ES2419979T3

ES2419979T3 - Enfoque basado en un microcontrolador de sensor único para interruptores de circuito de fallo de conexión a tierra

Info

Publication number: ES2419979T3
Application number: ES04794552T
Authority: ES
Inventors: Paul A. Reid; Randall J. Gass; Steve M. Meehleder
Original assignee: Schneider Electric USA Inc; Square D Co
Current assignee: Schneider Electric USA Inc
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2024-10-08
Also published as: ES2560845T3; EP1673842A4; WO2005041376A2; CN1973414A; EP2802051B8; EP2602892A2; EP2802051B1; JP2007525138A; US7193827B2; EP1673842A2; US20050083616A1; EP2602892A3; JP4531052B2; EP1673842B1; EP2802051A1; CA2542724A1; CA2542724C; WO2005041376A3; CN1973414B

Abstract

Sistema basado en un microcontrolador para la detección de estados de fallo de conexión a tierra y tierra-neutrode un sistema de distribución de energía eléctrica que tiene conductores de línea y de neutro, que comprende: un circuito de detección que contiene un único transformador de corriente que produce una señal de salida sensibleal paso de corriente tanto en conductores de línea como de neutro del sistema de distribución de energía eléctrica,un microcontrolador que recibe dicha señal de salida del sensor e inicia la generación de una señal de disparo aldetectarse dicho estado de fallo de conexión a tierra o tierra-neutro en dicho sistema de distribución de energía,caracterizado por el hecho de que dicho microcontrolador está programado parautilizar dicha señal de salida del sensor para detectar estados de fallo de conexión a tierra durante intervalos detiempo espaciados, y utilizar dicha señal de salida del sensor para detectar estados de tierra-neutro durante intervalos de tiempotranscurridos entre dichos intervalos de tiempo espaciados, un interruptor de circuito para interrumpir el paso de corriente en dicho sistema de distribución de energía enrespuesta a dicha señal de disparo, y un circuito de memoria analógico operable con fuentes de alimentación tanto de onda completa como de media ondapara proporcionar una función de temporización para controlar dichos intervalos de tiempo espaciados y dicho intervalos de tiempotranscurridos, y una función de memoria establecida en respuesta a la detección de un estado de fallo de conexión a tierra o tierraneutropara reanudar un disparo del circuito si se pierde temporalmente la alimentación antes de que dicho circuitointerruptor se active.

Description

Enfoque basado en un microcontrolador de sensor unico para Interruptores de circuito de fallo de conexion a tierra

Antecedentes de la invención

Los disefos existentes para dispositivos de proteccion de fallo de conexion a tierra, tales como disyuntores y cajas electricas, tipicamente utilizan un circuito analogico y dos sensores de corriente para cumplir los requisitos de UL

943. Se requiere un sensor para detectar la caracteristica de desequilibrio de corriente de un fallo de conexion a tierra, y un se utiliza segundo sensor como parte de un circuito oscilador latente para detectar un estado de conexion a tierra que puede degradar la capacidad de deteccion de defectos de conexion a tierra. Estos sensores tienen que ser de gran precision en una amplia gama de temperaturas y presentar una baja varianza entre las partes ya que el circuito analogico ofrece poca compensacion o capacidades de calibracion. Ademas, el enfoque analogico puede no funcionar bien si la alimentacion es discontinua dado que no hay disponible ninguna funcion de memoria no volatil. La referencia US 4.001.646 describe, por ejemplo, un interruptor de circuito de fallo de conexion a tierra que utiliza un unico transformador para responder a fallos de conexion a tierra en la linea y conductores neutros de un circuito de distribucion. El transformador, un transfo rmador de corriente diferencial, tiene un devanado secundario que es periodicamente sondeado durante un primer intervalo de muestreo para determinar la presencia de una sefal de fallo indicativa de un fallo de conexion a tierra de la linea. Durante un segundo intervalo de muestreo, una red de resistencia negativa establece una oscilacion resonante en el circuito secundario del transformador. Si el conductor neutro esta conectado a tierra con un fallo de conexion a tierra de baja impedancia en el conductor neutro, la amplitud de oscilacion aumenta para superar un nivel umbral predeterminado durante el segundo intervalo de muestreo, y la interrupcion del circuito no se inicia. La referencia US 6.538.863 describe un dispositivo de proteccion que incluye un transformador asimetrico y un circuito para la deteccion de situaciones de fallo de conexion a tierra y neutro a tierra. La referencia US 4.378.579 describe un interruptor de fallo de conexion a tierra que emplea un unico transformador realizado con un toroide de ferrita con un devanado secundario de once vueltas. El circuito detector de fallos transistorizado esta formado en su mayor parte por un chip integrado de silicio. La parte del detector de fallos de cable cargado a tierra es un circuito de transformador de impedancia que cuando es alimentado presenta una baja impedancia, es decir, practicamente un cortocircuito, al devanado secundario. Un circuito de multiplexacion desactiva periodicamente el detector de fallos de cable cargado a tierra provocando que presente una elevada impedancia de entrada durante periodos en los cuales se detectan fallos de cable neutro a tierra a traves del transformador. Por lo tanto, el objetivo de la presente invencion es solucionar los problemas anteriores y proporcionar un sistema y un procedimiento para detectar estados de fallo de conexion a tierra y tierra-neutro en un sistema de distribucion de energia electrica. Esto se co nsigue mediante las car acteristicas de las reivindicaciones independientes. Las r eivindicaciones dependientes contienen realizaciones preferidas.

