ITAQ960001A1

ITAQ960001A1 - SIMPLE ELECTRONIC EQUIPMENT FOR THE PROTECTION OF USER EQUIPMENT CONNECTED TO THE ELECTRICAL SYSTEM OF A BUILDING

Info

Publication number: ITAQ960001A1
Application number: IT96AQ000001A
Authority: IT
Inventors: Pinto Luigi Del
Original assignee: Pinto Luigi Del
Priority date: 1996-03-20
Filing date: 1996-03-20
Publication date: 1997-09-20
Also published as: IT1288551B1; ITAQ960001A0

Description

dell'invenzione industriale avente titolo: of the industrial invention entitled:

"Semplice apparecchiatura elettronica per la protezione di apparati utilizzatori,collegati all'impianto elettrico di un edificio,dalle sovratensioni presenti nella linea elettrica da cui vengono alimentati" "Simple electronic equipment for the protection of user equipment, connected to the electrical system of a building, from the overvoltages present in the power line from which they are powered"

Testo della descrizione Description text

la presente invenzione ha per oggetto una apparecchiatura elettronica per la protezione degli apparecchi alimentati dalla rete elettrica. Accade molto frequentemente che la tensione della rete subisca localmente dei repentini ed estemporanei rialzi dovuti a svariate cause: scariche atmosferiche a seguito di temporali,guasti nelle cabine di sotto3tazione,errori di manovra da parte degli operatori dell'ente che fornisce l'energia elettrca,durante il riarmo delle linee elettriche,eccetera. L'ente,infatti non garantisce il valore della tensione alternata fornita agli utenti,ma solo la sua frequenza di 50 hertz. the present invention relates to an electronic apparatus for the protection of appliances powered by the electrical network. It happens very frequently that the voltage of the network undergoes sudden and impromptu increases locally due to various causes: atmospheric discharges following thunderstorms, faults in the substation substations, maneuvering errors by the operators of the body that supplies the electricity, when rearming power lines, etc. The institution, in fact, does not guarantee the value of the alternating voltage supplied to users, but only its frequency of 50 hertz.

A seguito di tali rialzi di tensione,detti anche sovratensioni, accade sovente chefmolti apparecchi,subiscano guasti. In particolarè sono soggetti a guastarsi: televisori,videoregistratori,computare,videogiochi,impianti stereofonici,lavatrici,frigoriferi,ecc. Purtroppo, in-Scommercio si trovano solo protezioni di piccola potenza,basati su componenti elettronici quali varistori,diodi a rottura bidirezionali,diodi zener,fusibili,in grado di proteggere ciascuna un solo apparecchio di piccola potenza e che subiscono loro stesse danni quando intervengono. As a result of these voltage surges, also called overvoltages, it often happens that many appliances suffer failures. In particular, they are subject to breakdown: televisions, video recorders, computing, video games, stereo systems, washing machines, refrigerators, etc. Unfortunately, in-Scommercio there are only low-power protections, based on electronic components such as varistors, bi-directional breakout diodes, zener diodes, fuses, each capable of protecting only one low-power device and which themselves suffer damage when they intervene.

D'altro canto esistono apparati di protezione molto più efficienti ma che sono di enorme complessità costruttiva e di notevole costo. lÌLnvenzione in oggetto è invece di grande semplicità realizzativa ed offre prestazioni non riscontrabili altrimenti. On the other hand, there are much more efficient protection apparatuses which are of enormous constructive complexity and considerable cost. The invention in question, on the other hand, is extremely simple in construction and offers performances that cannot be found otherwise.

