BRPI0704608B1 - dispositivo auxiliar e processo de transmissão de dados, unidade auxiliar e disjuntor de circuito elétrico compreendendo o dito dispositivo - Google Patents
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Abstract
"dispositivo auxiliar e processo de transmissão de dados, unidade auxiliar e disjuntor de circuito elétrico compreendendo o dito dispositivo". a presente invenção refere-se a um dispositivo auxiliar (1, 201; 304; 402) para transmissão de dados remotos tendo dispositivos processadores (5; 51; 202) compreendendo uma primeira entrada (33; 57; 207) para receber (606) um primeiro item de dados de um estado (o, c) do disjuntor de circuito, e pelo menos uma saída de comando (7, 8; 58, 59; 213, 214) para comandar a transmissão de dados. os dispositivos processadores compreendem:- uma segunda entrada (6; 55; 206) para receber pelo menos um segundo item de dados representativo de uma pane elétrica ou de um comando auxiliar; - dispositivos de identificação (31; 56) para identificar (605) o tipo de pane elétrica (sd, sdt, sdv), e - dispositivos de inicialização (34; 60) de pelo menos uma saída de comando. uma unidade auxiliar (1, 2) e um disjuntor de circuito (301) compreendendo o dispositivo. um processo para implementar o dito dispositivo.
Description
(54) Título: DISPOSITIVO AUXILIAR E PROCESSO DE TRANSMISSÃO DE DADOS, UNIDADE AUXILIAR E DISJUNTOR DE CIRCUITO ELÉTRICO COMPREENDENDO O DITO DISPOSITIVO (51) IntCI.: H01H 71/04; H01H 83/00; H02H 3/04; G06F 3/06.
(30) Prioridade Unionista: 12/12/2006 FR 06 10826; 18/12/2006 FR 06 11009.
(73) Titular(es): SCHNEIDER ELECTRIC INDUSTRIES S.A..
(72) lnventor(es): MUSTAPHA CHELLOUG.
(57) Resumo: DISPOSITIVO AUXILIAR E PROCESSO DE TRANSMISSÃO DE DADOS, UNIDADE AUXILIAR E DISJUNTOR DE CIRCUITO ELÉTRICO COMPREENDENDO O DITO DISPOSITIVO. A presente invenção refere-se a um dispositivo auxiliar (1, 201; 304; 402) para transmissão de dados remotos tendo dispositivos processadores (5; 51; 202) compreendendo uma primeira entrada (33; 57; 207) para receber (606) um primeiro item de dados de um estado (O, C) do disjuntor de circuito, e pelo menos uma saída de comando (7, 8; 58, 59; 213, 214) para comandar a transmissão de dados. Os dispositivos processadores compreendem:- uma segunda entrada (6; 55; 206) para receber pelo menos um segundo item de dados representativo de uma pane elétrica ou de um comando auxiliar; - dispositivos de identificação (31; 56) para identificar (605) o tipo de pane elétrica (SD, SDT, SDV), e - dispositivos de inicialização (34; 60) de pelo menos uma saída de comando. Uma unidade auxiliar (1, 2) e um disjuntor de circuito (301) compreendendo o dispositivo. Um processo para implementar o dito dispositivo.
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO
AUXILIAR E PROCESSO DE TRANSMISSÃO DE DADOS, UNIDADE AUXILIAR E DISJUNTOR DE CIRCUITO ELÉTRICO COMPREENDENDO O »·
DITO DISPOSITIVO.
Fundamentos da Invenção
A presente invenção refere-se a um dispositivo auxiliar de transmissão de dados para um disjuntor de circuito, o dito dispositivo compreendendo dispositivos processadores, que incluem:
- uma primeira entrada para receber, em pelo menos uma confi10 guração, um primeiro item de dados representativo de um estado do disjuntor de circuito e
- pelo menos uma saída de comando para comandar a transmis- * são de um item de dados.
A invenção refere-se também a uma unidade auxiliar de um dis- * 15 juntor de circuito elétrico compreendendo o dispositivo auxiliar de transmis- são de dados.
A invenção trata também de um disjuntor de circuito que compreende a unidade auxiliar.
A invenção finalmente trata de um processo de transmissão de 20 dados para um disjuntor de circuito que compreende:
- uma etapa de leitura, em pelo menos uma configuração de um primeiro item de dados representativo de um estado (O,C) do disjuntor de circuito; e
- uma etapa de comando para comandar a transmissão de da25 dos.
Estado da Técnica
O pedido de patente EP 0 591 074 descreve um disjuntor de circuito elétrico compreendendo unidades auxiliares desempenhando funções de indicação e/ou de controle. Uma das unidades auxiliares desempenha a 30 transmissão remota de dados representativos de um estado do disjuntor de circuito, particularmente dados representativos de abertura ou fechamento dos contatos principais do disjuntor de circuito.
Os dispositivos processadores dos dispositivos de transmissão de dados auxiliares da melhor prática moderna são geralmente inicializados por intermédio dos dados de sinal do dispositivo inicializador. Um processo dessa natureza não é otimizado no que concerne à confiabilidade. Sumário da Invenção
O objetivo da invenção é remediar as deficiências dos processos dispositivos da técnica precedentemente existente em propor um dispositivo de transmissão de dados no qual os dispositivos processadores compreendem:
- uma segunda entrada para receber pelo menos um segundo item de dados representativos de uma pane elétrica ou de um comando auxiliar;
- dispositivos de identificação conectados com a segunda entrada para identificar a pane elétrica no segundo item de dados; e
- dispositivos de inicialização de pelo menos uma saída de comando para transmissão de comando, na dita configuração, do item de dados representativo de um estado do disjuntor de circuito de acordo com o primeiro item de dados e o segundo item de dados.
De preferência, os dispositivos de identificação realizam a identificação de uma pane elétrica selecionada dentre:
- panes elétricas causadoras da abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito; e/ou
- panes elétricas não causadoras da abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito.
Vantajosamente, as panes elétricas causadoras da abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito compreendem panes térmicas ou diferenciais, panes térmicas e panes diferenciais. Vantajosamente, as panes elétricas não causadoras da abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito compreendem qualquer variação de freqüência com respeito a uma referência, qualquer variação de tensão com respeito a uma referência, e qualquer pane no canal de medição.
De preferência, os sinais portadores do segundo item de dados
são na forma de uma célula compreendendo um pulso tendo uma duração que é representativa dos dados conduzidos pelos ditos sinais.
De preferência, os dispositivos processadores compreendem uma entrada de configuração.
Vantajosamente, em uma configuração de transmissão de indicação de pane com inicialização pela mudança de estado do disjuntor de circuito, os dispositivos processadores:
- comandam a transmissão do segundo item de dados quando o segundo item de dados é representativo de uma pane elétrica corresponden- te a uma pane causadora da abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito; e
- efetuam a inicialização de pelo menos uma saída de comando quando o primeiro item de dados é representativo de subseqüente fechamento dos contatos principais do disjuntor de circuito.
Vantajosamente, na configuração de transmissão de indicação de pane com inicialização pela mudança de estado do disjuntor de circuito, o segundo item de dados é representativo de uma de uma pane elétrica do tipo térmico e/ou diferencial. De preferência, o dispositivo auxiliar permite comandar a transmissão de dados sobre dois contatos estáticos habilitando 20 um item de dados representativo de uma pane elétrica do tipo térmico e um item de dados representativo de uma pane elétrica de tipo diferencial a ser distintivamente transmitida. De preferência, os dispositivos processadores compreendem dispositivos de retardo de tempo associados com os dispositivos de inicialização para efetuar a inicialização quando o tempo transcorri25 do entre a transmissão do segundo item de dados e o fechamento dos contatos principais é inferior a um retardo de tempo predeterminado, por exemplo, compreendido entre 300 e 700 m.
Vantajosamente, em uma configuração de transmissão de indicação de pane com inicialização por intermédio do dispositivo de desarmar 30 do disjuntor de circuito, os dispositivos processadores:
- comandam a transmissão do segundo item de dados quando o segundo item de dados é representativo de uma pane elétrica; e
- efetuam a inicialização de pelo menos uma saída de comando quando o segundo item de dados é representativo de um comando de inicialização auxiliar.
Vantajosamente, em uma configuração de comando auxiliar de um comutador contíguo, os dispositivos processadores:
- comandam a transmissão do segundo item de dados quando o segundo item de dados é representativo de um comando de abertura auxiliar de um comutador contíguo; e
- efetuam a inicialização de pelo menos uma saída de comando quando o segundo item de dados é representativo de um comando de inicialização auxiliar.
De preferência, na configuração do comando auxiliar de um comutador contíguo, o comando de inicialização auxiliar é retardado. De preferência, o dispositivo auxiliar compreende dispositivos de ajuste do retardo de tempo do comando de abertura auxiliar do comutador contíguo.
De preferência, a primeira entrada é conectada com o dispositivo de ajuste para receber um item de dados representativo do retardo de tempo.
