ES2241422A1 - Overcurrent protecting multicaliber switch, has electromagnetic triggering unit that controls opening of controlled circuit based on transmitted signal, and high tensile adjustable converter that transmits signal to voltage comparators - Google Patents

Overcurrent protecting multicaliber switch, has electromagnetic triggering unit that controls opening of controlled circuit based on transmitted signal, and high tensile adjustable converter that transmits signal to voltage comparators

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ES2241422A1 ES200300510A ES200300510A ES2241422A1 ES 2241422 A1 ES2241422 A1 ES 2241422A1 ES 200300510 A ES200300510 A ES 200300510A ES 200300510 A ES200300510 A ES 200300510A ES 2241422 A1 ES2241422 A1 ES 2241422A1
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Abstract

The switch has an electronic assembly provided with current measurement transformers (1-3). High tensile adjustable converter (7) transmits a signal to voltage comparators (12, 13). An electromagnetic triggering unit (18) controls the opening of a controlled circuit based on the transmitted signal.

Description

Interruptor multicalibre de protección contra sobrecorrientes.Multi-free switch for protection against overcurrents

La presente invención se refiere a un interruptor de protección contra sobrecorrientes, comprendiendo un conjunto electrónico que es capaz de medir la corriente que circula por una o más fases de un circuito principal y de activar, en función del valor de dicha corriente, un actuador encargado de liberar los contactos de un interruptor después de una temporización, en caso de que cualquiera de las corrientes sobrepase un límite definido por el usuario de entre un conjunto de valores seleccionables.The present invention relates to a switch  overcurrent protection, comprising a set electronic that is able to measure the current flowing through a or more phases of a main circuit and to activate, depending on the value of said current, an actuator responsible for releasing the contacts of a switch after a timing, in case that any of the currents exceeds a defined limit by the user from among a set of selectable values.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Para preservar de las consecuencias de accidentes personales y deterioros materiales que se pueden producir por causa de las sobrecorrientes en los circuitos eléctricos, se disponen interruptores de protección automáticos, los cuales producen un disparo de apertura del circuito correspondiente cuando la corriente eléctrica sobrepasa un valor prefijado de seguridad.To preserve from the consequences of accidents  personal and material deterioration that may occur due to cause of overcurrents in electrical circuits, it they have automatic protection switches, which produce an opening trip of the corresponding circuit when the electric current exceeds a preset value of security.

Se conocen en ese sentido soluciones de interruptores automáticos basados en mecanismos electromecánicos, como bimetales y resistencias de bypass, con los cuales la precisión que se consigue es bastante limitada, de manera que las prestaciones de aplicación resultan de poca seguridad.Solutions of circuit breakers based on electromechanical mechanisms, as bimetals and bypass resistors, with which the precision achieved is quite limited, so that application performance results in poor security.

Existen también interruptores automáticos para ese fin basados en fundamentos electrónicos, como las realizaciones de las Patentes EP 0949734, EP 0929139, EP 1058365, EP 0991095, EP 1113476 y EP 1208388, entre otras, con las cuales se logra una buena precisión; pero estas realizaciones resultan complejas y costosas, determinándose su aplicación para un nivel determinado de la corriente a controlar, de manera que para aplicaciones diferentes se requieren interruptores distintos.There are also circuit breakers for that end based on electronic fundamentals, such as embodiments of Patents EP 0949734, EP 0929139, EP 1058365, EP 0991095, EP 1113476 and EP 1208388, among others, with which achieves good accuracy; but these accomplishments result complex and expensive, determining its application for a level determined of the current to be controlled, so that for Different applications require different switches.

Objeto de la invenciónObject of the invention

De acuerdo con la invención se propone un interruptor automático para la función mencionada, con el cual se consiguen unas características que eliminan los inconvenientes indicados de las soluciones conocidas, aportando ventajas que hacen más práctica la utilización de este nuevo interruptor para la mencionada función de protección en las instalaciones eléctricas.According to the invention, a circuit breaker for the function mentioned, with which they get characteristics that eliminate the inconveniences indicated of the known solutions, providing advantages that make more practical the use of this new switch for the mentioned protection function in the facilities electric.

