ES2241422B1

ES2241422B1 - Interruptor multicalibre de proteccion contra sobrecorrientes.

Info

Publication number: ES2241422B1
Application number: ES200300510A
Authority: ES
Inventors: Miguel Aguirre Trigo
Original assignee: ABB Electrification Solutions SL
Current assignee: ABB Electrification Solutions SL
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2006-10-16
Anticipated expiration: 2023-03-04
Also published as: ES2241422A1

Abstract

Interruptor multicable de protección contra sobrecorrientes, formado por un conjunto electrónico con transformadores de medida de corriente (1, 2, 3) en correspondencia con el número de fases eléctricas a proteger, yendo en relación con dichos transformadores un convertidor ajustable (7) de intensidad a tensión, para transmitir una señal de voltaje a un sistema comparador (12, 13), el cual en función de dicha señal determina la actuación inmediata o temporizada de un disparador electromagnético (18) de apertura del circuito controlado.

Description

Interruptor multicalibre de protección contra sobrecorrientes.

La presente invención se refiere a un interruptor de protección contra sobrecorrientes, comprendiendo un conjunto electrónico que es capaz de medir la corriente que circula por una o más fases de un circuito principal y de activar, en función del valor de dicha corriente, un actuador encargado de liberar los contactos de un interruptor después de una temporización, en caso de que cualquiera de las corrientes sobrepase un límite definido por el usuario de entre un conjunto de valores seleccionables.

Antecedentes de la invención

Para preservar de las consecuencias de accidentes personales y deterioros materiales que se pueden producir por causa de las sobrecorrientes en los circuitos eléctricos, se disponen interruptores de protección automáticos, los cuales producen un disparo de apertura del circuito correspondiente cuando la corriente eléctrica sobrepasa un valor prefijado de seguridad.

Se conocen en ese sentido soluciones de interruptores automáticos basados en mecanismos electromecánicos, como bimetales y resistencias de bypass, con los cuales la precisión que se consigue es bastante limitada, de manera que las prestaciones de aplicación resultan de poca seguridad.

Existen también interruptores automáticos para ese fin basados en fundamentos electrónicos, como las realizaciones de las Patentes EP 0949734, EP 0929139, EP 1058365, EP 0991095, EP 1113476 y EP 1208388, entre otras, con las cuales se logra una buena precisión; pero estas realizaciones resultan complejas y costosas, determinándose su aplicación para un nivel determinado de la corriente a controlar, de manera que para aplicaciones diferentes se requieren interruptores distintos.

Objeto de la invención

De acuerdo con la invención se propone un interruptor automático para la función mencionada, con el cual se consiguen unas características que eliminan los inconvenientes indicados de las soluciones conocidas, aportando ventajas que hacen más práctica la utilización de este nuevo interruptor para la mencionada función de protección en las instalaciones eléctricas.

Este interruptor automático de la invención consta de un conjunto funcional electrónico que comprende un número de transformadores de medida de corriente en correspondencia con el número de las fases eléctricas de la instalación a proteger, estableciéndose las salidas de dichos transformadores en relación con correspondientes rectificadores, desde los cuales pasa una conexión a un convertidor de intensidad a tensión de relación ajustable, la salida del cual pasa por un amplificador de ganancia constante, desde el que se transmite una señal de voltaje a un sistema comparador, el cual en función del nivel de dicha señal de tensión determina una señal de desconexión que se aplica a un interruptor de estado sólido, el cual al ser activado establece la alimentación de un disparador electromagnético de apertura del circuito controlado.

El sistema comparador de la señal de voltaje comprende dos comparadores, uno de los cuales activa la señal de desconexión a través de un temporizador, cuando la señal de voltaje supera un primer nivel de referencia, mientras que el otro comparador activa la señal de desconexión de inmediato, cuando la señal de voltaje supera un segundo nivel de referencia.

La relación de conversión de la intensidad a señal de tensión, en el convertidor, se realiza proporcionalmente a través de una resistencia, la cual es ajustable mediante un conmutador que permite seleccionar distintos valores prefijados de dicha resistencia de conversión.

Todas las partes del conjunto funcional electrónico se alimentan desde una fuente alimentadora de tensión continua, la cual es capaz de operar con distintas configuraciones de alimentación de red y en un amplio rango de voltajes.

Se obtiene así un interruptor automático que permite la protección contra sobrecorriente con rangos de actuación seleccionables a intervalos precisos (por ejemplo con intervalos máximos de tres amperios).

Con la electrónica del sistema se consigue, además, asegurar un nivel de fiabilidad comparable al de los diseños puramente mecánicos, con una realización sencilla y económica.

Por todo ello, dicho interruptor automático objeto de la invención resulta ciertamente de unas características muy ventajosas para la función a la que se halla destinado, adquiriendo vida propia y carácter preferente respecto de los dispositivos conocidos que se utilizan para la misma función.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra un diagrama en bloques del conjunto funcional electrónico del interruptor automático preconizado.

La figura 2 es un esquema del circuito eléctrico del mencionado conjunto funcional electrónico.

Descripción de la forma de realización preferente

La invención tiene por objeto un interruptor automático para protección contra sobrecorrientes en instalaciones eléctricas, estando formado dicho interruptor por un conjunto funcional electrónico que comprende unos transformadores de medida de intensidad (1, 2, 3,) cuyo número se corresponde con el número de fases eléctricas a proteger.

