ITMI20120884A1 - Interruttore differenziale con dispositivo di autotest - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

"INTERRUTTORE DIFFERENZIALE CON DISPOSITIVO DI AUTOTEST"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un interruttore differenziale con dispositivo di autotest.

Come à ̈ noto, gli interruttori differenziali sono normalmente previsti in impianti sia domestici sia industriali, allo scopo di impedire che una corrente di guasto possa provocare pericolo per gli utenti e i carichi collegati alla linea elettrica.

In sostanza, l'interruttore differenziale, al rilevamento della presenza della corrente di guasto provvede ad effettuare lo sgancio della linea, interrompendo quindi l'alimentazione al carico o ai carichi disposti a valle.

Successivamente allo sgancio dell'interruttore differenziale, e una volta ripristinate le condizioni operative corrette per l'impianto, l'interruttore differenziale deve essere riarmato.

Spesso le condizioni operative si ripristinano da sole perché il guasto à ̈ di tipo transitorio, dovuto a sovratensioni.

Tale riarmo normalmente avviene manualmente, agendo su un'apposita leva di riarmo.

Gli interruttori differenziali di tipo noto sono inoltre dotati di un pulsante di test con il quale à ̈ possibile sganciare l'interruttore, simulando un guasto, per verificare il corretto funzionamento del sistema di sgancio.

Tuttavia, come à ̈ noto, il test non viene sempre effettuato sia per dimenticanza sia perché l'interruzione di energia elettrica provoca disagio.

Per ovviare all'inconveniente dell'interruzione di alimentazione elettrica durante il test, sono stati introdotti interruttori dotati di contatti secondari che assicurano l'alimentazione elettrica mentre i contatti primari vengono sganciati per effettuare il test sul sistema.

Nell'ambito dello sviluppo dei dispositivi differenziali con test automatico, atto a verificare l'integrità delle funzioni di protezione contro i contatti diretti e indiretti, sorge la necessità di impiegare soluzioni circuitali affidabili, semplici ed economiche per consentire l'esecuzione del test mantenendo la continuità di servizio dell'impianto.

Attualmente à ̈ noto un interruttore differenziale con autotest nel quale il test delle funzionalità, oltre a poter essere eseguito manualmente con il tasto di test, à ̈ realizzato con un ciclo di autodiagnosi senza perdita di continuità di servizio, gestito da una scheda elettronica di comando e controllo e da un meccanismo di riarmo specifico.

In tale sistema, per mantenere la continuità di esercizio durante il ciclo di autotest, il circuito presenta un contatto fisso e due contatti mobili, svincolati tra loro, questi sono elettricamente collegati in parallelo, e vengono mossi e gestiti opportunamente da una scheda elettronica di comando. I contatti consentono sia il flusso della corrente durante tutto il ciclo di test, sia la verifica dell'integrità elettromeccanica dell'interruttore .

EP-1916692-A1 descrive il sistema di cui sopra.

EP-1562213-A1 descrive un sistema di auto-diagnostica e di autoreset per un interruttore differenziale.

Compito della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un interruttore differenziale con dispositivo di autotest migliorato rispetto ai sistemi della tecnica nota.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo dell'invenzione à ̈ quello di realizzare un interruttore differenziale con dispositivo di autotest che possa essere prodotto a costi inferiori rispetto ai sistemi precedenti.

Un altro scopo dell'invenzione à ̈ quello di realizzare un interruttore differenziale con dispositivo di autotest costituito da un numero ridotto di componenti.

Un altro scopo ancora à ̈ quello di realizzare un interruttore differenziale con dispositivo di autotest di dimensioni sostanzialmente ridotte rispetto ai dispositivi di tipo noto.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un dispositivo che garantisca la continuità di servizio sull'impianto durante il ciclo di test e che sia inoltre in grado di assicurare le più ampie garanzie di affidabilità e di sicurezza nell'uso.