Este interruptor automático de la invención consta de un conjunto funcional electrónico que comprende un número de transformadores de medida de corriente en correspondencia con el número de las fases eléctricas de la instalación a proteger, estableciéndose las salidas de dichos transformadores en relación con correspondientes rectificadores, desde los cuales pasa una conexión a un convertidor de intensidad a tensión de relación ajustable, la salida del cual pasa por un amplificador de ganancia constante, desde el que se transmite una señal de voltaje a un sistema comparador, el cual en función del nivel de dicha señal de tensión determina una señal de desconexión que se aplica a un interruptor de estado sólido, el cual al ser activado establece la alimentación de un disparador electromagnético de apertura del circuito controlado.This circuit breaker of the invention It consists of an electronic functional set comprising a number of current measurement transformers in correspondence with the number of the electrical phases of the installation to be protected, the outputs of said transformers being established in relation with corresponding rectifiers, from which a connection to a current to voltage ratio converter adjustable, the output of which goes through a gain amplifier constant, from which a voltage signal is transmitted to a comparator system, which depending on the level of said signal of voltage determines a disconnect signal that is applied to a solid state switch, which when activated sets the supply of an electromagnetic trigger opening the controlled circuit

El sistema comparador de la señal de voltaje comprende dos comparadores, uno de los cuales activa la señal de desconexión a través de un temporizador, cuando la señal de voltaje supera un primer nivel de referencia, mientras que el otro comparador activa la señal de desconexión de inmediato, cuando la señal de voltaje supera un segundo nivel de referencia.The voltage signal comparator system It comprises two comparators, one of which activates the signal of disconnection through a timer, when the voltage signal exceeds a first reference level, while the other comparator activates the disconnection signal immediately, when the Voltage signal exceeds a second reference level.

La relación de conversión de la intensidad a señal de tensión, en el convertidor, se realiza proporcionalmente a través de una resistencia, la cual es ajustable mediante un conmutador que permite seleccionar distintos valores prefijados de dicha resistencia de conversión.The conversion ratio of intensity to voltage signal, in the converter, is performed proportionally through a resistor, which is adjustable by a switch that allows you to select different default values of said conversion resistance.

Todas las partes del conjunto funcional electrónico se alimentan desde una fuente alimentadora de tensión continua, la cual es capaz de operar con distintas configuraciones de alimentación de red y en un amplio rango de voltajes.All parts of the functional set electronics are fed from a voltage supply source continuous, which is capable of operating with different configurations of power supply and in a wide range of voltages.

Se obtiene así un interruptor automático que permite la protección contra sobrecorriente con rangos de actuación seleccionables a intervalos precisos (por ejemplo con intervalos máximos de tres amperios).You get a circuit breaker that allows overcurrent protection with operating ranges selectable at precise intervals (for example with intervals maximum of three amps).

Con la electrónica del sistema se consigue, además, asegurar un nivel de fiabilidad comparable al de los diseños puramente mecánicos, con una realización sencilla y económica.With the electronics of the system you get, In addition, ensure a level of reliability comparable to that of purely mechanical designs, with a simple realization and economical

Por todo ello, dicho interruptor automático objeto de la invención resulta ciertamente de unas características muy ventajosas para la función a la que se halla destinado, adquiriendo vida propia y carácter preferente respecto de los dispositivos conocidos que se utilizan para la misma función.For all this, said circuit breaker object of the invention certainly results from characteristics very advantageous for the function for which it is intended, acquiring a life of its own and preferential character with respect to known devices that are used for the same function.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La figura 1 muestra un diagrama en bloques del conjunto funcional electrónico del interruptor automático preconizado.Figure 1 shows a block diagram of the electronic functional circuit breaker set recommended.

La figura 2 es un esquema del circuito eléctrico del mencionado conjunto funcional electrónico.Figure 2 is a schematic of the electrical circuit of the mentioned electronic functional set.

Descripción de la forma de realización preferenteDescription of the preferred embodiment

La invención tiene por objeto un interruptor automático para protección contra sobrecorrientes en instalaciones eléctricas, estando formado dicho interruptor por un conjunto funcional electrónico que comprende unos transformadores de medida de intensidad (1, 2, 3,) cuyo número se corresponde con el número de fases eléctricas a proteger.The object of the invention is a switch automatic for overcurrent protection in installations electrical, said switch being formed by a set electronic function comprising measuring transformers of intensity (1, 2, 3,) whose number corresponds to the number of electrical phases to protect.

Dichos transformadores (1, 2, 3) proporcionan en sus respectivas salidas una intensidad eléctrica proporcional a la que circula por el circuito principal, con una constante de proporcionalidad dada por la relación de transformación.Such transformers (1, 2, 3) provide in their respective outputs an electrical intensity proportional to the circulating through the main circuit, with a constant of proportionality given by the transformation relationship.