Dichos transformadores (1, 2, 3) proporcionan en sus respectivas salidas una intensidad eléctrica proporcional a la que circula por el circuito principal, con una constante de proporcionalidad dada por la relación de transformación.

Esas salidas de los transformadores (1, 2, 3) se aplican a unos correspondientes rectificadores (4, 5, 6), en donde las corrientes eléctricas respectivas son rectificadas y la que tiene mayor valor absoluto en cada instante es convertida por un convertidor (7) en una señal de tensión proporcional.

Dicha conversión de la señal eléctrica de intensidad a tensión, en el convertidor (7), se realiza mediante una resistencia, la cual se forma por unas resistencias seleccionables de un conjunto de resistencias (8) de distintos valores, en paralelo con una resistencia principal (9), según la figura 2, realizándose el ajuste del valor de la resistencia en cada caso, mediante un conmutador (10). De esta forma se consigue ajustar el valor medido de la intensidad, al rango de detección seleccionado.

La señal de tensión que se obtiene en el convertidor (7) se amplifica en un amplificador (11) de ganancia constante y el voltaje resultante es comparado con dos niveles de tensión de referencia.

El sistema de comparación del voltaje comprende dos comparadores (12 y 13), a los cuales llega la señal procedente del amplificador (11), mientras que a cada uno de ellos se aplica, por otro lado, una correspondiente referencia (14 ó 15), de respectivos niveles de tensión prefijados.

La salida del comparador (12) que corresponde al primer nivel de referencia (14), va a un temporizador (16), desde el cual la señal se aplica a un interruptor de estado sólido (17); mientras que la salida del comparador (13) que corresponde al segundo nivel de referencia (15), va directamente al interruptor de estado sólido (17).

Con ello así, cuando el nivel de la tensión procedente del amplificador (11) está por encima del primer nivel de referencia (14), la señal activa al temporizador (16), cuya velocidad aumenta con el nivel de la tensión, de manera que en el momento que la cuenta de dicho temporizador (16) alcanza un valor determinado, se activa una señal electrónica de desconexión que es aplicada al interruptor de estado sólido (17).

Si en cualquier momento de la temporización el nivel de la tensión cae por debajo del nivel de referencia (14) durante un intervalo de tiempo determinado, el temporizador (16) se detiene y la cuenta vuelve a cero.

Cuando el nivel de la tensión procedente del amplificador (11) supera el segundo nivel de referencia (15), desde el comparador (13) se activa inmediatamente una señal de desconexión que es aplicada al interruptor de estado sólido (17).

La señal de desconexión determina en cualquiera de los casos la activación del interruptor de estado sólido (17), el cual en tales condiciones permite la alimentación de un actuador electromagnético (18) capaz de liberar un conjunto de contactos que interrumpen el paso de la corriente eléctrica por el circuito que está bajo control.

Todas las partes del conjunto funcional electrónico se alimentan de un nivel de tensión continua que se suministra desde una fuente de alimentación (19), la cual es capaz de operar con distintas configuraciones de red (tres fases ó dos fases) y en un rango muy amplio de voltajes de red (con tres fases desde el 55% al 110% de una tensión nominal de 400 V, con dos fases entre el 85% y 110% de la tensión nominal).

Claims

1. Interruptor multicalibre de protección contra sobrecorrientes, del tipo que comprende un conjunto electrónico que, en función de la corriente eléctrica circulante por la instalación de aplicación, abre al circuito correspondiente cuando la intensidad de dicha corriente eléctrica supera un nivel determinado, caracterizado porque el conjunto electrónico que controla el funcionamiento consta de un número de transformadores de medida de corriente (1, 2, 3) en correspondencia con el número de fases eléctricas de la instalación a proteger, yendo en relación con las salidas de los mencionados transformadores unos correspondientes rectificadores (4, 5, 6), desde los cuales se establece una conexión a un convertidor de intensidad a tensión (7) de relación ajustable, la salida del cual pasa por un amplificador (11) de ganancia constante, desde el que se transmite una señal de voltaje a un sistema comparador, el cual en función del nivel de dicha señal de tensión determina una señal de desconexión que se aplica a un interruptor de estado sólido (17), el cual al ser activado establece la alimentación de un disparador electromagnético (18) de interrupción del paso de corriente por el circuito controlado.

2. Interruptor multicalibre de protección contra sobrecorrientes, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque la relación de conversión de la intensidad a señal de tensión en el convertidor (7), se realiza proporcionalmente a través de una resistencia variable, la cual es ajustable mediante un conmutador (10) que permite seleccionar distintos valores prefijados de dicha resistencia de conversión.

3. Interruptor multicalibre de protección contra sobrecorrientes, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el sistema comparador de la señal de voltaje comprende dos comparadores (12 y 13), uno de los cuales (12) activa la señal de desconexión a través de un temporizador (16) cuando la señal de voltaje supera un primer nivel de referencia (14), mientras que el otro comparador (13) activa inmediatamente la señal de desconexión cuando la señal de voltaje supera un segundo nivel de referencia (15).

4. Interruptor multicalibre de protección contra sobrecorrientes, en todo de acuerdo con la primera a tercera reivindicaciones, caracterizado porque todas las partes del conjunto funcional electrónico se alimentan desde una fuente alimentadora de tensión continua (19) capaz de operar con distintas configuraciones de alimentación de red y en diferentes voltajes.