Descripción de la invención

En resumen, la presente invencion utiliza la combinacion de un unico sensor de corriente de bajo coste y un microcontrolador pequefo de bajo coste, disefados para utilizarse formando parte de un disyuntor o u na caja electrica para fallos de conexion a tierra para cumplir todos los requisitos de UL 943 a la vez que se tratan los problemas de los disefos existentes. De acuerdo con la invencion, el coste se reduce e n comparacion con el enfoque de dos sensores combinando las funciones de deteccion de defectos de conexion a tierra y la deteccion tierra-neutro en un sensor. Se dispone una funcion de memoria a nalogica para reanudar una condicion de disparo del circuito en un fallo detectado si se pierde temporalmente la alimentacion antes de que el circuito de disparo tenga tiempo para activarse. Esta caracteristica permite que el c ircuito de la presente invencion funcione desde una fuente de alimentacion rectificada de media onda u otra discontinua.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos:

La figura 1 es un diagrama esquematico de un interruptor de circuito de fallo de conexion a tierra como ejemplo de la invencion, La figura 2 es un diagrama de temporizacion que ilustra el uso del condensador de la memoria en el circuito de la figura 1, La figura 3 es una serie de formas de onda que ilustra la deteccion de fallo de conexion a tierra con una fuente de alimentacion de media onda, La figura 4 es una serie de formas de onda que ilustra la deteccion de fallo de conexion a tierra con una fuente de alimentacion de onda completa, Las figuras 5a y 5b ilustran la deteccion de un estado en el que no existe tierra-neutro, y Las figuras 6a y 6b ilustran la deteccion de un estado tierra-neutro.

Descripción detallada de la realización ilustrada

Haciendo referencia ahora a los dibujos, e inicialmente a la figura 1, se dispone un circuito 10 de un interruptor de circuito de fallo de conexion a tierra (GF CI) basado en un microcontrolador para detectar estados de fallo de conexion a tierra y tierra-neutro en la linea y conductores neutros 30 y 32, respectivamente, utilizando un unico transformador de corriente T1 como sensor.

El microcontrolador digital U1 es un dispositivo tal como el microcontrolador PIC12CE673, o un procesador de sefal digital o un dispositivo ASIC, con caracteristicas como: RAM incorporada, una memoria no volatil, un temporizador interno, un convertidor analogico a digital (AID) interno y puertos analogicos y digitales.