De acordo com uma modalidade preferencial, o dispositivo auxiliar compreende dispositivos de acoplamento com um dispositivo de desarmar do disjuntor de circuito para receber sinais portadores do segundo item de dados de uma pane elétrica ou de um comando auxiliar, a segunda entrada sendo conectada com os dispositivos de acoplamento. De preferência, os dispositivos de acoplamento. De preferência, os dispositivos de acoplamento compreendem um acoplador óptico e dispositivos de proteção herméticos.
De acordo com uma modalidade preferencial, o dispositivo auxiliar compreende dispositivos de comutação incluindo saídas de potência, os dispositivos de comutação sendo conectados com a pelo menos uma saída de comando para comutar pelo menos um contato estático e transmitir pelo menos um dos itens de dados para o dito contato.
De preferência, o dispositivo auxiliar apresenta uma forma padrão para ser montado em pelo menos um compartimento do disjuntor de circuito.
Em uma modalidade de realização específica:
- o dispositivo auxiliar compreende pelo menos um módulo semicondutor de potência tendo uma entrada de controle, uma primeira saída e uma segunda saída com um,e um circuito fonte de alimentação compreendendo pelo menos uma terceira entrada de tensão de alimentação e uma saída de tensão de polarização para controlar a dita entrada de controle de pelo menos um módulo semicondutor;
- o circuito fonte de alimentação fornece uma tensão de polari- zação na saída de tensão de polarização quando existe uma primeira polaridade de tensão entre a terceira entrada de tensão e a saída comum habilitando uma passagem de corrente, a dita fonte de alimentação compreendendo uma quarta entrada de tensão de alimentação conectada com a saída comum dos módulos semicondutores de potência e dispositivos para forne15 cer uma tensão de alimentação a um circuito de controle fornecendo sinais de controle dos ditos módulos.
- o pelo menos um módulo semicondutor compreende dispositivos de bloqueio de corrente para bloquear um fluxo de corrente proveniente da fonte de alimentação quando existir uma segunda polaridade oposta à primeira polaridade entre a terceira entrada e a saída comum, dispositivos para armazenar energia de polarização elétrica para comandar a ativação dos semicondutores de potência durante o bloqueio de corrente do circuito fonte de alimentação, e
- compreende dispositivos para alterar a linha de referência para 25 mudar a linha de referência de sinais de controle entre uma primeira linha de referência de sinal de entrada e uma segunda linha de referência subordinada à saída de tensão de polarização.
De preferência, cada módulo compreende uma ponte retificadora tendo dois terminais de CA correspondentes às saídas dos módulos e termi30 nais de CC conectados com os eletrodos de potência de um componente de potência eletrônico, os dispositivos de bloqueio decorrente sendo formados por pelo menos um diodo da ponte retificadora conectado entre um eletrodo de potência de referência do semicondutor de potência e uma segunda saída comum do módulo semicondutor de potência.
De preferência, cada módulo compreende dispositivos para armazenar tensão de polarização para comando de semicondutores de potência conectados com um eletrodo de controle semicondutor de potência.
A invenção refere-se também a uma unidade auxiliar de um disjuntor de circuito elétrico que compreende:
- um dispositivo auxiliar conforme descrito acima; e
- dispositivos para transmitir o estado do disjuntor de circuito separado do dispositivo auxiliar e acoplado com a primeira entrada do último.
De preferência, na unidade auxiliar, os dispositivos para transmitir o estado do disjuntor de circuito compreendem um contato elétrico acionado por um mecanismo do disjuntor de circuito. Vantajosamente, os dispositivos para transmitir o estado do disjuntor de circuito são dispostos em um bloco terminal elétrico conectado com os contatos estáticos do dispositivo auxiliar. De preferência, o bloco terminal elétrico apresenta uma forma padrão para permitir a sua montagem em pelo menos um compartimento do disjuntor de circuito.
A invenção refere-se também a um disjuntor de circuito elétrico compreendendo um dispositivo de desarmar eletrônico para acarretar a abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito em resposta a pelo menos um tipo de pane elétrica, e uma unidade auxiliar acoplada com o dispositivo de desarmar eletrônico, no qual a unidade auxiliar é conforme descrita acima, e onde é acoplada com o dispositivo de desarmar por intermédio de dispositivos de acoplamento do dispositivo de transmissão de dados auxiliar da unidade auxiliar.
A invenção refere-se a um processo de transmitir para um disjuntor de circuito que compreende:
- uma etapa de leitura, em pelo menos uma configuração, de um primeiro item de dados representativa de um estado do disjuntor de circuito; e
- uma etapa de comando para comandar a transmissão de dados.
No processo da invenção, a etapa de processamento compre7 ende:
- uma etapa de leitura para receber pelo menos um segundo item de dados representativos de uma pane elétrica ou de um comando auxiliar;
- uma etapa de identificação para identificar uma pane elétrica (SD, SDT, SDV) no segundo item de dados; e
- uma etapa de inicialização para comandar a transmissão, na dita configuração, do primeiro item de dados representativa de um estado do disjuntor de circuito de acordo com o primeiro item de dados e o segundo item de dados.
Vantajosamente, na configuração de transmissão de indicação de pane com inicialização pela mudança de estado do disjuntor de circuito,
- quando o segundo item de dados é representativo de uma pane elétrica correspondente a uma pane causadora da abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito, um comando de transmissão do segundo item de dados é transmitido para a saída de comando, e
- quando o primeiro item de dados é representativo de subseqüente fechamento dos contatos principais do disjuntor de circuito, a saída de comando é iniciada.
Vantajosamente, na configuração de transmissão de indicação de pane com inicialização pela mudança de estado do disjuntor de circuito pela mudança de estado do disjuntor de circuito, o segundo item de dados é representativo de uma pane elétrica do tipo térmico e/ou diferencial. Descrição Sucinta dos Desenhos
Outras vantagens e aspectos característicos se evidenciarão mais claramente da descrição que se segue de modalidades especificas da invenção, apresentadas meramente a título de fins ilustrativos, e representadas nos desenhos apensos.
A figura 1 representa um diagrama funcional de uma unidade auxiliar para um disjuntor de circuito compreendendo um dispositivo de transmissão auxiliar de dados em uma configuração de transmissão de indicação de pane com inicialização ou mudança de estado do disjuntor de cir cuito.
A figura 2 representa um diagrama funcional dos dispositivos de processamento compreendendo recursos habilitando diferentes configurações a serem selecionadas correspondentes a modalidades operacionais dadas.
As figuras 3a, 3b e 3c ilustram a operação do dispositivo auxiliar em uma configuração de transmissão de indicação de pane com a inicialização pela mudança de estado do disjuntor de circuito e no caso de um tempo de abertura do disjuntor de circuito que é mais curto do que um retardo de tempo.
As figuras 4a, 4b e 4c ilustram a operação do dispositivo auxiliar em uma configuração de indicação de pane com inicialização pela mudança de estado do disjuntor de circuito e no caso de um tempo de abertura do disjuntor de circuito que é mais longo que o retardo de tempo.
As figuras 5a, 5b e 5c ilustram a operação do dispositivo auxiliar em uma configuração de transmissão de indicação de pane com inicialização por intermédio do dispositivo de desarmar do dito disjuntor de circuito.
A figura 6 representa um diagrama mais detalhado de uma modalidade do dispositivo auxiliar de acordo com a invenção.
A figura 7 representa um exemplo do painel frontal de um disjuntor de circuito com sua unidade auxiliar associada e compreendendo um dispositivo auxiliar e dispositivos de indicação de estado remotos dispostos em um bloco de terminais elétricos.
A figura 8 representa um diagrama funcional de um exemplo de uma unidade auxiliar de acordo com uma modalidade da invenção.
A figura 9 representa um exemplo de um bloco de terminais elétricos compreendendo os dispositivos de indicação de estado remoto.
A figura 10 representa uma modalidade do processo de transmissão de dados de acordo com a invenção.
A figura 11 representa um diagrama de um dispositivo auxiliar de acordo com uma modalidade específica da invenção incluindo dispositivos de comutação eletrônicos.
As figuras 12A a 12D ilustram sinais presentes em um dispositivo de acordo com uma modalidade da invenção incluindo dispositivos de comutação eletrônicos.
A figura 13 representa um diagrama de um dispositivo auxiliar de 5 acordo com outra modalidade específica da invenção incluindo dispositivos de comutação eletrônicos.
Descrição Detalhada de uma Modalidade
A unidade auxiliar representada na figura 1 compreende um dispositivo auxiliar de transmissão de dados 1 de acordo com uma modalidade 10 da invenção habilitando um item de dados representativo de uma pane elétrica e/ou do estado de um disjuntor de circuito a ser transmitido. A unidade auxiliar também compreende dispositivos remotos de indicação de um estado 2 habilitando o estado do disjuntor de circuito, por exemplo, o estado aberto O ou o estado fechado C dos contatos principais do disjuntor de circui15 to a ser transmitido. A unidade auxiliar é acoplada com um dispositivo de desarmar 3 do disjuntor de circuito por intermédio do dispositivo auxiliar 1. A função principal da unidade de desarmar é comandar a abertura dos contatos principais do disjunto de circuito em resposta a determinadas panes elétricas.
