controlador y en donde el segundo controlador da salida a una señal de reposición a cero hacia la fuente de alimentación externa.

8. El sistema de la reivindicación 1, en donde la unidad de disparo incluye un procesador (122 ó 222) y una unidad de interfaz electromecánico (118 ó 218) , en donde el procesador está configurado para transmitir la señal de indicación al módulo y para transmitir una señal de disparo a la unidad de interfaz electromecánico para accionar el disparo del circuito eléctrico.

9. El sistema de la reivindicación 8, en donde la señal de indicación está procesada por al menos una memoria temporal de la señal y una unidad de protección electrostática (124 ó 224) después de la salida del procesador.

10. El sistema de la reivindicación 8, en donde el modulo incluye un procesador (136) configurado para ejecutar al menos una comunicación con el procesador de la unidad de disparo, procesando los datos de la unidad de disparo en un disparo y un conjunto de datos de sobrecorriente, almacenando el conjunto de datos del disparo y la sobrecorriente para una unidad de pantalla (112) .

11. El sistema de la reivindicación 10, en donde el conjunto de datos del disparo y la sobrecorriente incluye al menos una indicación de presencia del disparo por sobrecarga, una indicación de la presencia del disparo por fallo de tierra, un cómputo de las presencias de disparos instantáneos, un computo de las presencias de disparos de sobrecarga, un computo de las presencias de disparo de tiempos cortos, un computo de las presencias de disparo por fallos de tierra, un computo de las presencias de disparos instantáneos, un computo de las operaciones de conmutación de infracargas, una suma de los valores I2T, y un estampado de tiempos de cada presencia del disparo.

12. Un método de proporcionar una protección de sobrecorriente y una indicación para un circuito eléctrico, en donde:

(a) una unidad de disparo (110 ó 210) que detecta un estado de sobrecorriente;

(b) la unidad de disparo inicia un disparo para proteger el circuito eléctrico en respuesta a un estado de sobrecorriente;

(c) la unida de disparo transmite una señal de indicación a un módulo (104 ó 204) acoplado a la unidad de disparo;

(d) el modulo controla la energía a la unidad de disparo; y

(e) la unidad de disparo comunica datos correspondientes al estado de sobrecorriente al modulo,

en donde la etapa (d) de control de la energía permite la etapa (e) de comunicación de los datos y en donde permite también la configuración de la unidad de disparo para detectar un estado de sobrecorriente subsiguiente.

13. El método de la reivindicación 12, en donde la etapa (d) de control de la energía incluye el mantenimiento de la energía en la unidad de disparo durante una primera duración de tiempo después de la etapa (a) de la detección del estado de sobrecorriente.

14. El método de la reivindicación 13, en donde la primera duración del tiempo es una duración de tiempo suficiente para la etapa (e) de comunicación de los datos.

15. El método de la reivindicación 12, en donde la etapa (d) de control de la energía incluye la reposición a cero de la unidad de disparo después de la etapa (e) de comunicación de los datos por la conmutación de la energía de desconexión durante una segunda duración de tiempo y posteriormente en la conexión.

16. El método de la reivindicación 15, en donde la segunda duración de tiempo es una duración de tiempo suficiente para que la unidad de disparo se descargue.

17. El método de la reivindicación 12, en donde la etapa (d) de control de la energía incluye la alimentación de la unidad de disparo mediante una fuente de alimentación externa (134 ó 234) incluida en el módulo.

18. El método de la reivindicación 12, en donde las etapas (a) a (e) se repiten en una pluralidad de veces según lo deseado para proporcionar la repetida protección e indicación de la sobrecorriente.

19. El método de la reivindicación 12, en donde la etapa (b) de iniciación de un disparo incluye un procesador (122 ó 222) incluido en la unidad de disparo que transmite una señal de disparo a una unidad de interfaz electromecánico (118 ó 218) incluido en la unidad de disparo, y la unidad de interfaz electromecánico que acciona la apertura del circuito eléctrico.

20. El método de la reivindicación 12, que además comprende al menos:

(f) el procesamiento de los datos en un conjunto de de datos de disparo y sobrecorriente por un procesador

(136) incluido en el módulo;

(g) almacenar el conjunto de datos de disparo y sobrecorriente en el módulo;

(h) comunicar los datos de disparo y sobrecorriente a una unidad de pantalla (112) ; y

(i) visualizar el conjunto de datos de disparo y sobrecorriente en la unidad de pantalla.

21. El método de la reivindicación 20, en donde la etapa (i) de visualización incluye al menos una indicación de visualización de una indicación de una indicación de presencia de un disparo de sobrecarga, una indicación de presencia de disparo de tiempo corto, una indicación de presencia de disparo de fallos de tierra, una indicación de presencia de disparo instantáneo, un computo de las presencias de disparos de sobrecarga, un computo de las presencias de tiempo corto, un computo de las presencias de disparos de fallos de tierra, un computo de las presencias de disparos instantáneos, un computo de las operaciones de conmutación de infracargas, una suma de valores I2T, y un estampado de tiempos de cada presencia de disparos.

 

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