La alimentacion de CC para el circuito GFCI 10 se suministra desde un circuito de alimentacion 20, que obtiene la energia de la linea y conductores neutros 30 y 32, y un circuito de referencia 22 que produce los niveles de tension requeridos de CC regulada. La fuente de alimentacion completa consiste en un solenoide de disparo L1, un varistor MOV1, un rectificador CR1, un condensador C1, una resistencia de caida R1, una cadena de diodos CR2-CR5, un diodo de referencia CR6, y un condensador de salida C3. El solenoide de disparo L1, el condensador C1 y el varistor MOV1 realizan filtrado de entrada y limitacion de sobretension. El s olenoide de disparo L1 sirve para multiples funciones, proporcionando filtrado de entrada, es decir, una impedancia en serie para supresion de sobretension y ruido, asi como un medio para abrir los contactos principales (no mostrados) en un fallo de cortocircuito en la fuente de alimentacion o para la funcion de disparo pretendida en caso de detectarse un estado de fallo de conexion a tierra o tierra-neutro. El rectificador CR1 rectifica la corriente alterna de entrada, y el condensador C1 proporciona almacenamiento de energia adicional ysupresion de transitorios de alta frecuencia. La resistencia de caida d e tension R1 tiene el tamafo adecuado para mantener una corriente suficiente para polarizar directamente la cadena diodos CR2-CR6 en el circuito de referencia de tension 22, ademas de proporcionar la corriente de funcionamiento deseada para el circuito a la tension de entrada minima. El nivel de tension de CC necesaria para el funcionamiento del microcontrolador y otros circuitos lo regula la cadena de diodos CR2-CR6. CR6 y C3 proporcionan una tension de referencia necesaria para el funcionamiento estable del circuito de deteccion 24. El condensador C3 proporciona una p equefa cantid ad d e a lmacenamiento de ener gia en esta dos transitor ios. La salid a Vref regu lada est a disponible en un rango de entrada de -66 a -132 VAC. La tension de salida Vref y el rango de entrada pueden regularse variando valores de componentes, tal como es bien conocido por los expertos en la materia.

Un condensador C2 yun rectificador controlado de silicio (SCR) 01 realiz an una funcion de disparo. Cuando el microcontrolador U1 detecta un fallo, se establece el pin de "disparo" de la salida digital del microcontrolador U1, lo que activa el SCR 01 y crea una trayectoria de corriente a traves del solenoide L1, el rectificador CR1 y el SCR 01. La corriente resultante se encuentra a un nivel suficiente para activar el solenoide de disparo L1 y abrir los contactos principales ( no mostrad os). El con densador C2 pro porciona su presion de r uido para la p uerta del SC R 01 y almacena tension durante la operacion de disparo para mantener el estado "activado" del 01 durante un periodo de tiempo mayor.

Un circuito de prueba manual 18 consiste de un pulsador de prueba PTT manual y un par de resistencias R11 y R12. Al pulsar el pulsador PTT se produce un paso de corriente suficiente para provocar que el circuito GFCI 10 detecte un fallo y utilice la funcion de disparo para abrir los contactos principales (no mostrado).

El circuito de deteccion de corriente 24 consiste en un transformador de corriente T1 conectado a un conductor de la linea 30 yun conductor neutro 32 y un circuito amplificador compuesto de un amplificador operacional U2 yun par de resistencias R7 y R8. Un circuito divis or resistivo de tension de polarizacion formado por un par de resistencias R3 y R4 establece una tension de circuito que es 1I2 de Vref. Esto asegur a que el nivel "cero" de la salida del circuito de deteccion 24 se encuentre a la mitad entre los carriles de la entrada AID del microcontrolador U1 para facilitar la deteccion de envolvente.

La permeabilidad del transformador de corriente T1 se ve afectada por variaciones de la temperatura ambiental que preferiblemente se compensan para niveles umbral de fallo de conexion a tierra y tierra-neutro.

Un circuito detector de temperatura opcional 26 utiliza la tension de base a emisor de un pequefo transistor de union bipolar de sefal pequefa 03 para proporcionar una lectura de los estados de temperatura ambiente cerca del transformador de corriente T1. La corriente de polarizacion de union del transistor 03 la establece la resistencia R13 conectada a la tension de alimentacion de referencia Vref. La tension de referencia Vref y la tension en la base del transistor 03 son muestreadas por el microcontrolador U1, y el valor muestreado se utiliza para ajustar el valor umbral de fallo de conexion a tierra y el valor de referencia de deteccion tierra-neutro para compensar cambios en el rendimiento del transformador de corriente T1 sobre la temperatura.

Durante el proceso de fabricacion el microcontrolador puede programarse para calcular los valores umbral de fallo de conexion a tierra y tierra-neutro a una temperatura determinada y guardar los valores umbral en una memoria no volatil. A continuacion se describe otro procedimiento de compensacion de temperatura con referencia a las figuras 5 y 6.