O dispositivo auxiliar de transmissão de dados 1 da figura 1 compreende dispositivos de acoplamento 4 com o dispositivo de desarmar 3. Esses dispositivos de acoplamento realizam recepção de sinais que se originam dos dispositivos de desarmar e que transportam pelo menos um segundo item de dados representativo de uma pane elétrica ou um comando auxi25 liar.
O dispositivo auxiliar de transmissão de dados 1 da figura 1 compreende dispositivos processadores 5, os últimos compreendendo uma segunda entrada 6 conectada com os dispositivos de acoplamento 4. Os dispositivos processadores compreendem pelo menos uma saída de co30 mando. Na modalidade representada na figura 1, os dispositivos processadores 5 compreendem duas saídas de comando 7 e 8, cada uma das saídas de comando habilitando, no caso da figura 1, a transmissão do segundo item
de dados ou de um primeiro item de dados representativo do estado do disjuntor de circuito a ser comandado. Geralmente, cada saída habilita quer a transmissão do segundo item de dados representativo de uma pane elétrica ou a transmissão do primeiro item de dados representativo de um estado de disjuntor de circuito a ser comandado, de acordo com o estado do disjuntor de circuito.
O dispositivo auxiliar 1 compreende dispositivos de comutação conectados com a pelo menos uma saída de comando. Na modalidade representada na figura 1, os dispositivos de comutação compreendem um primeiro módulo semicondutor de potência 9 equipado com uma entrada de comando 10 conectada com a saída de comando 7. Os dispositivos de comutação também compreendem um segundo módulo semicondutor de potência 11 equipado com uma entrada de comando 12 conectada com a saída de comando 8. O primeiro módulo semicondutor de potência 9 compreende uma saída de potência 13 e uma saída comum 14. O segundo módulo semicondutor de potência 11 compreende uma saída de potência 15 e uma saída comum 16. As saídas comuns 14 e 16 de cada módulo são interligadas por um condutor 17. Os dispositivos de comutação, e particularmente os módulos semicondutores de potência 9 e 11 dos dispositivos de comutação, efetuam a comutação de pelo menos um contato estático e a transmissão do segundo ou primeiro item de dados para o dito contato. Na modalidade representada na figura 1, a saída de potência 13 do primeiro módulo 9 é conectada com um primeiro contato estático 18, e a saída de potência 15 do segundo módulo 11 é conectada com um segundo contato estático 19. Um dos contatos estáticos pode habilitar a detecção de um tipo predeterminado de pane, por exemplo, uma pane térmica SDT, a ser transmitida, e o outro contato estático pode habilitar a detecção de outro tipo predeterminado de pane, por exemplo, uma pane diferencial SDV, a ser transmitida. A diferença de nível de tensão sobre um contato estático habita a presença ou ausência de um tipo predeterminado de pane a ser indicado. Particularmente, um baixo nível de tensão ou uma tensão zero pode corresponder à ausência do tipo predeterminado de pane, ao passo que a presença de um alto nível de tensão ou de uma tensão pode corresponder à presença deste mesmo tipo de pane. Os contatos estáticos 18 e 19 podem ser conectados com dispositivos de display, tais como diodos de emissão de luz, para exibir os dados transmitidos para estes contatos e para indicar a presença ou não de determinados tipos de panes.
Os dispositivos de processamento 5 representados na figura 1 compreendem dispositivos de identificação 31 conectados com a segunda entrada para identificar uma pane elétrica ou um comando auxiliar no segundo item de dados. O que se entende por identificação de uma pane elétrica é a identificação da presença de uma pane elétrica, qualquer que seja o tipo de pane. O que se estende pela identificação de uma pane elétrica é também a identificação da presença de um tipo predeterminado de pane. Os dispositivos de identificação podem, por conseguinte, identificar uma pane elétrica selecionada dentre:
- panes elétricas causadoras da abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito, por exemplo, panes térmicas ou diferenciais SD, panes térmicas SDT, e panes diferenciais SDV, e/ou
- panes elétricas não causadoras da abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito, por exemplo, qualquer variação de freqüência com respeito a uma referência, qualquer variação de tensão com respeito a uma referência, e qualquer pane no canal de medição.
Quando o dispositivo auxiliar é usado em determinadas configurações, os dispositivos de identificação também habilitam um comando auxiliar no segundo item de dados a ser identificado. O comando auxiliar pode, por exemplo, ser um comando de inicialização auxiliar ou um comando auxiliar para desativar a pelo menos uma saída de comando ou um comando auxiliar para abrir um comutador contíguo.
Os sinais portadores do segundo item de dados podem ser na forma de uma célula compreendendo pulsos tendo uma duração que é representativa dos dados conduzidos pelos sinais. Neste caso, os dispositivos de identificação habilitam a duração destes pulsos a ser determinada e a ser comparada com diferentes valores correspondentes a dados prefixados.
Uma configuração correspondente a um modo operacional do dispositivo auxiliar pode ser selecionada por intermédio da entrada de configuração 2 dos dispositivos processadores 5. A modalidade representada na figura 1 corresponde a uma configuração SDX de transmissão indicadora de pane. Todavia, outras configurações podem ser selecionadas através da entrada de configuração, tal como uma configuração M2C de transmissão de indicação de pane com inicialização por intermédio do dispositivo de desarmar do disjuntor de circuito, ou uma configuração SDTAM de comando auxiliar de um comutador contíguo.
Os dispositivos processadores 5 representados na figura 1 compreendem uma primeira entrada 33 para receber o primeiro item de dados representativo de um estado do disjuntor de circuito, em uma configuração SDX de transmissão de indicação de pane com inicialização pela mudança do estado do disjuntor de circuito. Os dispositivos processadores 5 também compreendem dispositivos de inicialização 34 da saída de comando para transmissões de comando, na mesma configuração SDX, do primeiro item de dados representativo de um estado, de acordo com o segundo item de dados e do primeiro item de dados. Na configuração SDX de transmissão de indicação de pane com inicialização pela mudança de estado do disjuntor de circuito, os dispositivos processadores 5 podem, em um primeiro estágio, vantajosamente comandar a transmissão do segundo item de dados quando o segundo item de dados é representativo de uma pane elétrica correspondente a uma pane causadora da abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito e, em um segundo estágio, efetuar a inicialização da saída de comando quando o primeiro item de dados é representativo de subseqüente fechamento dos contatos principais do dito disjuntor de circuito. O segundo item de dados é geralmente representativo de uma pane elétrica do tipo térmico SDT e/ou do tipo diferencial SDV. Na modalidade representada na figura 1, as duas saídas de comando 7 e 8 comandam a transmissão de dados via os dispositivos de comutação 9 e 11 para dois contatos estáticos 18 e 19 para distintamente transmitir dados de uma pane elétrica térmica SDT e dados de uma pane elétrica diferencial SDV. Um dispositivo de transmissão auxiliar de dados apresenta uma maior confiabilidade devido ao fato de que a inicialização é ativada por dados representativos do estado do disjuntor de circuito e de que estes dados se originam de dispositivos de transmissão de estado separados do dispositivo de desarmar.
Os dispositivos processadores podem também compreender dispositivos de retardo de tempo 35 associados com os dispositivos de inicialização para habilitar a inicialização da saída de comando do tempo transcorrido entre a transmissão do segundo item de dados e o fechamento dos contatos principais é inferior a um retardo de tempo prefixado. O retardo de tempo pode variar de 500 m a 1 segundo, de preferência de 300 a 700 m. Este retardo de tempo garante que o disjuntor de circuito efetivamente mudou de estado antes da reinicialização o que habilita, por exemplo, a ser superado o problema de rechaço do contato.
Os dispositivos processadores 51 representados na figura 2 compreendem dispositivos de seleção habilitando uma configuração correspondente a um modo operacional dado a ser selecionada. Estes dispositivos de seleção de configuração da figura 2 são representados na forma de uma configuração de comutador disjuntor ou de interrupção 52 e de uma configuração de comutador seletor 53, para os fins de ilustrar a funcionalidade de mudança de configuração. É óbvio que estas configurações de comutador disjuntor e de comutador seletor não correspondem indispensavelmente a elementos materiais identificáveis como tais nos dispositivos processadores. Os dispositivos de seleção representados na figura 2 habilitam configurações a serem selecionadas dentre:
- pelo menos uma configuração SDX de transmissão de indicação de pane com inicialização pela mudança de estado do disjuntor de circuito;
- uma configuração M2C de transmissão de indicação de pane com inicialização por intermédio do dispositivo de desarmar do disjuntor de circuito; ou
- uma configuração STAM de comando auxiliar de um disjuntor
contíguo.
Os dispositivos processadores 51 representados na figura 2 compreendem, como na figura 1, uma segunda entrada 55, dispositivos de identificação 56 conectados com a segunda entrada, uma primeira entrada 57, duas saídas de comando 58 e 59, dispositivos de inicialização 60 das saídas de comando, e dispositivos de retardo de tempo 61 associados com os dispositivos de inicialização. Além dos elementos enumerados acima e já representados na figura 1 sob diferentes referências numéricas, os dispositivos processadores 51 compreendem elementos dedicados à operação nas outras duas configurações - M2C e SDTAM. Entre estes elementos, em uma configuração SDTAM, dispositivos de retardo de tempo associados com os dispositivos de inicialização 62 habilitam a ser retardada a inicialização de pelo menos uma das saídas de comando 58 e/ou 59.
