ES2345555T3 - Configuracion de conductores y de bornas en un contador de electricidad. - Google Patents
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Abstract
Contador de electricidad con elementos de medida (30) dispuestos en una carcasa del contador (1) para determinar el consumo de potencia de los consumidores posconectados al contador de electricidad, así como una unidad de procesamiento de la señal de medida y de visualización (70), una unidad de alimentación de energía (60) y un limitador de sobretensiones (80), presentando la carcasa del contador (1), para la conexión eléctrica del contador de electricidad con la red eléctrica, bornas de conexión (11) accesibles desde el exterior de la carcasa del contador (1) y estando prevista en cada caso al menos una vía eléctrica (20) para conducir la corriente entre las bornas de conexión (11) y los elementos de medida (30), para medir la intensidad de la corriente de los consumidores posconectados al contador de electricidad, caracterizado porque - los elementos de medida (30), la unidad de procesamiento de la señal de medida y de visualización (70) y las bornas de conexión (11), están dispuestos sobre una placa (90), - la vía (20), de las que al menos hay una, para conducir la corriente como vía conductora o circuito impreso, se aloja en la placa (90), - las bornas de conexión (11, 12) accesibles desde el exterior de la carcasa del contador (1) están dispuestas sobre una regleta de bornas (10) y los elementos de medida (30) están integrados en la vía (20) para conducir la corriente tal que los elementos de medida (30), aprovechando la resistencia óhmica específica de la vía (20), realizan la medición de la intensidad de la corriente para los consumidores posconectados al contador de electricidad.
Description
Configuración de conductores y de bornas en un
contador de electricidad.
La invención se refiere a una configuración de
conductores y de bornas en un contador de electricidad, realizado
en particular como contador electrónico de electricidad, según el
preámbulo de la reivindicación 1.
La conexión del contador electrónico de
electricidad con la red eléctrica sirve por un lado para cumplir la
tarea de medida propiamente dicha de determinar el consumo de
potencia o bien de energía de los consumidores conectados a
continuación del contador de electricidad y por otro para la
alimentación de energía del sistema electrónico del contador de
electricidad.
Usualmente se realiza la conexión eléctrica del
contador de electricidad con la red eléctrica mediante bornas de
conexión adecuadas, accesibles desde el exterior de la carcasa del
contador.
Las magnitudes de medida propiamente dichas
energía y potencia las forma el contador de electricidad mediante
una combinación adecuada de los valores de medida corriente
consumida y tensión.
La corriente de consumo puede entonces
conducirse bien directamente a través del contador de electricidad
o indirectamente mediante un transformador de intensidad calibrado.
A continuación se utiliza el concepto corriente de consumo de forma
equivalente tanto para la corriente de consumo efectiva, es decir,
directa, como también para la corriente transformada mediante el
transformador de medida.
Para la medición se lleva la corriente de
consumo desde una borna de entrada, a través de un elemento de
medida adecuado, que se encuentra en el contador, a una borna de
salida. Para conducir la corriente desde las bornas de conexión
hasta el elemento de medida del contador, se utilizan en función de
la ejecución y de la intensidad de la corriente nominal del
contador conductores flexibles, en particular cables o hilos, o
cuando la intensidad nominal de la corriente es elevada, arcos
conductores macizos.
El elemento de medida es recorrido por la
corriente de medida y genera una magnitud de salida representativa
de la señal de medida, que se pone a disposición de una unidad de
procesamiento de la señal de medida y de visualización para el
procesamiento a continuación.
Adicionalmente a la conducción de la corriente
indicada para la tarea de medida propiamente dicha, se prevé
adicionalmente llevar la tensión a varios sitios para la
alimentación de energía del contador de electricidad, por ejemplo
mediante una fuente de alimentación. La conducción de la tensión
entre las bornas de conexión y la unidad de alimentación de energía
del contador de electricidad se realiza usualmente mediante cables
suficientemente aislados, pero muy limitados en cuanto a la
capacidad de llevar corriente.
Debido a la configuración específica del
contador en la cadena de alimentación eléctrica, resultan también
exigencias especiales en cuanto a la protección frente a
sobretensiones, ya que el contador de electricidad es el primer
aparato de consumo en la transición desde la red de distribución
eléctrica de la compañía de abastecimiento de energía a la red del
cliente.
Para la protección frente a sobretensiones se
prevén usualmente en la fuente de alimentación del contador de
electricidad configuraciones para limitar la sobretensión, que
eliminan por disipación la energía perturbadora y en el caso de una
sobretensión originan una considerable carga de corriente o incluso
una sobrecarga de la entrada de tensión, prácticamente sin carga en
servicio nominal, del contador.