Un circuito de memoria a corto plazo analogico 28 consiste en un condensador C6, una resistencia de carga R9 y una res istencia de d escarga R10. El mic rocontrolador U1 util iza u n pin b i-direccional Mem_cap como entrada analogica para leer la tension del circuito de memoria 28 y como salida digital para cargar el condensador C6 del circuito de memoria 28. Si se detecta un fallo, el software que se ejecuta en el microcontrolador U1 provoca que se coloque una carga en el condensador C6. Si se pierde la alimentacion antes de que el solenoide de disparo pueda abrir los contactos, la memoria de disparo (es decir, la tension en el condensador C6) se mantendra durante un corto espacio d e tie mpo y producira la re activacion d e la fu ncion de d isparo (por e l m icrocontrolador U1) tras la reanudacion de la tension de alimentacion. El circuito de memoria 28 permite que el circuito GFCI 10 funcione desde una fuente de alimentacion rectificada de media onda u otra discontinua.

Haciendo ahora referencia a la figura 2, el diagrama de temporizacion muestra el uso de un circuito de memoria analogico 28 durante el funcionamiento normal (sin fallo detectado), para fines de temporizacion para determinar cuando e jecutar los co ntroles tierra-n eutro y fa llo de c onexion a tier ra. El circuito de memor ia 28 p ermite l a temporizacion de controles tierra-neutro para que siga siendo consistente incluso si se utiliza una alimentacion rectificada d e on da m edia (discontinua). Cuando l a te nsion d el c ircuito de m emoria a lcanza el estad o cas i descargado, el microcontrolador U1 carga el condensador C6 a un nivel de tension menor que la cantidad requerida para indicar un disparo pendiente, tal como se ha descrito anteriormente y ejecuta un modo de deteccion de fallos de conexion a tierra continuo durante el intervalo de tiempo hasta que el condensador de tension C6 alcanza de nuevo el estado casi descargado. Cuando la tension del circuito de memoria 28, muestreado por el microcontrolador U1, alcanza el estado casi descargado, se realiza un control tierra-neutro durante el intervalo de tiempo o intervalo de espacio. Este ciclo ocurre unas pocas veces por segundo tal como se ilustra, y puede ajustarse variando los valores del condensador de la memoria C6 y la resistencia de descarga R10.

Volviendo ahora a la fig ura 3, se ilustra l a operacion de deteccion de defectos de conexion a tierra desde la activacion hasta el disparo de un circuito en base a una fuente de alimentacion rectificada de media onda. En 100a la fuente de alimentacion se pone en marcha, y en 102a el microcontrolador U1 se inicializa y se lee el condensador de la memoria C6 para determinar si existe una condicion de disparo que no se ha cumplido de un ciclo anterior tal como se ha mencionado anteriormente. En 104, la funcion de deteccion de fallo de conexion a tierra activa e l interruptor 02, colocando la resistencia de carga de baja impedancia R6 en el circuito a traves del secundario de T1. El amplificador operacional U2 amplifica la tension a traves de la resistencia R6 a un nivel que permite que el convertidor AID del microcontrolador U1 lea una corriente de fallo de conexion a tierra 5 mA. Los resultados se comparan en un software a un valor umbral de referencia de fallo de conexion a tierra para determinar si se ha sobrepasado el umbral de disparo, lo que indica un fallo. Si existe un fallo, entonces en 106 el condensador de la memoria C6 se carga para indicar una condicion de disparo pendiente, y en 108a se activa la funcion de disparo en un intento de producir un disparo del circuito en el tiempo restante. Sin embargo, en 110 la fuente de alimentacion de media onda se desconecta. En 100b la fuente de alimentacionse inicia de nuevo, y el microprocesador U1 se reinicia en 102b, pero la carga en el condensador de la memoria C6 indica una condicion de disparo pendiente, de modo que la funcion de disparo se activa en 108b para producir un circuito de disparo inmediato.

Cuando se alimenta continuamente con una fuente de alimentacion de onda completa, como en la figura 4, el disparo del circuito puede producirse mas rapidamente dado que hay energia disponible tambien para activar la funcion de disparo durante el ciclo medio negativo. Utilizando una fuente de alimentacion de onda completa, los ciclos de inicio 100 y 102 de la figura 3 se realizan solamente una vez durante el encendidoIrestablecimiento, y no se muestran en la figura 4. Durante la deteccion de fallo de conexion a tierra, el microcontrolador U1 activa el interruptor 02, colocando la resistencia de carga de baja impedancia R6 en el circuito a traves del secundario de T1. El amplificador operacional U2 amplifica esta sefal a un nivel que permite que el convertidor AID del microcontrolador U1 lea una corriente de fallo de conexion a tierra de 5 mA. Los resultados se comparan en un software a un valor umbral de referencia de fallo de conexion a tierra para determinar si el umbral de disparo ha sido sobrepasado. Si existe u n fall o, entonces el condensador de la m emoria 10 6 se car ga p ara in dicar una co ndicion de d isparo pendiente, y en 108 la funcion de disparo se activa para producir un disparo del circuito inmediato. En caso de que el circuito de linea principal se interrumpa antes de que el circuito haya sido disparado, la funcion de la memoria puede ayudar, durante un corto espacio de tiempo, a realizar el disparo inmediatamente tras la restauracion de energia.