A configuração de comutador interruptor 52 e a configuração de comutador seletor 53 da figura 2 são representadas em estados habilitando uma configuração SDX de indicação de pane com inicialização pela mudança de estado de disjuntor. Nesta configuração SDX, o comutador seletor de configuração 53 está em um estado habilitando a primeira entrada 57 a ser conectada com os dispositivos de inicialização 60 por intermédio dos dispositivos de retardo de tempo 61. O primeiro item de dados representativo de um estado O ou C do disjuntor de circuito desse modo habilita a inicialização das saídas de comando 58 e 59 a ser comandada. O comutador de configuração 52 por sua parte está em um estado aberto para desconectar os dispositivos de identificação dos dispositivos de inicialização. Assim, nesta configuração SDX, os dispositivos processadores, em um primeiro estágio, comandam a transmissão do segundo item de dados disponível sobre a segunda entrada 55 quando estes dados são representativos de uma pane elétrica correspondente a uma pane causando a abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito. Estes dispositivos processadores também realizam em um segundo estágio, a inicialização das saídas de comando quando o primeiro item de dados disponível na primeira entrada 57 é representativo de subsequente fechamento dos contatos principais do disjuntor de circuito quando o tempo transcorrido entre a transmissão do segundo item de dados para a entrada 57 e fechamento dos contatos principais é mais curto que um retardo de tempo prefixado.
As figuras 3a a 3c ilustram a operação do dispositivo auxiliar, em uma configuração SDX, e quando a abertura do disjuntor de circuito consecutiva a uma pane elétrica se estende através de um tempo que é mais curto que o período de retardo. O sinal 101 representado na figura 3a, recebido sobre a segunda entrada 55, é portador de um segundo item de dados representativo de uma pane, neste caso um tipo predeterminado de pane. Este sinal compreende um pulso 102, a duração do qual habilita o tipo predeterminado de pane a ser identificado, por exemplo, uma falha térmica SDT ou uma pane diferencial SDV. A pane ocorre no tempo tO e é identificada no tempo t1 ou logo após, isto é, o mais cedo na frente descendente 103 do pulso 102. Outrossim, a presença deste tipo de pane predeterminado gera uma mudança de estado do disjuntor, isto é, a abertura dos contatos principais, estes dados representativos de um estado sendo transmitidos para a primeira entrada 57. Assim, conforme representado na figura 3b, o sinal 104 recebido na primeira entrada 57 compreende uma frente ascendente 105 representativa de abertura dos contatos principais do disjuntor. Esta frente ascendente 105 do sinal 104 pode ocorrer logo após o tempo tO. O sinal 104 é mantido em alto nível até o tempo t2 correspondente ao fechamento dos contatos principais do disjuntor de circuito. No tempo t1, um comando de transmissão do segundo item de dados representativo da pane é transmitido para a saída de comando 58 dos dispositivos processadores. Este segundo item de dados é então transmitido, através dos dispositivos de comutação, para o contato estático de um dos contatos estáticos habilitando o tipo predeterminado de pane a ser indicado. Assim a tensão 106 sobre este contato estático, representada na figura 3c, passa no tempo t1 de baixo nível para alto nível para indicar a presença de uma pane correspondente ao tipo predeterminado de pane. Como o tempo transcorrido entre t1 e t2 é mais curto que o retardo de tempo do dispositivo de retardo de tempo 61, nenhuma inicialização é realizada e a tensão 106 sobre o contato estático, representado na figura 3c, é mantida após o tempo t2 no alto nível. Como os contatos
principais do disjuntor de circuito permaneceram abertos por um tempo mais curto que a duração do retardo de tempo fixada pelos dispositivos de retardo de tempo 61, a reinicialização das saídas de comando não é efetuada. O problema de rechaço, por conseguinte, é superado.
As figuras 4a a 4c ilustram a operação do dispositivo auxiliar, em uma configuração SDX, e quando a abertura do disjuntor de circuito consecutiva a uma pane elétrica se estende através de um tempo mais longo que o retardo de tempo. O sinal 111 representado na figura 4a, recebido na segunda entrada 55, compreende um pulso 112 a duração do qual habilita o tipo predeterminado de pane a ser identificado, por exemplo, uma pane térmica SDT ou uma pane diferencial SDV. A pane ocorre no tempo tO e é identificada no tempo t1 ou logo após, isto é, o mais cedo sobre a frente descendente 113 do pulso 112. O sinal 114 recebido na primeira entrada 57 por sua vez compreende uma frente ascendente 115 representativa de abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito. Comparado com a figura 3b, o sinal 114 da figura 4b é mantido em alto nível por um tempo mais longo, até um tempo t2 correspondente ao fechamento dos contatos principais do disjuntor de circuito. Da mesma maneira como na figura 3c, a tensão 116 sobre o contato estático, representada na figura 4c, passa no tempo t1 de baixo nível para alto nível para indicar a presença de uma pane correspondente ao tipo predeterminado de pane. Todavia, como o tempo transcorrido entre t1 e t2 é maior que o retardo de tempo, a inicialização da saída de comando é efetuada quando o primeiro item de dados é representativo de subsequente fechamento dos contatos principais. A tensão 116 sobre o contato estático, representada na figura 3c, por conseguinte passa após o tempo t2 de alto nível para baixo nível. Na modalidade SDX, a reinicialização das saídas de comando é somente realizada i) se os contatos principais do disjuntor de circuito permaneceram abertos durante pelo menos o tempo de retardo do dispositivo de retardo 61 e ii) se estes contatos foram subseqüentemente refechados. O dispositivo de retardo 61 assim assegura que a reinicialização das saídas de comando possa ser efetuada.
Em uma configuração M2C de transmissão de indicação de pa
ne com a inicialização por intermédio do dispositivo de desarmar do disjuntor de circuito, o comutador de configuração 52 está em um estado fechado e o comutador seletor 53 está em um estado habilitando a primeira entrada 57 a ser plenamente desconectada, isto é, a primeira entrada é desconectada do dispositivo de retardo de tempo 61 e 62. Nesta configuração M2C, os dispositivos processadores, em um primeiro estágio, comandam a transmissão do segundo item de dados disponível na segunda entrada 55 quando o segundo item de dados é representativo de uma pane elétrica, e em um segundo estágio efetua a inicialização das saídas de comando quando o segundo item de dados é representativo de um comando de inicialização auxiliar.
As figuras 5a a 5c ilustram a operação do dispositivo auxiliar em uma configuração M2C. O sinal 121 representado na figura 5a, recebido sobre a segunda entrada 55, é portador de um segundo item de dados representativo de uma pane, isto é, a presença de um tipo predeterminado de pane. Este sinal compreende um pulso 122 a duração do qual habilita o tipo predeterminado de pane a ser identificado, por exemplo, uma pane térmica SDT ou uma pane diferencial SDV ou outro tipo de pane, por exemplo, não causadora da abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito. A pane ocorre no tempo tO e é identificada no tempo t1 ou pouco após, isto é, o mais breve sobre a frente descendente 123 do pulso 122. Além disso, a presença deste tipo predeterminado de pane neste caso específico gera uma mudança de estado do disjuntor de circuito, isto é, a abertura dos contatos principais. Os dados representativos de abertura dos contatos principais. Os dados representativos de abertura dos contatos principais são transmitidos para a primeira entrada 57. Assim, como representado na figura 5b, o sinal
124 recebido na primeira entrada 57 compreende uma frente ascendente
125 representativa de abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito. Esta frente ascendente 125 do sinal 124 pode ocorrer pouco após o tempo tO. O sinal 124 é mantido no alto nível até o tempo t2 correspondente ao fechamento dos contatos principais do disjuntor de circuito. No tempo t1, um comando de transmissão do segundo item de dados representativo da pane é transmitido para a saída de comando 58 dos dispositivos processadores.
Este segundo item de dados é então transmitido através dos dispositivos de comutação, para o contato estático ou um dos contatos estáticos habilitando o tipo predeterminado de pane a ser indicado. A tensão 126 sobre este contato estático, representada na figura 5c, assim passa no tempo t1 de baixo nível para alto nível para indicar a presença de uma pane correspondente ao tipo predeterminado de pane. Distintamente da configuração SDX, na configuração M2C a inicialização da saída de comando não é efetuada em resposta ao subsequente fechamento dos contatos principais. Na configuração M2C, a inicialização da saída de comando não é efetuada em resposta ao subsequente fechamento dos contatos principais. Na configuração M2C, a inicialização da saída de comando é realizada quando o segundo item de dados é representativo de um comando de inicialização auxiliar. Como representada na figura 5a, este comando de inicialização auxiliar é recebido na segunda entrada 55 dos dispositivos processadores em um tempo t3. Assim, no tempo t3, o sinal 121 compreende a iniciação de um pulso 127 a duração do qual é diferente daquela do pulso 122 e que habilita um comando de inicialização auxiliar a ser identificado. Como representado na figura 5c, a inicialização é efetuada no temo t4 ou logo após, isto é, na frente descendente 128 do pulso 127. A tensão 126 sobre o contato estático, representada na figura 5c, passa de alto nível para baixo nível após ou logo após o tempo t4. A configuração M2C habilita o estado do disjuntor de circuito a não ser levado em conta para reinicializar as saídas de comando e preservar a transmissão de dados até uma ordem de reinicialização ser recebida do dispositivo de desarmar através dos dispositivos de acoplamento.