Esas salidas de los transformadores (1, 2, 3) se aplican a unos correspondientes rectificadores (4, 5, 6), en donde las corrientes eléctricas respectivas son rectificadas y la que tiene mayor valor absoluto en cada instante es convertida por un convertidor (7) en una señal de tensión proporcional.Those outputs of the transformers (1, 2, 3) are apply to corresponding rectifiers (4, 5, 6), where the respective electric currents are rectified and the one that it has greater absolute value at every moment it is converted by a converter (7) into a proportional voltage signal.

Dicha conversión de la señal eléctrica de intensidad a tensión, en el convertidor (7), se realiza mediante una resistencia, la cual se forma por unas resistencias seleccionables de un conjunto de resistencias (8) de distintos valores, en paralelo con una resistencia principal (9), según la figura 2, realizándose el ajuste del valor de la resistencia en cada caso, mediante un conmutador (10). De esta forma se consigue ajustar el valor medido de la intensidad, al rango de detección seleccionado.Said conversion of the electrical signal of voltage intensity, in the converter (7), is carried out by a resistance, which is formed by resistance selectable from a set of resistors (8) of different values, in parallel with a main resistor (9), according to the Figure 2, adjusting the resistance value in each case, by means of a switch (10). This way you get adjust the measured intensity value, to the detection range selected.

La señal de tensión que se obtiene en el convertidor (7) se amplifica en un amplificador (11) de ganancia constante y el voltaje resultante es comparado con dos niveles de tensión de referencia.The voltage signal that is obtained in the converter (7) is amplified in a gain amplifier (11) constant and the resulting voltage is compared to two levels of reference voltage

El sistema de comparación del voltaje comprende dos comparadores (12 y 13), a los cuales llega la señal procedente del amplificador (11), mientras que a cada uno de ellos se aplica, por otro lado, una correspondiente referencia (14 ó 15), de respectivos niveles de tensión prefijados.The voltage comparison system comprises two comparators (12 and 13), to which the corresponding signal arrives of the amplifier (11), while it applies to each of them, on the other hand, a corresponding reference (14 or 15), of respective preset voltage levels.

La salida del comparador (12) que corresponde al primer nivel de referencia (14), va a un temporizador (16), desde el cual la señal se aplica a un interruptor de estado sólido (17); mientras que la salida del comparador (13) que corresponde al segundo nivel de referencia (15), va directamente al interruptor de estado sólido (17).The comparator output (12) corresponding to the first reference level (14), goes to a timer (16), from which the signal is applied to a solid state switch (17); while the comparator output (13) corresponding to the second reference level (15), goes directly to the power switch  solid state (17).

Con ello así, cuando el nivel de la tensión procedente del amplificador (11) está por encima del primer nivel de referencia (14), la señal activa al temporizador (16), cuya velocidad aumenta con el nivel de la tensión, de manera que en el momento que la cuenta de dicho temporizador (16) alcanza un valor determinado, se activa una señal electrónica de desconexión que es aplicada al interruptor de estado sólido (17).With it like this, when the tension level from the amplifier (11) is above the first level reference (14), the active signal to the timer (16), whose speed increases with the level of tension, so that in the moment when the count of said timer (16) reaches a value determined, an electronic disconnection signal is activated which is applied to the solid state switch (17).

Si en cualquier momento de la temporización el nivel de la tensión cae por debajo del nivel de referencia (14) durante un intervalo de tiempo determinado, el temporizador (16) se detiene y la cuenta vuelve a cero.If at any time during the timing the voltage level falls below the reference level (14) during a certain time interval, the timer (16) is stops and the account goes back to zero.

Cuando el nivel de la tensión procedente del amplificador (11) supera el segundo nivel de referencia (15), desde el comparador (13) se activa inmediatamente una señal de desconexión que es aplicada al interruptor de estado sólido (17).When the voltage level from the amplifier (11) exceeds the second reference level (15), from the comparator (13) immediately activates a signal of disconnection that is applied to the solid state switch (17).

La señal de desconexión determina en cualquiera de los casos la activación del interruptor de estado sólido (17), el cual en tales condiciones permite la alimentación de un actuador electromagnético (18) capaz de liberar un conjunto de contactos que interrumpen el paso de la corriente eléctrica por el circuito que está bajo control.The disconnection signal determines in any of cases the activation of the solid state switch (17), which in such conditions allows the feeding of an actuator electromagnetic (18) capable of releasing a set of contacts that interrupt the passage of electric current through the circuit that Is under control.