Volviendo ahora a las figur as 5-6, se ilustra n formas de o nda de la salida del circuito de deteccion de corriente 24 para el funcionamiento de la funcion de deteccion tierra-neutro cuando no existe ningun estado tierra-neutro y cuando hay presente tierra-neutro de 1-Ohm, respectivamente.

Cuando la tension en el condensador de la memoria C6 alcanza el estado casi descargado se entre un modo de deteccion tierra-neutro. Esto se produce cuando el circuito se activa por primera vez y cada pocos cientos de milisegundos despues de ello, tal como determina el circuito de memoria 28 tanto para alimentacion de onda completa como de media onda. En un modo de deteccion tierra-neutro, el interruptor 02 se desactiva mediante la salida de Ping del microcontrolador U1, que cambia el voltaje de puerta del interruptor 02 de alto a bajo y genera una perturbacion e n el s ecundario del tr ansformador d e corrie nte T 1 a traves d el cond ensador C5. Con R6 desconectada del c ircuito, el secun dario del transf ormador T 1 y e l co ndensador C 4 pue den res onar co n u na pequefa amortiguacion proporcionada por la resistencia de carga de alta impedancia R5, tal como se muestra en la figura 5b. Un estado tierra-neutro varia la impedancia del devanado secundario del transformador T1 y amortigua considerablemente las oscilaciones, tal como se muestra en la figura 6b. La envolvente o amplitud pico a pico de la forma de onda oscil atoria a mortiguada a medida q ue v aria con el ti empo es amp lificada p or el amplific ador operacional U2 y medida por la entrada AID del microcontrolador U1 despues de un retardo predeterminado.

La amplitud pico a pico de la forma de onda, o envolvente, medida por el microcontrolador U1 se compara con un umbral guardado para un estado tierra-neutro. Si la ampl itud pico a pico es mayor que el umbral, entonces la impedancia primaria se encuentra por encima del nivel de umbral tierra-neutro, por ejemplo > 2,5 Ohms. En este caso, el condensador de la memoria C6 se carga durante el siguiente intervalo de tiempo, la resistencia de carga de baja impedancia R6 cambia de nuevo al circuito mediante el interruptor 02, y el programa de software inicia el control de un estado tierra-fallo. Si la amplitud pico a pico medida es inferior a un valor umbral tierra-neutro, entonces, existe un estado tierra-neutro, el condensador de la memoria C6 se carga para indicar una condicion de disparo pendiente yla funcion de disparo se activa. La figura 6b ilustra el efecto de amortiguacion de un estado tierra-neutro 34 producida por una conexion tierra-neutro de 1-Ohm, lo que hace que la envolvente de la forma de onda oscilatoria decaiga rapidamente, en comparacion con la envolvente ilustrada en la figura 5b, donde no hay ningun estado tierra-neutro.

Las oscilaciones amortiguadas mencionadas anteriormente pueden expresarse en forma de ecuacion exponencial

'A' representa la amplitud inicial de la sinusoide, 0 representa la frecuencia de oscilacion, 1 representa el tiempo, y a es el factor de decaimiento. Este a es la combinacion de los elementos que provocan que la oscilacion decaiga. La resistencia neutro a tierra esta directamente relacionada con este a. A medida que la resistencia neutro a tierra se reduce, a aumenta, provocando que el decaimiento sea mas rapido. Para determinar la presencia de un valor predeterminado de la resistencia neutro a tierra, este parametro a puede calcularse o estimarse mediante una serie de pr ocedimientos. Cad a p rocedimiento ofrece ve ntajas y com promisos en termi nos d e req uerimientos de procesamiento y susceptibilidad al ruido. Una vez que se ha estimado, la estimacion puede compararse con un valor de co nsigna para la d eteccion de u n fa llo tierr a-neutro. Cad a un o de l os sig uientes proc edimientos puede implementarse solamente con el valor positivo, el negativo o ambos o los absolutos de los ciclos de oscilacion. Estos procedimientos se describen a continuacion:

Procedimiento 1: Envolvente de picos -Observando que la forma de la expresion que describe la oscilacion que decae conti ene una si nusoide y una fun cion e xponencial, este pro cedimiento i ntenta e ncontrar la funcio n exponencial envolvente. Los picos de la oscilacion se encuentran por muestreo de la sefal a alta velocidad. Esta amplitud pico a pico puede medirse para determinar la envolvente de la forma de onda. La envolvente medida en un instante especifico desde el inicio de la forma de onda oscilatoria puede utilizarse para medir la velocidad de decaimiento de la funcion exponencial.