Em uma configuração SDTAM de comando auxiliar de um comutador contíguo, o comutador de configuração 52 está em um estado fechado e o comutador seletor de configuração 53 está em um estado habilitando a primeira entrada 57 a ser conectada com o dispositivo de retardo de tempo 62. Na configuração SDTAM, a primeira entrada é usada para fornecer um retardo de tempo. Nesta configuração SDTAM, os dispositivos de processamento, em um primeiro estágio, comandam a transmissão do segundo item de dados disponível na segunda entrada 55 quando o segundo item de da dos é representativo de um comando de abertura auxiliar, e em um segundo estágio, efetuar a inicialização das saídas de comando quando o segundo item de dados é representativo de um comando de inicialização auxiliar. O comando de transmissão do segundo item de dados, quando o último é representativo de um comando auxiliar, habilita a abertura dos contatos principais de comutador contíguo a ser remotamente comandada por intermédio dos contatos estáticos. Nesta configuração SDTAM, os contatos estáticos são conectados com uma entrada de comando do comutador contíguo por quaisquer dispositivos de acoplamento conhecidos daqueles versados na técnica. O comando de inicialização auxiliar é vantajosamente retardado pelos dispositivos de retardo de tempo 62, que habilitam os contatos do comutador contíguo a ser refechados e continuidade de serviço das instalações protegida pelo disjuntor de circuito a ser assegurada. O dispositivo auxiliar vantajosamente compreende dispositivos de ajuste de retardo de tempo do comando de inicialização auxiliar. Neste caso, uma saída destes dispositivos de ajuste é conectada com a primeira entrada 57. Esta primeira entrada assim recebe dados representativos do retardo de tempo dos dispositivos de retardo de tempo 62.
O dispositivo auxiliar 201 representado na figura 6 compreende um circuito de controle 202 e um circuito fonte de alimentação 203 habilitando, entre outras coisas, uma tensão de alimentação a ser fornecida ao circuito de controle através de um condutor 204. Na modalidade representada na figura 6, o circuito de controle 202 compreende os dispositivos processadores e compreende os elementos descritos no precedente mente exposto, tais como dispositivos de identificação e dispositivos de inicialização. Um fotoacoplador 205 acopla os dispositivos
Processadores 202 com um dispositivo de desarmar do circuito através de uma segunda entrada 206 do circuito de controle. O fotoacoplador 205 vantajosamente compreende pelo menos um acoplador óptico e dispositivos de proteção herméticos. Uma primeira entrada 207 do circuito de controle efetua o acoplamento com um bloco terminal 208 compreendendo dispositivos de transmissão do estado do disjuntor de circuito. Mais exata20
mente, a primeira entrada 207 é configurada para ser conectada com um contato elétrico de um comutador 209 dos dispositivos de indicação de estado no bloco terminal 208, o dito contato sendo acionado por um mecanismo do disjuntor de circuito. A segunda entrada 206 fornece o segundo item de dados representativo de uma pane elétrica ou de um comando auxiliar, ao passo que a primeira entrada 207 fornece o primeiro item de dados representativo de um estado O ou C do disjuntor de circuito. O circuito de controle também compreende uma entrada de controle 210 para configuração e uma entrada 211 sensível a um contato elétrico 212 para reinicialização global. O circuito de controle 202 compreende duas saídas de comando 213 e 214 para transmissão de comando de um segundo item de dados recebido na segunda entrada 206 ou de um primeiro item de dados recebido na primeira entrada 207.
O dispositivo auxiliar 201 representado na figura 6 compreende dispositivos de comutação conectados com a saídas de comando 213 e 214 do circuito de controle 202. Os dispositivos de comutação compreendem um primeiro módulo semicondutor de potência 221 e um segundo módulo semicondutor de potência 222. O primeiro módulo semicondutor de potência 221 compreende uma saída comum e uma saída de potência conectada com um segundo contato estático 224. O segundo módulo semicondutor de potência 222 compreende uma saída comum e uma saída de potência conectada com um primeiro contato estático 223. As duas saídas comuns são geralmente interligadas para serem agrupadas em uma saída comum principal 225.
Para evitar problemas de desconexão dos circuitos fontes de alimentação, o circuito fonte de alimentação 303 fornece uma tensão de polarização VP em uma saída de tensão de polarização 231 quando uma primeira polaridade está presente habilitando uma passagem de corrente entre uma entrada fonte de alimentação 232 da circuito fonte de alimentação 203 e a saída comum principal 225.
Neste dispositivo, os módulos semicondutores de potência 221 e
222 compreendem:
- dispositivos de bloqueio de corrente para bloquear uma pas21 sagem de corrente quando existe uma segunda polaridade oposta à primeira polaridade entre a entrada de fonte alimentação 232 e a saída comum principal 225; e
- dispositivos de armazenamento de energia elétrica de polarização 233 para comandar a ativação dos semicondutores de potência dos módulos 221 e 222 durante o bloqueio de corrente do circuito fonte de alimentação 203.
Cada módulo 221 e 222 compreende uma ponte retificadora 234 formada por quatro diodos que não são representados. Cada ponte retificadora 234 compreende dos terminais de CA correspondentes às saídas de potência dos módulos 221 e 222 conectados com os contatos estáticos 223, 224 e 225, e terminais de CC conectados com os eletrodos de potência de um componente de potência eletrônica 235. Os dispositivos de bloqueio de corrente são formados por pelo menos um diodo, não representado, de cada ponte retificadora 234 conectada entre um eletrodo de referência 236 do semicondutor de potência 235 e a saída comum principal 225. Neste caso, a tensão de polarização VP é alimentada pelo circuito fonte de alimentação quando uma polaridade de tensão positiva é aplicada à entrada 232 e uma polaridade de tensão negativa é aplicada à segunda saída comum 225. O eletrodo de referência 236 dos semicondutores de potência 235 corresponde à fonte ou ao emissor, dependendo do tipo de transistor de potência usado. Os dispositivos de armazenamento de energia elétrica de polarização 233 para comando do semicondutor de potência 235 são conectados com um eletrodo de controle do dito semicondutor de potência. Um diodo 237 conectado em série com a entrada de alimentação de corrente 232 do circuito fonte de alimentação 203 participa na desativação da fonte de alimentação no caso de uma meia-onda negativa. Os dispositivos de armazenamento são formados neste caso por um circuito RC compreendendo um capacitor 238 e um resistor 239 ligados em paralelo e um diodo série anti-realimentação 240. O capacitor armazena uma potência ou tensão elétrica de comando por um tempo que é predeterminado pelos valores do capacitor 237 e do resistor 238. Os dispositivos de armazenamento são reportados ao eletrodo de refe22 rência 236 do semicondutor de potência 235, isto é, à fonte ou ao emissor dependendo do tipo de transistor usado.
Para aperfeiçoar o controle dos módulos 221 e 222, os dispositivos de comutação do dispositivo auxiliar representados na figura 6 compreendem dispositivos 241 para alterar a linha de referência para a troca de uma linha de referência de sinal de controle entre uma primeira linha de referência de sinal de entrada 242 e uma segunda linha de referência subordinado à saída de tensão de polarização VP 231. No diagrama da figura 6, os circuitos 241 alteram a referência de controle dos módulos 221 e 222 ao aplicar a tensão VP sem ser reportada à linha de referência 242 do circuito de controle 202. Os circuitos 241 assim realizam a desconexão elétrica entre a linha de referência de entrada de circuito de controle 242 e a saída comum 225.
O circuito fonte de alimentação do dispositivo auxiliar representado na figura 6 também compreende uma segunda entrada de tensão de alimentação 243 conectada com a saída comum principal 225 dos módulos semicondutores de potência 221 e 222. O circuito de controle 202 é alimentado por uma tensão de alimentação VC por intermédio do condutor 204. As saídas de comando 213 e 214 do circuito de controle 202 fornecem sinais de comando aos módulos semicondutores de potência 221 e 222 através dos circuitos de mudança de linha de referência 241. Na modalidade representada na figura 6, as linhas de referência 242 do circuito de controle 202, da tensão de polarização VP, dos eletrodos de referência 236 dos semicondutores de potência 235, e da saída comum principal 225 estão a diferentes tensões elétricas.