Además es un inconveniente que la utilización de
arcos conductores macizos para unir las bornas de conexión con los
elementos de medición de la corriente exige un coste nada
despreciable en la fabricación y montaje del contador de
electricidad, ya que los arcos conductores por un lado han de
conectarse de manera fiable con las bornas y por otro lado tienen
que ser conducidos a través del elemento de medición de la
corriente.
También la conducción de la señal con
conductores flexibles presenta una serie de inconvenientes, ya que
los conductores bien han de fijarse a la carcasa de forma costosa o
bien discurren de manera totalmente incontrolada en la carcasa, con
lo que son inevitables, en particular en sistemas de medida de alta
sensibilidad, influencias parásitas sobre el resultado de medida de
los contadores eléctricos.
En el documento CH 684215 A5 se describe un
contador de electricidad constituido modularmente, que presenta una
base de la carcasa, dos placas de circuitos, una parte superior de
la carcasa, una pieza intermedia y una tapa de las bornas. En la
base de la carcasa están dispuestos elementos de medida, así como
bornas de conexión accesibles desde el exterior de la base de la
carcasa.
No se prevé aquí una unión directa, configurada
como vía de corriente, entre las bornas de conexión y los
elementos de medida asociados sin intercalar componentes
adicionales. Las conexiones eléctricas entre los elementos de
medida que se encuentran en la base de la carcasa y las placas de
circuitos se establecen mediante clavijas de contacto y resortes de
contacto asociados, que interactúan entre sí.
La invención tiene en consecuencia la tarea
básica de indicar una nueva configuración de conductores y de
bornas en un contador de electricidad, en particular en un contador
electrónico de electricidad, en la que se superen los
inconvenientes antes citados, en particular para evitar influencias
perturbadoras debidas a las conducciones de los conductores entre
las bornas de conexión y los elementos de medida, así como el
costoso establecimiento de la conexión entre las bornas de conexión
y los elementos de medición de la corriente del contador de
electricidad.
Esta tarea se resuelve en el marco de invención
con las características indicadas en la reivindicación 1.
Ventajosas configuraciones y mejoras de la disposición de
conductores y bornas correspondiente a la invención en un contador
de electricidad, se indican en las demás reivindicaciones y en la
descripción.
La configuración correspondiente a la invención
de conductores y bornas en un contador de electricidad,
preferiblemente realizado como contador electrónico de
electricidad, incluye elementos de medida dispuestos en una carcasa
del contador, así como una unidad de procesamiento de la señal de
medida y visualización, presentando la carcasa del contador, para
la conexión eléctrica del contador de electricidad con la red
eléctrica, bornas de conexión accesibles desde el exterior de la
carcasa del contador y en cada caso al menos una conexión eléctrica
como vía de la corriente desde las bornas de conexión a los
elementos de medida para determinar el consumo de potencia o bien
de energía de los consumidores posconectados al contador de
electricidad.
En el marco de la invención están dispuestas
junto a los elementos de medida también las bornas de conexión
sobre una placa y preferiblemente están soldadas o bien introducidas
a presión.
También están alojados en la placa los
conductores, denominados también a continuación vías de la
intensidad y la tensión, entre las bornas de conexión y los
elementos de medida, así como entre la bornas de conexión y una
unidad preferiblemente realizada como fuente de alimentación para la
alimentación de energía del contador de electricidad.
En una configuración ventajosa de la invención
está previsto integrar los elementos de medida en las vías de
corriente del contador de electricidad y con ello realizar,
aprovechando la resistencia óhmica específica de las vías de
corriente, realizadas preferiblemente como vías conductoras o
circuitos impresos, la medición de la intensidad de la corriente de
los consumidores posconectados al contador de electricidad.
Para compensar el error de medida que se
presenta debido a los coeficientes de temperatura de la resistencia
específica de la vía conductora, está previsto de manera ventajosa
un sensor de medida de la temperatura directamente sobre la vía
conductora para conducir la corriente que lleva la señal que
caracteriza al error de medida a un microcomputador previsto para
procesar la señal de medida y compensar el error de medida.
En un perfeccionamiento ventajoso de la
configuración correspondiente al invención, incluye la placa al
menos dos partes de placa separadas, sobre las que se colocan los
módulos cargados con elevadas tensiones o intensidades, como por
ejemplo limitadores de sobretensión, separadamente de los elementos
de medición de la corriente y de la unidad de procesamiento de la
señal y visualización, para evitar influencias perturbadoras.
Debido a que las bornas de conexión están
alojadas directamente sobre la placa y las vías de la corriente
entre las bornas y los elementos de medida y las vías para la
tensión, en particular para la alimentación de tensión de la fuente
de alimentación, se realizan directamente sobre la placa, se evita
una fijación costosa de las conexiones para llevar la intensidad y
la tensión dentro de la carcasa del contador. Mediante el
correspondiente dimensionado de la entrada de tensión, queda
asegurada sin un elevado coste una suficiente cargabilidad de
corriente de la entrada de tensión para la unidad de alimentación de
energía en el caso de sobretensión.