Procedimiento 2: Envolvente polinomica de picos - Este procedimiento es como el procedimiento 1, pero utiliza una estimacion desegundo orden de la funcion en forma y = Ax2 + Bx + C. A se utiliza para estimar a. Podria utilizarse tambien una polinomica de multiples ordenes.

Procedimiento 3: Estimacion envolvente lineal - Este procedimiento es tambien como el procedimiento 1 excepto que se encuentra un ajuste lineal de los valores pico. La pendiente resultante de la linea de regresion se utiliza para estimar a.

Procedimiento 4: Area de Ciclos - Este procedimiento es como el procedimiento 1 pero utiliza una estimacion del area que hay por debajo de la forma de onda de la sefal en lugar de valores pico. Los puntos resultantes se ajustan a un modelo. El parametro A de este modelo se utiliza para estimar a. Este procedimiento podria utilizar un modelo exponencial, lineal o polinomico como en los procedimientos 1, 2 o 3 anteriores.

Procedimiento 5: Pendiente de ciclo medio - Este procedimiento estima la pendiente del borde frontal o posterior de un ciclo medio midiendo dos o mas puntos. Las decisiones basadas en los parametros podrian ser la pendiente del medio ciclo N, donde N es 1, 2, 3, 4 .

Procedimiento 6: Funcion de pendiente de ciclos medios - Este procedimiento requiere el calculo de la pendiente de M ciclos medios y despues el uso de u n parametro tal como la pendiente de las pendientes de M ciclos medios resultantes.

Procedimiento 7: Umbral en la pendiente de ciclos medios - Este procedimiento requiere calcular la pendiente de M ciclos medios y despues a utilizar un umbral para contar el numero de ciclos medios por encima de un umbral preseleccionado. El numero de ciclos medios con una pendiente por encima del umbral se utiliza como parametro de decision.

Procedimiento 8: Recuento de picos por e ncima de un u mbral - Se con trola un numero fijo de cicl os medios o un periodo del temporizador fijo. Durante este tiempo se cuenta el numero de ciclos medios que cruzan por encima de un umbral preseleccionado. Se utiliza un parametro de decision basado en el numero de picos por encima del umbral.

Ademas, el efecto de la temperatura sobre el rendimiento del transformador de corriente T1 puede determinarse, durante la deteccion de fallo tierra-neutro, midiendo la frecuencia de la forma de onda oscilatoria amortiguada del transformador de corriente T1. Midiendo la frecuencia de resonancia con un valor de capacitancia conocido, las variaciones en la frecuencia pueden relacionarse directamente con variaciones en la inductancia del transformador de corriente T1. Un cambio en la inductancia es una indicacion directa de un cambio en la permeabilidad en el material del nucleo del transformador ytambien se refiere a las cara cteristicas de salida del transformador de corriente T1.

Ademas el microcontrolador puede programarse, durante el proceso de fabricacion, a una temperatura de referencia, para iniciar la produccion de una forma de onda oscilatoria amortiguada para producir un valor de frecuencia de referencia, y guardar el valor de frecuencia de referencia en una memoria permanente. El valor de la frecuencia de referencia o btenido esta re lacionado dir ectamente co n la ind uctancia del transform ador de c orriente T1 a una temperatura de referencia. Durante el funcionamiento normal, el valor de la frecuencia de referencia se compara con una frecuencia resonante medida operacionalmente, para calcular valores umbral fallo de conexion tierra y tierraneutro mod ificados para uti lizarlos en el proceso d e d eteccion d e f allos. De este modo, los c ambios e n e l rendimiento del transformador de corriente T1, en un rango de temperaturas, pueden realizarse por observacion de una frecuencia de resonancia en lugar de un circuito de deteccion de temperatura opcional 26.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema basado en un microcontrolador para la deteccion de estados de fallo de conexion a tierra y tierra-neutro de un sistema de distribucion de energia electrica que tiene conductores de linea y de neutro, que comprende:

un circuito de deteccion que contiene un unico transformador de corriente que produce una sefal de salida sensible al paso de corriente tanto en conductores de linea como de neutro del sistema de distribucion de energia electrica,

un microcontrolador que recibe dicha sefal de salida del sensor e inicia la generacion de una sefal de disparo al detectarse dicho estado de fallo de conexion a tierra o tierra-neutro en dicho sistema de distribucion de energia, caracterizado por el hecho de que dicho microcontrolador esta programado para

utilizar dicha sefal de salida del sensor para detectar estados de fallo de conexion a tierra durante intervalos de tiempo espaciados, y

utilizar dicha sefal de sa lida del s ensor para detectar estados de tierra-neutro d urante int ervalos de tiemp o transcurridos entre dichos intervalos de tiempo espaciados,

un interruptor de circuito para interrumpir el paso de corriente en dicho sistema de distribucion de energia en respuesta a dicha sefal de disparo, y

un circuito de memoria analogico operable con fuentes de alimentacion tanto de onda completa como de media onda para proporcionar

una funcion de temporizacion para controlar dichos intervalos de tiempo espaciados y dicho intervalos de tiempo transcurridos, y

una funcion de memoria establecida en respuesta a la deteccion de un estado de fallo de conexion a tierra o tierraneutro para reanudar un disparo del circuito si se pierde temporalmente la alimentacion antes de que dicho circuito interruptor se active.
2.

Sistema segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que el circuito de memoria analogico comprende por lo menos una resistencia.
3.

Sistema segun la reivindicacion 2, caracterizado por el hecho de que la por lo menos una resistencia incluyeuna resistencia de carga y una resistencia de descarga.
4.

Sistema segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que el circuito de memoria analogico comprende un condensador.
5.

Sistema segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que el transformador de corriente del circuito de deteccion varia de manera no lineal con la temperatura.
6.

Sistema segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que el transformador de corriente del circuito de deteccion tiene una inductancia que varia con la temperatura.
7.

Sistema se gun la reiv indicacion 1, c aracterizado por el hech o de que comprende, ademas, un circuito d e deteccion de temperatura ambiente situado cerca de dicho transformador de corriente, produciendo una tension que varia linealmente con estados de temperatura ambiente.
8.

Procedimiento para detectar estados de fallo de conexion a tierra y tierra-neutro en un sistema de distribucion de energia que tiene conductores de linea y de neutro, que comprende:

producir una sefal con un unico transformador de corriente, sensible al paso de corriente tanto por los conductores de linea como de neutro del sistema de distribucion de energia electrica,

enviar dicha sefal a un microcontrolador que esta programado para utilizar dicha sefal para detectar estados de fallo de conexion de tierra y tierra-neutro en dicho sistema de distribucion de energia e iniciar la generacion de una sefal de disparo al detectar dicho estado de fallo de conexion a tierra y tierra-neutro,

interrumpir el paso de corriente en dicho sistema de distribucion de energia en respuesta a dicha sefal de disparo, y

utilizar un circuito de memoria analogico para proporcionar una funcion de temporizacion para controlar intervalos para probar estados de fallo de conexion a tierra o tierra neutro, y

una funcion de memoria establecida en respuesta a la deteccion de un estado de fallo de conexion o tierra-neutro 5 para reanudar una condicion de disparo si se pierde temporalmente la alimentacion antes de que se interrumpa el paso de corriente en el citado sistema de distribucion de energia.
9.

Procedimiento segun la reivindicacion 8, caracterizado por el hecho de que dicho circuito de memoria analogico comprende por lo menos una resistencia.
10.

Procedimiento segun la reivindicacion 9, caracterizado por el hecho de que la por lo menos una resistencia incluye una resistencia de carga y una resistencia de descarga.
11. Procedimiento segun la reivindicacion 8, caracterizado por el hecho de que el circuito de memoria analogico 15 comprende un condensador.
12. Procedimiento segun la reivindicacion 8, caracterizado por el hecho de que el transformador de corriente del circuito de deteccion varia de manera no lineal con la temperatura.

20 13. Procedimiento segun la reivindicacion 8, caracterizado por el hecho de que el transformador de corriente del circuito de deteccion tiene una inductancia que varia con la temperatura.