No dispositivo auxiliar representado na figura 6, os indicadores de display 251 e 252 são respectivamente conectados com os contatos estático 223 e 224. Assim, os dispositivos de comutação e particularmente os módulos 221 e 222, habilitam pelo menos um dos contatos estáticos 223 e 224 a ser comutado e o segundo ou o primeiro item de dados a ser transmitido para o dito contato, cujos dados sendo exibidos por intermédio dos indicadores 251 e 252. Um dos contatos estáticos pode transmitir indicações de
um tipo predeterminado de pane, por exemplo, uma pane térmica SDT, e o outro contato estático pode transmitir indicações de outro tipo predeterminado de pane, por exemplo, uma pane diferencial SDV.
O disjuntor de circuito elétrico 301 representado na figura 7 compreende um dispositivo de desarmar eletrônico 302 para acionar a abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito em resposta a pelo menos um tipo de pane elétrica. O disjuntor de circuito também compreende uma unidade auxiliar de acordo com uma modalidade da invenção, a unidade auxiliar sendo acoplada com o dispositivo de desarmar por intermédio dos dispositivos de acoplamento 303 do dispositivo de transmissão de dados auxiliares 304 de a dita unidade auxiliar. O dispositivo auxiliar 304 apresenta uma forma padrão para permitir sua montagem em um compartimento do disjuntor de circuito e compreende uma entrada fonte de alimentação 305 do circuito de fonte de alimentação, que não é representado. Além do dispositivo auxiliar, a unidade auxiliar compreende recursos para transmitir o estado do disjuntor de circuito que são separados do dispositivo auxiliar e estão dispostos em um bloco terminal elétrico separado 306 e conectados com os contatos estáticos do dispositivo auxiliar. O bloco de terminal elétrico compreende contatos estáticos 307 e 308 conectados com as saídas de corrente dos dispositivos de comutação do dispositivo auxiliar e um contato estático 309 conectado com a saída comum principal dos dispositivos de comutação.
A unidade auxiliar 401 representada na figura 8 compreende um dispositivo auxiliar 402 de acordo com uma modalidade da invenção e um bloco de terminal elétrico 403. O dispositivo auxiliar é de forma padrão para permitir sua montagem em um compartimento do disjuntor de circuito e compreende uma entrada fonte de alimentação 404 do circuito fonte de alimentação, que não é representada. O dispositivo auxiliar compreende um fotoacoplador 405 equipado com um acoplador óptico e dispositivos de proteção herméticos. Para aperfeiçoar a proteção e condição estanque do link, o acoplamento mecânico é efetuado por um dispositivo de correr 406 que pode ser na forma de cauda de andorinha como representado ou pode ter a forma de corrediças e ranhuras retangulares. Uma proteção deste tipo da
conexão óptica previne ressaltos ou vapores presentes quando o disjuntor de circuito se abre mediante correntes muito intensas perturbem as comunicações por feixes ópticos. O bloco terminal elétrico 402 compreende contatos estáticos 407 e 408 conectados com as saídas de potência dos dispositivos comutadores do dispositivo auxiliar e um contato estático 409 conectado com a saída comum principal dos dispositivos comutadores. A figura 8 também representa em forma esquemática os contatos principais 411 do disjuntor de circuito e o mecanismo 412 do disjuntor de circuito habilitando um contato elétrico 413 dos dispositivos para transmitir o estado do bloco terminal elétrico a ser ativado. O contato elétrico é conectado com a entrada dos dispositivos processadores do dispositivo auxiliar para receber o primeiro item de dados representativo de um estado do disjuntor de circuito, isto é, a abertura ou o fechamento do disjuntor de circuito. Assim, o mecanismo 412 habilita a abertura e fechamento dos contatos principais do disjuntor de circuito a ser acionado e o primeiro item de dados representativo de estado a ser transmitido para o contato elétrico 413.
O bloco terminal elétrico 501 da unidade auxiliar, representado esquematicamente na figura 9, apresenta uma forma padrão para poder ser montado em pelo menos um compartimento do disjuntor de circuito por intermédio de um suporte de fixação 502. O bloco terminal elétrico 501 compreende contatos estáticos 503, 504 e 505. Os contatos estáticos 503 e 504 são configurados para ser conectados com as saídas de potência dos dispositivos de comutação do dispositivo auxiliar por intermédio de um primeiro conector 506. O bloco terminal elétrico também compreende um contato elétrico 507 acionado por um mecanismo do disjuntor de circuito e conectado com o contato estático 505. Um segundo conector 508 habilita o contato estático 505 a ser conectado com a saída comum principal dos dispositivos de comutação dos dispositivos de comutação, e o contato elétrico 507 a ser conectado com a primeira entrada dos dispositivos de processamento do dito dispositivo auxiliar.
O algoritmo da figura 10 representa o processo de transmissão de dados de acordo com uma modalidade preferencial da invenção. O pro25 cesso compreende:
- uma etapa de recepção 601 para receber sinais portadores de * / pelo menos um segundo item de dados representativo de uma pane elétrica / ou de um comando auxiliar;
- uma etapa de processamento 602 para leitura do segundo item de dados e comandar a transmissão do segundo item de dados para uma saída de comando ou de um primeiro item de dados representativo de um estado O ou C do disjuntor de circuito; e
- uma etapa de comutação 603 para comutar pelo menos um contato estático de acordo com o comando e transmitir pelo menos um dos itens de dados para o contato.
A etapa de processamento 602 propriamente dita compreende:
- uma etapa de leitura 604 do segundo item de dados representativo de uma pane elétrica ou de um comando auxiliar;
- uma etapa de identificação 605 para identificar a pane elétrica
SD, SDT ou SDV no segundo item de dados;
- uma etapa de leitura 606, em uma configuração SDX, do primeiro item de dados representativo de um estado O ou C do disjuntor de circuito:
- uma etapa de teste 607 para determinar se, na configuração SDX, o segundo item de dados é representativo de uma pane elétrica correspondente a uma pane SDT ou SDV causadora da abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito;
- uma etapa de transmissão de comando 608 do segundo item de dados se o resultado do teste da etapa 607 é positivo;
- uma etapa de teste 609 para determinar se, na dita configuração SDX, o primeiro item de dados é representativo de subsequente fechamento dos contatos principais do disjuntor de circuito; e
- uma etapa de inicialização 610 para comandar a transmissão do primeiro item de dados representativo de um estado C do disjuntor de circuito se o resultado do teste da etapa 609 é positivo.
Uma vantagem do dispositivo de transmissão de estado auxiliar de acordo com a invenção é na modalidade SDX, habilitar o uso de dispositivos existentes, isto é, dos dispositivos de transmissão de estado, para inicializar a saída de comando dos dispositivos de processamento.
Outra vantagem do dispositivo de transmissão de estado auxiliar de acordo com a invenção é que, na modalidade SDX, o comando de inicialização por intermédio dos dispositivos de transmissão de estado é transmitido de uma maneira confiável. Assim, a presença de uma pane elétrica é transmitida contanto que os contatos principais do disjuntor de circuito não tenham voltado a ser refechados.
Modalidade de um dispositivo auxiliar incluindo dispositivos de comutação eletrônicos:
Um dispositivo auxiliar 1300 de acordo com uma modalidade da invenção é representado em forma de diagrama na figura 11. Neste diagrama, o dispositivo compreende um primeiro módulo semicondutor de potência 1301 tendo uma entrada de controle 1302, uma primeira saída de potência 1303 e uma segunda saída comum 1304, e um segundo módulo semicondutor de potência 1305 tendo uma entrada de controle 1306, uma primeira saída de potência 1307 e uma segunda saída comum 1304. As segundas saídas comuns de cada módulo são, por conseguinte, conectadas de tal maneira a ser conjuntamente agrupadas em uma saída comum principal 1304. O dispositivo auxiliar também compreende um circuito fonte e alimentação 1308 compreendendo pelo menos uma terceira entrada de tensão de alimentação 1309 e uma saída VP de tensão de polarização 1310.
: Para evitar problemas de desacoplamento de circuito de fonte de alimentação, neste dispositivo de acordo com uma modalidade da invenção, o circuito de fonte de alimentação fornece uma tensão de polarização VP na dita saída de tensão de polarização 1310 quando existe uma primeira polaridade habilitando corrente a passar entre a terceira entrada 1309 e a saída comum 1304.
Neste dispositivo, os módulos semicondutores de potência 1301 e 1305 compreendem:
- dispositivos de bloqueio de corrente para bloquear a passagem
de corrente quando existe uma segunda polaridade oposta à primeira polaridade entre a primeira saída de potência 1303, 1307 e a dita saída comum 1304, e
- dispositivos para armazenar energia de polarização elétrica para comandar a ativação dos semicondutores de potência durante o bloqueio da corrente do circuito fonte de alimentação.