Questi scopi ed altri che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un interruttore differenziale con dispositivo di autotest, comprendente una prima serie di terminali ed una seconda serie di terminali; detta prima serie di terminali essendo collegata a contatti mobili primari e detta seconda serie di terminali essendo collegata a contatti mobili secondari, un relà ̈ di comando atto ad agire su un meccanismo di scatto per aprire detti contatti mobili primari rispetto a detti contatti mobili secondari, in caso di intervento del sistema differenziale; un dispositivo di autotest che effettua un test di detto interruttore senza interrompere l'alimentazione di corrente tra dette serie di terminali; detto interruttore essendo caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di bloccaggio del movimento reciproco di detti contatti primari e secondari, durante detto test, mantenendo il passaggio di corrente tra detti contatti.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, dell'invenzione, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica dell'interruttore differenziale con dispositivo di autotest secondo la presente invenzione;

la figura 2 Ã ̈ una vista in alzato dell'interruttore che illustra schematicamente una parte del dispositivo di autotest;

la figura 3 Ã ̈ una vista prospettica del dispositivo porta contatti mobili;

la figura 4 Ã ̈ una vista prospettica, in esploso, del dispositivo porta contatti mobili;

la figura 5 rappresenta uno schema del dispositivo di autotest; la figura 6 Ã ̈ una vista in alzato del meccanismo a scatto libero e di una parte del dispositivo di autotest, illustrati nella condizione di interruttore aperto e leve porta contatti libere;

la figura 7 Ã ̈ una vista simile alla precedente ma nella condizione di interruttore chiuso con leve libere;

la figura 8 Ã ̈ una vista simile alla precedente ma nella condizione di interruttore chiuso con leve bloccate;

la figura 9 Ã ̈ una vista simile alla precedente ma nella condizione di interruttore scattato e leve bloccate tra loro;

la figura 10 Ã ̈ una vista simile alla precedente ma nella condizione di interruttore aperto con leve bloccate;

la figura 11 Ã ̈ una vista simile alla precedente ma nella condizione di interruttore in chiusura e di sblocco delle leve porta contatti;

la figura 12 Ã ̈ una vista in pianta dell'interruttore differenziale con dispositivo di autotest secondo la presente invenzione;

la figura 13 Ã ̈ una vista simile alla precedente ma con la chiave di sblocco separata dal corpo dell'interruttore.

Con riferimento alle figure citate, l'interruttore differenziale con dispositivo di autotest, secondo l'invenzione, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende un corpo scatolare 2 che presenta la classica conformazione standardizzata per l'accoppiamento ad una guida ad omega, non visibile in figura, tramite mezzi di accoppiamento 3.

Il corpo 2 presenta, sulla faccia frontale, una prominenza 4 nella quale risultano posizionati i mezzi di azionamento, di tipo di per sé noto, comprendenti una maniglia 5 atta a comandare un cinematismo a scatto libero 6, il quale comprende un segnalino 61.

Il cinematismo a scatto libero 6 comanda un dispositivo porta contatti mobili 7, collegato ad un circuito differenziale 8, costituito da un relà ̈ e da un trasformatore differenziale.

Il dispositivo porta contatti mobili 7 comprende una coppia di contatti mobili principali 9, collegati elettricamente a terminali, costituiti da morsetti 10, dell'interruttore, mediante conduttori flessibili, non mostrati nelle figure.

I contatti mobili principali 9 sono montati su una leva primaria 11 imperniata su perni 121 insieme ad una leva secondaria 12. Le leve 11 e 12 sono pertanto mobili una rispetto all'altra e ruotano attorno allo stesso asse di rotazione.

La leva secondaria 12 presenta una coppia di contatti mobili secondari 14.

I contatti mobili principali 9 sono equipaggiati con molle che garantiscono una pressione di contatto, e chiudono il circuito elettrico principale, quando in appoggio sui contatti mobili secondari 14 associati alla leva secondaria 12.

I contatti mobili secondari 14 montati sulla leva secondaria 12 svolgono due funzioni distinte: nel normale funzionamento dell'interruttore si comportano come contatti fissi tradizionali, mentre nella fase di autotest assolvono alla funzione di contatti mobili .

I contati mobili secondari 14 sono elettricamente collegati a morsetti di ingresso 16, tramite conduttori flessibili, non mostrati nelle figure.

Tra le due leve porta contatti 11 e 12, Ã ̈ inserita una molla di repulsione 15 che ha il compito di mantenere e/o ripristinare la posizione dei contatti, nella posizione aperta.

Una chiave di blocco 17, azionata da un attuatore 18, per esempio una bobina o solenoide, ed in contrasto con una molla 19, impegna una sede 20 del dispositivo porta contatti 7 definendo almeno due posizioni operative: una posizione di libera reciproca rotazione delle leve 11 e 12, ed una posizione di bloccaggio del movimento reciproco delle stesse.

In condizione di funzionamento normale, la molla di contrasto 19 mantiene la chiave di blocco 17 nella posizione di disimpegno reciproco tra le leve 11 e 12.

La sede 20 del dispositivo porta contatti 7 à ̈ costituita da due coppie di cavità ricavate nelle leve porta contatti 11 e 12: una prima coppia di sedi 201 e 202, formate nella leva primaria 11, ed una seconda coppia di sedi 221 e 222, formate nella leva secondaria 12.