Con la configuración prevista de los elementos
de intensidad y tensión, en particular la separación de los
módulos cargados con elevadas intensidades o tensiones de la unidad
de procesamiento de la señal de medida y de visualización,
colocadas sobre una parte separada de la placa, se evitan en gran
medida las influencias perturbadoras sobre el procesamiento de las
señales de medida.
En base a las formas constructivas representadas
en las siguientes figuras, se explicarán y describirán más en
detalle la invención, así como ventajosas configuraciones, mejoras y
otras ventajas de la invención.
Se muestra en:
figura 1 una configuración a modo de ejemplo de
la disposición de los conductores y las bornas en un contador de
electricidad, y
figura 2 otra configuración a modo de ejemplo
relativa a la disposición de los conductores y las bornas en un
contador de electricidad.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 muestra una configuración de
conductores y bornas en un contador, a modo de ejemplo, con
elementos de medida 30 dispuestos en una carcasa del contador 1,
así como una unidad de procesamiento de la señal y visualización
70, presentando la carcasa del contador 1, para la conexión
eléctrica del contador de electricidad con la red eléctrica, bornas
de conexión de la corriente 11 y bornas de conexión de la tensión
12, dispuestas sobre una regleta de bornas 10 y accesibles desde el
exterior de la carcasa del contador 1 y en cada caso al menos una
vía eléctrica para llevar la corriente 20 entre las bornas de
conexión de la corriente 11 y los elementos de medida 30, para
determinar la intensidad de la corriente a través de los
consumidores posconectados al contador de electricidad.
Los elementos de medida 30 y las bornas de
conexión de la corriente 11 están soldados sobre una placa 90,
realizada como placa de circuitos y la vía 20, de las que al menos
hay una, para llevar la corriente entre las bornas de conexión de
la corriente 11 y los elementos de medida 30, está alojada como
circuito impreso o vía conductora sobre la placa de circuitos
90.
Entre las bornas de conexión de la tensión 12 y
una fuente de alimentación 60 para alimentar con energía el
contador de electricidad, está prevista al menos otra vía eléctrica
40 para llevar la tensión entre las bornas de conexión de la
tensión 12 y la fuente de alimentación 60, para la alimentación de
energía del contador de electricidad, que igualmente se aloja
directamente en la placa de circuitos 90 como circuito impreso o
vía conductora.
Alternativamente a una borna de tensión 12
dispuesta separadamente, puede realizarse la toma de tensión también
en una borna de conexión de la corriente 11, que en este caso
conduce también la tensión.
En un perfeccionamiento ventajoso de la
configuración correspondiente a la invención, están dispuestos sobre
la placa de circuitos 90 también otros módulos, como por ejemplo un
limitador de sobretensiones 80 y la fuente de alimentación 60 para
la alimentación de energía del contador de electricidad.
Opcionalmente está previsto, para evitar
influencias perturbadoras, disponer separadamente los módulos 60,
80 del contador de electricidad, cargados con elevadas intensidades
o tensiones, de los elementos de medida de la intensidad 30 y de la
unidad de procesamiento de la señal de medida y de visualización 70,
colocados en una parte separada de la placa.
Así se logra que la placa principal propiamente
dicha del contador de electricidad, que incluye la unidad de
procesamiento de la señal de medida y de visualización 70, quede
totalmente libre de elevadas tensiones o intensidades, con lo que
de manera ventajosa puede lograrse una estructura bastante
optimizada y una mayor compacidad en la placa principal propiamente
dicha.
La figura 2 muestra otra configuración de
conductores y de bornas en un contador de electricidad, a modo de
ejemplo, estando integrados los elementos de medida 30 como shunts
de corriente en las vías para conducir la corriente 20, o formando
las propias vías para conducir la corriente 20 los elementos de
medida, y realizando los elementos de medida 30, aprovechando la
resistencia óhmica específica de las vías 20 para llevar la
corriente, realizadas preferiblemente como vías conductoras, la
medición de la intensidad de la corriente para los consumidores
posconectados al contador de electricidad.
Los errores de medida que resultan al utilizar
como elemento de medida 30 la vía conductora 20 prevista para
conducir la corriente, debidos a los coeficientes de temperatura de
la resistencia específica de la vía conductora 20, se compensan de
manera ventajosa mediante un microcomputador que realiza el
procesamiento de la señal de medida. Para ello está integrado
directamente en la vía conductora 20 para conducir la corriente un
sensor de medida de la temperatura 50, para averiguar el
coeficiente de temperatura de la resistencia específica de la vía
conductora 20, que proporciona la señal característica del error de
medida del procesamiento de la señal de medida para la compensación
de errores en el microcomputador.