Cada módulo compreende uma ponte retificadora 1320 formada por quatro diodos tendo dois terminais CA 1321 correspondentes às saídas 1303, 1304, 1307 dos módulos 1301 e 1305 e terminais CC 1322 conectados com eletrodos de potência de um componente de potência eletrônico 1324. Os dispositivos de bloqueio de corrente são formados por pelo menos um diodo 1325 da ponte retificadora conectados entre um eletrodo de referência 1326 do semicondutor de potência e a segunda saída comum 1304 do módulo semicondutor de potência. Neste caso, a tensão de polarização VP é fornecida pelo circuito fonte de alimentação quando uma polarização de tensão positiva é aplicada à entrada 1309 e uma polaridade de tensão negativa é aplicada à segunda saída comum 1304. A linha de referência 1326 dos semicondutores de potência é a linha correspondente ao eletrodo de referência, isto é, a fonte ou emissor dependendo do tipo de transistor de potência usado.
No diagrama de layout da figura 11, cada módulo compreende dispositivos 1330 para armazenar tensão de polarização para comandar o semicondutor de potência 1324 conectado com um eletrodo de controle do semicondutor de potência. Os dispositivos para armazenamento são neste caso formados por um circuito RC compreendendo um capacitor 1331 e um resistor 1332 conectados em paralelo e um diodo montado em série antirealimentação 1333. O capacitor armazena uma potência ou tensão de controle elétrico durante um tempo que é predeterminado pelos valores do capacitor 1331 e do resistor 1332. Os dispositivos de armazenamento são reportados ao eletrodo de referência 1326 do semicondutor de potência, isto é, o eletrodo fonte ou emissor dependendo do tipo de transistor usado.
Para aperfeiçoar o controle dos módulos 1301 e 1305, um dis
positivo auxiliar de acordo com uma modalidade da invenção compreende dispositivos 1340 para alterar a linha de referência para troca de uma linha e referência para mudança de uma linha de referência de sinal de controle entre uma primeira linha de referência de sinal de entrada 1341 e uma segunda linha de referência dependente da saída VP de tensão de polarização VP 1310. No diagrama de layout da figura 11, os circuitos 1340 alteram a referência de controle dos módulos ao aplicar a tensão VP sem ser reportada a linha de referência 1341 do circuito de controle 1342. Os circuitos 1340 assim efetuam o desacoplamento elétrico entre a linha de referência de circuito de controle 1341 e a saída comum 1304.
O circuito de fonte de alimentação representado na figura 11 também compreende uma quarta entrada de tensão de alimentação 1344 conectada com a saída comum 1304 dos módulos semicondutores de potência, e dispositivos para fornecer uma tensão fonte de alimentação VC ao circuito de controle 1342 para sua própria operação. Uma entrada de controle 1343 é conectada com o circuito de controle, e o circuito de controle 1342 compreende saídas de controle para fornecer sinais de controle aos módulos semicondutores de potência. O dito circuito de controle 1342 recebe assim sinais de controle em pelo menos uma entrada 1343 e fornece sinais de controle dos módulos 1301 e 1305 através dos circuitos de mudança de linha de controle 1340. Na presente modalidade, as linhas de referência 1341 do circuito de controle 1342, da tensão de polarização VP, dos eletrodos de referência 1326 dos semicondutores de potência 1324, e da saída comum 1304 estão a diferentes tensões elétricas.
As figuras 12A a 12D ilustram exemplos de sinais presentes em um dispositivo de acordo com uma modalidade da invenção. A figura 12A mostra uma curva 1400 representativa do estado ativo de um sinal de controle na saída do circuito de controle 1342 para comandar os circuitos de mudança de linha de referência 1340. A figura 12B mostra uma curva 401 representativa de uma tensão nas entradas de controle 1302 ou 1306 dos circuitos 1301 ou 1305 quando os sinais de controle estão ativos. A figura 12C mostra uma curva 1402 representativa de sinais sobre os dispositivos
1330 para armazenar tensão de polarização para comando do semicondutor de potência 1324 conectado com um eletrodo de controle do dito semicondutor de potência. A figura 12D mostra uma curva 1403 representativa de uma tensão de CA entre a terceira entrada de tensão de alimentação 1309 e uma quarta entrada de tensão de alimentação 1344 conectada com a saída comum 1304.
Entre os tempos tO e t1, uma meia-onda positiva é aplicada entre a entrada 1309 e a entrada de tensão de alimentação 1344 conectada com a saída comum 1304. Neste caso, a saída 1310 fornece uma tensão de polarização positiva VP aos circuitos de mudança de linha de referência 1340 e aos dispositivos para armazenamento se o controle é ativado como na figura 12C. O controle dos semicondutores de potência 1324 é ativo, e eles estão, por conseguinte, em um estado condutivo. Entre o tempo t1 e um tempo t2, uma meia-onda negativa é aplicada entre a entrada 1309 e a entrada de tensão de alimentação 1344 conectada com a saída comum 1304. Durante esta meia-onda, a saída 1310 não fornece uma tensão de polarização VP. O sinal da curva 1401 representativo de uma tensão nas entradas de controle 1302 ou 1306 dos circuitos 1301 ou 1305 é baixo mesmo se os sinais de controle tiverem de ser ativos. Os dispositivos para armazenamento então mantém uma tensão de controle sobre o eletrodo de controle do dito semicondutor de potência através da totalidade da meia-onda negativa. Durante esta meia-onda, a corrente de comutação pode passar nos semicondutores de potência e na ponte retificadora ao passo que a corrente da tensão de alimentação ou de polarização é bloqueada. A seguir, durante o tempo t2 e um tempo t3, uma nova semi-onda positiva habilita os dispositivos de armazenamento a serem recarregados, pois, o controle do semicondutor de potência está ainda ativo.
A figura 13 representa outro diagrama de um dispositivo auxiliar de acordo com uma modalidade da invenção. Neste diagrama, o circuito fonte de alimentação é realizado em duas partes. Um primeiro circuito regulador 1356 fornece a tensão de polarização VP para a troca de referência e um segundo circuito regulador 1357 fornece a tensão VC para a fonte de alimen tação do circuito de controle 1342. Os dispositivos 1340 para a troca da linha de referência compreende transistores 1358 controlados pelo circuito de controle. Os transistores 1358 têm seus eletrodos fonte ou seus eletrodos emissores reportados à linha de referência 1341 do circuito de controle. O eletrodo de saída, o dreno ou o coletor, comandam o transistor 1345 para troca de referência. Vantajosamente, os transistores 1358 e 1345 são de tipo de polarização diferente de modo que o transistor 1345 é reportado à tensão VP e o transistor 1358 é reportado à referência do circuito de controle 1341 de polaridade diferente da tensão VP.
De preferência, os dispositivos de desacoplamento 1359 com isolamento elétrico são dispostos entre uma entrada de controle e o circuito de controle. Estes dispositivos de desacoplamento compreendem pelo menos um acoplador óptico e dispositivos de proteção herméticos.
Nos layouts descritos acima e ilustrados nas figuras, os transistores usados são transistores de efeito de campo. Todavia outros tipos de transistores ou componentes eletrônicos podem ser usados, por exemplo, transistores bipolares ou transistores bipolares de porta isolada designados de ÍGBT.
Os dispositivos para troca da linha de referência, os dispositivos para armazenamento, e os módulos podem ser realizados de maneira agrupada sobre um e ou mesmo circuito eletrônico ou serem ser separados sobre vários circuitos ou painéis interligados.
Claims (24)
- REIVINDICAÇÕES1. Dispositivo de transmissão de dados auxiliares (1; 201; 304; 402) para um disjuntor de circuito (301), o dispositivo compreendendo dispositivos processadores (5; 51; 202) compreendendo:- uma primeira entrada (33; 57; 207) para receber (606), em pelo menos uma configuração, um primeiro item de dados representativo de um estado (O, C) do dito disjuntor de circuito; e- pelo menos uma saída de comando (7, 8; 58, 59; 213, 214) para comandar a transmissão de um item de dados;caracterizado pelo fato dos dispositivos processadores compreenderem:- uma segunda entrada (6; 55; 206) para receber pelo menos um segundo item de dados representativo de uma pane elétrica ou de um comando auxiliar;- dispositivos de identificação (31; 56) conectados com a segunda entrada para identificar (605) a pane elétrica (SD, SDT, SDV) no segundo item de dados; e- dispositivos de inicialização (34; 60) de pelo menos uma saída de comando par comandar a transmissão (610) na dita configuração, do primeiro item de dados representativo de um estado (O, C) do disjuntor de circuito de acordo com o primeiro item de dados e o segundo item de dados.
- 2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dos dispositivos de identificação (31; 56) realizarem a identificação de uma pane elétrica selecionada dentre:- panes elétricas causadoras da abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito; e- panes elétricas não causadoras da abertura dos contatos principais do disjuntor de circuito.
- 3. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato dos sinais portadores do segundo item de dados serem na forma de uma célula (101) compreendendo um pulso (102, 112; 122; 127) a duração (T1) de cujo pulso é representativa dos dados conPetição 870180133015, de 21/09/2018, pág. 5/14 duzidos pelos ditos sinais.
- 4. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato dos dispositivos processadores (5; 51; 202) compreenderem uma entrada de configuração (32).