La chiave di blocco 17 presenta due estremità 171 e 172, formate con piani inclinati, ciascuna delle quali impegna una delle cavità di ciascuna coppia; la prima estremità 172 impegna le cavità 201 e 221 e la seconda estremità 172 impegna le cavità 202 e 222.

Nella posizione libera, le estremità 171 e 172 della chiave 17 sono comunque inserite nelle rispettive cavità 221 e 222 della leva secondaria 12 la quale risulta sempre ingaggiata nella sede 20 del dispositivo porta contatti 7 e presenta sempre la corretta posizione di accoppiamento.

Durante la fase di autotest, la chiave di blocco 17 blocca il movimento di rotazione reciproco tra le due leve 11 e 12, tramite l'inserimento delle estremità 171 e 172 anche nelle cavità 201 e 202 della leva primaria 11, mantenendo pertanto i contatti elettrici mobili, primari e secondari, nella posizione chiusa. Tale condizione mantiene e garantisce continuità e pressione di contatto, sia durante la fase di sgancio automatico, sia con il meccanismo in posizione di aperto o scattato.

La forma della chiave di blocco 17, costituita dalle due estremità 171 e 172, e della rispettiva sede 20, costituita dalle due coppie di cavità 201, 202 e 221 e 222, nelle leve porta contatti 11 e 12, permette l'accoppiamento, quindi il blocco, soltanto quando l'interruttore presenta la maniglia 5 ed i contatti 9 e 14 in posizione chiusa.

Tale forma à ̈ stata opportunamente progettata per consentire sia l'ingresso sia l'espulsione della chiave 17 in qualsiasi momento si renda necessario il disaccoppiamento delle leve 11 e 12 e la relativa apertura dei contatti.

L'estrazione della chiave di blocco 17, ovvero il disimpegno delle sue estremità 171 e 172 dalle sedi 201 e 202 della leva primaria 11, à ̈ effettuata dalla molla di richiamo 19 e da una spinta generata dai piani di accoppiamento, opportunamente dimensionati, tra le estremità della chiave di blocco e le cavità delle leve porta contatti .

Una diversa inclinazione delle cavità e delle estremità della chiave di blocco, determina diverse forze e velocità necessarie al mantenimento o allo sblocco delle stesse.

Un contatto elettrico 21, collegato meccanicamente alla chiave di blocco 17, segnala la posizione della stessa ad una unità elettronica di controllo 22.

Il ciclo di funzionamento, eseguito in automatico dal dispositivo di autotest dell'interruttore oggetto della presente invenzione, Ã ̈ il seguente.

Nella condizione normale di funzionamento l'interruttore differenziale 1 Ã ̈ nella posizione di chiuso, con la maniglia chiusa ed i contatti chiusi, e le leve porta contatti libere di ruotare una rispetto all'altra, come visibile in figura 7.

L'operazione di autotest inizia con l'unità di controllo 22 che attiva l'attuatore 18 per l'inserimento della chiave di blocco 17 (figura 8).

Come visibile in figura 9, l'unità di controllo 22 determina lo sgancio del differenziale mediante la chiusura di un circuito di test 23 (schematizzato in figura 5).

Il circuito del differenziale à ̈ schematizzato in figura 5 con i numeri di riferimento 24 e 25.

Il meccanismo 6 del differenziale si porta nella posizione di aperto mentre i contatti rimangono chiusi grazie all'azione della chiave di blocco che blocca le leve reciprocamente. Questa condizione à ̈ illustrata in figura 10.

Dopo aver rilevato la posizione del meccanismo 6, l'unità di controllo 22 attiva l'attuatore per il riposizionamento del meccanismo 6 nella condizione di normale funzionamento.

L'unità di controllo 22 comanda la fuoriuscita della chiave di blocco 17 che disimpegna la leva primaria 11 dalla leva secondaria 12 del dispositivo porta contatti 7, come visibile in figura 11.

Tutti i movimenti sono monitorati tramite contatti di posizione. Durante il ciclo descritto sopra, poiché l'unità di controllo 22 à ̈ collegata al nucleo toroidale 25, in caso di guasto per dispersione per corrente differenziale, l'attuatore 18 della chiave di blocco 17 viene disalimentato determinando l'istantanea apertura dei contatti 9 e 14.

I contatti mobili primari 9 presentano un funzionamento simile a quello dei contatti mobili di un interruttore tradizionale mentre i contatti mobili secondari 14 si comportano come contatti fissi di un interruttore tradizionale, durante il normale funzionamento dell'interruttore.