Alternativamente a la utilización del
coeficiente de temperatura del sensor de medida de la temperatura
50, se prevé el aprovechamiento de otro efecto térmico de la vía
conductora 20, que resulta por ejemplo de la determinación de la
tensión termoeléctrica en una transición de material prevista sobre
la vía conductora 20. La señal de temperatura generada en la
transición de material se lleva al microcomputador que realiza el
procesamiento de la señal de medida, el cual procesa la señal de
temperatura tal que tiene lugar una compensación del error de
medida.
\vskip1.000000\baselineskip
- 1
- carcasa del contador
- 10
- regleta de bornas
- 11
- borna de conexión de la corriente
- 12
- borna de conexión de la tensión
- 20
- vía para conducir la corriente
- 30
- elemento de medida
- 40
- vía para conducir la tensión
- 50
- sensor de medida de la temperatura
- 60
- unidad de alimentación de energía
- 70
- unidad de procesamiento de la señal y de visualización
- 80
- limitador de sobretensiones
- 90
- placa de circuitos
Claims (8)
1. Contador de electricidad con elementos de
medida (30) dispuestos en una carcasa del contador (1) para
determinar el consumo de potencia de los consumidores posconectados
al contador de electricidad, así como una unidad de procesamiento
de la señal de medida y de visualización (70), una unidad de
alimentación de energía (60) y un limitador de sobretensiones (80),
presentando la carcasa del contador (1), para la conexión eléctrica
del contador de electricidad con la red eléctrica, bornas de
conexión (11) accesibles desde el exterior de la carcasa del
contador (1) y estando prevista en cada caso al menos una vía
eléctrica (20) para conducir la corriente entre las bornas de
conexión (11) y los elementos de medida (30), para medir la
intensidad de la corriente de los consumidores posconectados al
contador de electricidad,
caracterizado porque
- -
- los elementos de medida (30), la unidad de procesamiento de la señal de medida y de visualización (70) y las bornas de conexión (11), están dispuestos sobre una placa (90),
- -
- la vía (20), de las que al menos hay una, para conducir la corriente como vía conductora o circuito impreso, se aloja en la placa (90),
- -
- las bornas de conexión (11, 12) accesibles desde el exterior de la carcasa del contador (1) están dispuestas sobre una regleta de bornas (10) y los elementos de medida (30) están integrados en la vía (20) para conducir la corriente tal que los elementos de medida (30), aprovechando la resistencia óhmica específica de la vía (20), realizan la medición de la intensidad de la corriente para los consumidores posconectados al contador de electricidad.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Configuración según la reivindicación 1,
caracterizada porque está prevista al
menos otra vía para conducir la tensión (40) entre las bornas de
conexión (12) y una unidad para la alimentación de energía del
contador de electricidad (60), que está alojada directamente sobre
la placa (90) como vía conductora o circuito impreso.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Configuración según la reivindicación 1 ó
2,
caracterizada porque la propia vía (20)
para conducir la corriente la forman los elementos de medida (30) y
los elementos de medida (30), aprovechando la resistencia óhmica
específica de la conexión (20) para conducir la corriente, realizan
la medición de la intensidad de la corriente para los consumidores
posconectados al contador de electricidad.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Configuración según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque para compensar el
error de medida que se presenta debido a los coeficientes de
temperatura de la resistencia específica de la vía conductora (20),
está integrado un sensor de medición de la temperatura (50)
directamente sobre la vía (20) para conducir la corriente, que lleva
la señal que caracteriza al error de medida a un
microcomputador previsto para procesar la señal de medida y
compensar el error de medida.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Configuración según una de las
reivindicaciones 1 a 3,
caracterizada porque para compensar el
error de medida que se presenta debido a los coeficientes de
temperatura de la resistencia específica de la vía conductora (20),
puede determinarse la tensión termoeléctrica en una transición de
material prevista en la vía (20) y llevarse a un microcomputador
previsto para procesar la señal de medida y compensar el error de
medida.
\vskip1.000000\baselineskip
6. Configuración según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque sobre la placa (9)
están dispuestos los módulos cargados con elevadas intensidades o
tensiones de la unidad de alimentación de energía (60) y/o el
limitador de sobretensiones (80).
\vskip1.000000\baselineskip
7. Configuración según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque la placa (90)
incluye al menos dos partes de placa separadas, sobre las cuales
están colocados los módulos cargados con elevadas intensidades o
tensiones, de unidad de alimentación de energía (60) y/o limitador
de sobretensiones (80) separadamente de los elementos de medida (30)
y de la unidad de procesamiento de la señal de medida y de
visualización (70), para evitar influencias perturbadoras.
8. Configuración según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque las bornas de
conexión (11, 12) y los elementos de medida (30) están soldados o
introducidos a presión directamente sobre la placa (90).
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