- 5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que, em uma configuração (SDX) de transmissão de indicação de pane com inicialização pela mudança de estado do disjuntor de circuito, os dispositivos processadores:- comandarem a transmissão do segundo item de dados (608) quando o segundo item de dados é representativo de uma pane elétrica correspondente a uma pane causadora da abertura dos contatos principais do disjunto de circuito (607); e- efetuarem a inicialização da pelo menos uma saída de comando (610) quando o primeiro item de dados é representativo de subsequente fechamento dos contatos principais do disjuntor de circuito (609).
- 6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que, na configuração (SDX) de transmissão de indicação de pane com inicialização pela mudança de estado do disjuntor de circuito, o segundo item de dados ser representativo de uma pane elétrico do tipo térmico (SDT) e/ou do tipo diferencial (SDV).
- 7. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que permite comandar a transmissão de dados sobre dois contatos estáticos (18, 19) habilitando um item de dados representativo de uma pane elétrica do tipo térmico (SDT) e um item de dados representativo de uma pane elétrica do tipo diferencial (SDV) a serem distintivamente transmitidos.
- 8. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que, em uma configuração (M2C) de transmissão de indicação de pane com inicialização por intermédio do dispositivo de desarmar do disjuntor de circuito, os dispositivos processadores- comandarem a transmissão do segundo item de dados quando o segundo item de dados é representativo de uma pane elétrica; ePetição 870180133015, de 21/09/2018, pág. 6/14- efetuarem a inicialização de pelo menos uma saída de comando quando o segundo item de dados é representativo de um comando de inicialização auxiliar.
- 9. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que, em uma configuração (SDTAM) de comando auxiliar de um comutador contíguo, os dispositivos processadores:- comandarem a transmissão do segundo item de dados quando o segundo item de dados é representativo de um comando de abertura auxiliar de um comutador contíguo; e- efetuarem a inicialização de pelo menos uma saída de comando quando o segundo item de dados é representativo de um comando de inicialização auxiliar.
- 10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de compreender dispositivos de ajuste (62) do retardo de tempo do comando de abertura de comutador contíguo auxiliar.
- 11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato da primeira entrada (57) ser conectada com os dispositivos de ajuste (62) para receber dados representativos do retardo de tempo.
- 12. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de compreender dispositivos de acoplamento (4; 205; 303; 405) com um dispositivo de desarmar (3; 302) do disjuntor de circuito para receber sinais portadores do segundo item de dados representativo de uma pane elétrica ou de um comando auxiliar, a segunda entrada (6; 55; 206) sendo conectada com os dispositivos de acoplamento.
- 13. Dispositivo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato dos dispositivos de acoplamento (4; 205; 303; 405) compreenderem um acoplador óptico e dispositivos de proteção herméticos.
- 14. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de compreender dispositivos de comutação (9, 11; 221,222) compreendendo saídas de potência (13-16), os dispositivos de comutação sendo conectados com pelo menos uma saída de comando para comutar pelo menos um contato estático (18, 19; 223, 224; 307, 308;Petição 870180133015, de 21/09/2018, pág. 7/14407, 408; 503, 504) e transmitir pelo menos um dos itens de dados para o dito contato.
- 15. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que compreende:- pelo menos um módulo semicondutor de potência (1301, 1305) tendo uma entrada de controle (1302, 1306), uma primeira saída (1303, 1307) e uma segunda saída comum (1304); e- um circuito fonte de alimentação (1308) compreendendo pelo menos uma terceira entrada de tensão de alimentação (1309) e uma saída (1310) de tensão de polarização (VP) para controlar a entrada de controle (1302, 1306) de pelo menos um módulo semicondutor (1301, 1305), pelo fato do circuito fonte de alimentação (1308) fornecer uma tensão de polarização (VP) na dita saída de tensão de polarização (1310) quando existe uma primeira polaridade de tensão entre a terceira entrada de tensão (1309) e a saída comum (1304) habilitando uma passagem de corrente, a fonte de alimentação compreendendo uma quarta entrada de tensão de alimentação (1344) conectada com a saída comum (1304) dos módulos semicondutores de potência, e dispositivos (1357) para alimentar uma tensão de alimentação (VC) a um circuito de controle (1342) fornecendo sinais de controle dos módulos;pelo fato de pelo menos um módulo semicondutor de potência compreender:- dispositivos de bloqueio de corrente (1325) para bloquear uma passagem de corrente do circuito fonte de alimentação quando existe uma segunda polaridade oposta à primeira polaridade entre a terceira entrada (1309) e a saída comum (1304); e- dispositivos (1330) para armazenar energia de polarização elétrica para comandar a ativação dos semicondutores de potência (1324) durante o bloqueio de corrente do circuito fonte de alimentação;e pelo fato de compreender dispositivos (1340) para mudar a linha de referência de sinais de controle entre uma primeira linha de referência de sinal de entrada (1341) e uma segunda linha de referência (1310, VP)Petição 870180133015, de 21/09/2018, pág. 8/145 subordinado à saída de tensão de polarização (VP).
- 16. Dispositivo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de cada módulo compreender uma ponte retificadora (1320) tendo dois terminais de CA (1321) correspondentes às saídas dos módulos e terminais de CC (1322) conectados com eletrodos de potência de um componente de potência eletrônico (1324), os ditos dispositivos de bloqueio de corrente sendo formados por pelo menos um diodo (1325) da dita ponte retificadora (1320) conectado entre um eletrodo de potência de referência (1326) do semicondutor de potência e uma segunda saída comum (1304) do módulo semicondutor de potência.
- 17. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que cada módulo compreende dispositivos (1330) para armazenar a tensão de polarização para comando de semicondutores de potência conectados com um eletrodo de controle de semicondutor de potência (1324).
- 18. Unidade auxiliar de um disjuntor de circuito elétrico caracterizada pelo fato de que compreende:- um dispositivo auxiliar (1; 201) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 17, e- dispositivos para transmitir o estado do disjuntor de circuito que são separados do dispositivo e são acoplados com a primeira entrada (33; 207) do último.
- 19. Unidade auxiliar de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato dos dispositivos para transmitir o estado do disjuntor de circuito compreenderem um contato elétrico (413) acionado por um mecanismo (412) do disjuntor de circuito.
- 20. Unidade auxiliar de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 ou 19, caracterizada pelo fato dos dispositivos para transmitir o estado do disjuntor de circuito serem dispostos em um bloco terminal elétrico (306; 412, 501) conectado com os contatos estáticos do dispositivo auxiliar.
- 21. Unidade auxiliar de acordo com a reivindicação 20, caracterizada pelo fato do bloco terminal elétrico (208; 306; 403; 501) apresentarPetição 870180133015, de 21/09/2018, pág. 9/14 uma forma padrão para poder ser montado em pelo menos um compartimento do disjuntor de circuito.
- 22. Disjuntor de circuito elétrico (301) que compreende:- um dispositivo de desarmar eletrônico (302) para disparar a5 abertura dos contatos principais do dito disjuntor de circuito em resposta a pelo menos um tipo de pane elétrica; e- uma unidade auxiliar (304; 306) acoplada com o dispositivo de desarmar eletrônico;caracterizado pelo fato da unidade auxiliar ser uma unidade co10 mo definida em qualquer uma das reivindicações 18 a 21, e que é acoplada com o dispositivo de desarmar por intermédio de dispositivos de acoplamento (303) do dispositivo de transmissão de dados auxiliares da unidade auxiliar.
- 23. Processo de transmissão de dados para um disjuntor de cir15 cuito compreendendo:- uma etapa de leitura (606), em pelo menos uma configuração, de um primeiro item de dados representativo de um estado (O, C) do dito disjuntor de circuito; e- uma etapa de comando (608) para comandar a transmissão de 20 dados;caracterizado pelo fato dos dispositivos de processamento compreenderem:- uma etapa de leitura (604) para receber pelo menos um segundo item de dados representativo de uma pane elétrica ou de um coman-25 do auxiliar;- uma etapa de identificação (605) para identificar uma pane elétrica (SD, SDT, SDV) no segundo item de dados; e- uma etapa de inicialização (610) para comandar a transmissão, na dita configuração, do primeiro item de dados representativo de um estado30 (O, C) do disjuntor de circuito de acordo com o primeiro item de dados e o segundo item de dados.
- 24. Processo de acordo com a reivindicação 23, caracterizadoPetição 870180133015, de 21/09/2018, pág. 10/14 pelo fato de que na configuração (SDX) de transmissão de indicação de pane com inicialização pela mudança de estado do disjuntor de circuito;- quando o segundo item de dados é representativo de uma pane elétrica correspondente a uma pane causadora de abertura dos contatos5 principais do disjuntor de circuito (607), um comando de transmissão (608) do segundo item de dados é transmitido para a saída de comando; e- quando o primeiro item de dados é representativo de subsequente fechamento dos contatos principais do dito disjuntor de circuito (609), a dita saída de comando é inicializada (610).10 25. Processo de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que, na configuração (SDX) de transmissão de indicação de pane com inicialização pela mudança de estado do disjuntor de circuito, o segundo item de dados é representativo de uma dentre uma pane elétrica do tipo térmico (SDT) e do tipo diferencial (SDV).Petição 870180133015, de 21/09/2018, pág. 11/141/13Ο/ΕCONF
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