Todas las partes del conjunto funcional electrónico se alimentan de un nivel de tensión continua que se suministra desde una fuente de alimentación (19), la cual es capaz de operar con distintas configuraciones de red (tres fases ó dos fases) y en un rango muy amplio de voltajes de red (con tres fases desde el 55% al 110% de una tensión nominal de 400 V, con dos fases entre el 85% y 110% de la tensión nominal)All parts of the functional set electronic feed on a level of continuous voltage that supplied from a power supply (19), which is capable to operate with different network configurations (three phases or two phases) and in a very wide range of network voltages (with three phases from 55% to 110% of a nominal voltage of 400 V, with two phases between 85% and 110% of the nominal voltage)

Claims (4)

1. Interruptor multicalibre de protección contra sobrecorrientes, del tipo que comprende un conjunto electrónico que, en función de la corriente eléctrica circulante por la instalación de aplicación, abre al circuito correspondiente cuando la intensidad de dicha corriente eléctrica supera un nivel determinado, caracterizado porque el conjunto electrónico que controla el funcionamiento consta de un número de transformadores de medida de corriente (1, 2, 3) en correspondencia con el número de fases eléctricas de la instalación a proteger, yendo en relación con las salidas de los mencionados transformadores unos correspondientes rectificadores (4, 5, 6), desde los cuales se establece una conexión a un convertidor de intensidad a tensión (7) de relación ajustable, la salida del cual pasa por un amplificador (11) de ganancia constante, desde el que se transmite una señal de voltaje a un sistema comparador, el cual en función del nivel de dicha señal de tensión determina una señal de desconexión que se aplica a un interruptor de estado sólido (17), el cual al ser activado establece la alimentación de un disparador electromagnético (18) de interrupción del paso de corriente por el circuito controlado.1. Multicalibre overcurrent protection switch, of the type comprising an electronic assembly that, depending on the electric current circulating through the application installation, opens the corresponding circuit when the intensity of said electric current exceeds a certain level, characterized in that the electronic assembly that controls the operation consists of a number of current measurement transformers (1, 2, 3) in correspondence with the number of electrical phases of the installation to be protected, corresponding rectifiers in relation to the outputs of the mentioned transformers (4, 5, 6), from which a connection to a current-to-voltage converter (7) of adjustable ratio is established, the output of which passes through a constant gain amplifier (11), from which a voltage signal to a comparator system, which depending on the level of said voltage signal determines a disconnection signal that is applied to a solid state switch (17), which, when activated, establishes the supply of an electromagnetic trigger (18) for interrupting the passage of current through the controlled circuit. 2. Interruptor multicalibre de protección contra sobrecorrientes, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque la relación de conversión de la intensidad a señal de tensión en el convertidor (7), se realiza proporcionalmente a través de una resistencia variable, la cual es ajustable mediante un conmutador (10) que permite seleccionar distintos valores prefijados de dicha resistencia de conversión.2. Multicalibre overcurrent protection switch, in all according to the first claim, characterized in that the ratio of conversion of the intensity to the voltage signal in the converter (7), is performed proportionally through a variable resistor, which It is adjustable by means of a switch (10) that allows to select different preset values of said conversion resistance. 3. Interruptor multicalibre de protección contra sobrecorrientes, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el sistema comparador de la señal de voltaje comprende dos comparadores (12 y 13), uno de los cuales (12) activa la señal de desconexión a través de un temporizador (16) cuando la señal de voltaje supera un primer nivel de referencia (14), mientras que el otro comparador (13) activa inmediatamente la señal de desconexión cuando la señal de voltaje supera un segundo nivel de referencia (15).3. Multi-free overcurrent protection switch, in all according to the first claim, characterized in that the comparator system of the voltage signal comprises two comparators (12 and 13), one of which (12) activates the disconnection signal a via a timer (16) when the voltage signal exceeds a first reference level (14), while the other comparator (13) immediately activates the disconnection signal when the voltage signal exceeds a second reference level (15) . 4. Interruptor multicalibre de protección contra sobrecorrientes, en todo de acuerdo con la primera a tercera reivindicaciones, caracterizado porque todas las partes del conjunto funcional electrónico se alimentan desde una fuente alimentadora de tensión continua (19) capaz de operar con distintas configuraciones de alimentación de red y en diferentes voltajes.4. Multicalibre switch for overcurrent protection, in all according to the first to third claims, characterized in that all parts of the electronic functional assembly are fed from a DC voltage supply source (19) capable of operating with different power supply configurations. network and in different voltages.
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