In caso di intervento, i contatti mobili primari 9 scattano separandosi dai contatti mobili secondari 14 i quali rimangono nella posizione di normale funzionamento.

Nell'esecuzione dell'autotest, i contatti mobili secondari 14 seguono il movimento di apertura dei contatti mobili primari 9 rimanendo collegati ad essi e mantenendo la continuità dell'alimentazione mentre il dispositivo di autotest esegue il test dell'apparato in modo di per sé noto.

Si à ̈ in pratica constatato come l'invenzione raggiunga il compito e gli scopi prefissati avendo realizzato un interruttore differenziale con dispositivo di autotest che può essere fabbricato con una sostanziale riduzione dei costi di produzione e che garantisce la continuità di servizio sull'impianto, durante il ciclo di test differenziale.

L'interruttore oggetto della presente invenzione comprende un dispositivo di autotest realizzato con un numero ridotto di componenti e con un'importante riduzione delle dimensioni del dispositivo stesso.

L'interruttore secondo l'invenzione à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Naturalmente i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Interruttore differenziale con dispositivo di autotest, comprendente una prima serie di terminali ed una seconda serie di terminali; detta prima serie di terminali essendo collegata a contatti mobili primari e detta seconda serie di terminali essendo collegata a contatti mobili secondari, un relà ̈ di comando atto ad agire su un meccanismo di scatto per aprire detti contatti mobili primari rispetto a detti contatti mobili secondari, in caso di intervento del sistema differenziale; un dispositivo di autotest che effettua un test di detto interruttore senza interrompere l'alimentazione di corrente tra dette serie di terminali; detto interruttore essendo caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di bloccaggio del movimento reciproco di detti contatti primari e secondari, durante detto test, mantenendo il passaggio di corrente tra detti contatti.
2. 2. Interruttore, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo porta contatti comprendente una leva primaria imperniata su perni comuni insieme ad una leva secondaria; contatti mobili primari essendo montati su detta leva primaria, detti contatti mobili secondari essendo montati su detta leva secondaria; dette leve essendo mobili una rispetto all'altra e ruotando attorno ad uno stesso asse di rotazione definito da detti perni; mezzi di bloccaggio temporaneo bloccano la rotazione reciproca di dette leve e mantengono detti contatti primari e secondari in contatto elettrico.
3. 3. Interruttore, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento elastico di repulsione disposto tra dette leve ed atto a mantenere e/o ripristinare una posizione aperta tra detti contatti.
4. 4. Interruttore, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti contatti mobili principali comprendono molle di contatto che mantengono una pressione di contatto tra detti contatti primari e secondari, in una posizione chiusa di detti contatti,
5. 5. Interruttore, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di bloccaggio temporaneo comprendono una chiave di blocco, azionata da un attuatore, in contrasto con un elemento elastico di richiamo, ed atta ad impegnare una sede di detto dispositivo porta contatti definendo almeno due posizioni operative: una posizione di libera reciproca rotazione di dette leve primaria e secondaria, ed una posizione di bloccaggio del movimento reciproco di dette leve.
6. 6. Interruttore, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che, in condizioni di funzionamento normale, detto elemento elastico di richiamo mantiene detta chiave di blocco in detta posizione di disimpegno reciproco tra dette leve.
7. 7. Interruttore, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta sede di detto dispositivo porta contatti à ̈ costituita da due coppie di cavità ricavate in dette leve porta contatti: una prima coppia di sedi, formate in detta leva primaria, ed una seconda coppia di sedi, formate in detta leva secondaria; detta chiave di blocco presentando due estremità, formate con piani inclinati; ciascuna di dette estremità impegna una di dette cavità di ciascuna di dette coppie.
8. 8. Interruttore, secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che, in detta posizione di libero movimento reciproco tra dette leve primaria e secondaria, dette estremità di detta chiave sono inserite in dette cavità di detta leva secondaria.
9. 9. Interruttore, secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che, durante detto autotest, detta chiave di blocco blocca il movimento di rotazione reciproco tra dette leve primaria e secondaria, tramite l'inserimento di dette estremità nelle cavità di detta leva primaria e di detta leva secondaria.
10. 10. Interruttore, secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta chiave di blocco à ̈ estratta da dette cavità di detta leva primaria per azione di detto elemento elastico di richiamo e di una spinta generata da piani di accoppiamento tra dette estremità di detta chiave di blocco e dette cavità di dette leve porta contatti.