Il contenitore più semplice per l'appareechio in esame è una spina di corrente.A seconda che l'impianto elettrico sia dotato o meno di scarico a terra la spina/contenitore sarà del tipo tripolare (2poli terra) o bipolare(2 poli) ed il circuito in essa contenuto sarà rispettivamente del tipo che definiamo a tre celle, cioè costituito da tre circuiti base (vedi fig.A della tav. 1 ) , oppure dèi tipo ad una sola cella di pro tezione ( fig. E) . Il tipo di protezione a tre celle è, ovviamente, più efficiente in quanto protegge le apparecchiature utilizzatrici anche dalle sovratensioni provocate da scariche atmosferiche ed in generale dalle sovratensioni di tipo asimmetrico , specialmente se esiste nell 'impianto H-'f The simplest container for the apparatus in question is a power plug. Depending on whether or not the electrical system is equipped with an earth drain, the plug / container will be of the three-pole (2-pole earth) or bipolar (2-pole) type and the circuit contained in it will be respectively of the type that we define with three cells, ie consisting of three basic circuits (see fig.A of table 1), or of the type with a single protection cell (fig. E). The three-cell type of protection is obviously more efficient as it also protects the user equipment from overvoltages caused by atmospheric discharges and in general from asymmetrical overvoltages, especially if it exists in the H-'f system.

la protezione elettronica oggetto dell'invenzione è costituita dal circuito base di fig.B,che potrebbe anche essere sostituito da un unico scaricatore scaricante ad una tensione fissa,ma è ovvio che in questo caso non potremmo più variare la soglia di intervento della protezione e non potremmo neanche compensare le derive della tensione di scarica. Nel nostro circuito base di fig.B invece vengono utilizzati due scaricatori a gas (sc) aventi singolarmente una tensione di intervento del 50% circa inferiore alla tensione sulla quale poi verrà regolata la scarica. I due scaricatori sono collegati in serie e contemporaneamente sono collegati al circuito di polarizzazione a potenziometro costituito dal resistore variabile P1 ,avente una resistenza di 250 KiloOhm. Il sistema di polarizzazione citato permette di tarare,con precisione,la tensione di intervento della serie dei due scaricatori.81 è di 100 KiloOhm. La taratura di questo circuito si fa mettendo in serie il circuito con una lampada di almeno 100 Watt e la tensione sulla quale si vuole la scarica,ottenuta tramite un variac collegato in rete.Si agisce sul potenziometro P1 fino ad ottenere l'accensione della lampada a quella tensione sulla quale abbiamo regolato il variac per es.260 Volt. Quando il circuito base è in pròtezione,esso si comporta come un cortocircuito,in grado di sopportare una corrente di oltre 20 Ampère con il tipo di scaricatore usato nei prototipi. Allorquando il dispositivo interviene mette in cortocircuito la linea di corrente cui è collegatoprovocando l'intervento dell'interruttore magnetotermico o differenziale posto a monte della linea. In tale modo viene istantaneamente interrotta la tensione a tutte le apparecchiature collegate evitando che si guastino. Come già detto,nella protezione di tipo bipolare (fig.E) è contenuto un solo circuito base ed essa si comporta esattamente come descritto. Nel tipo di protezione a tre poli(fig.A)esistono tre circuiti base di cui uno collegato tra i due poli della linea elettrica,come nel tipo bipolare,e due collegati tra ciascuno dei poli della linea ed il polo di terra. the electronic protection object of the invention is constituted by the basic circuit of fig.B, which could also be replaced by a single discharger discharging at a fixed voltage, but it is obvious that in this case we could no longer vary the intervention threshold of the protection and we could not even compensate for the drifts in the discharge voltage. In our basic circuit in fig.B, on the other hand, two gas dischargers (sc) are used, each having an intervention voltage approximately 50% lower than the voltage on which the discharge will then be regulated. The two arresters are connected in series and are simultaneously connected to the potentiometer bias circuit consisting of the variable resistor P1, having a resistance of 250 KiloOhm. The aforementioned polarization system allows to calibrate, with precision, the tripping voltage of the series of the two arresters. 81 is 100 KiloOhm. The calibration of this circuit is done by putting the circuit in series with a lamp of at least 100 Watt and the voltage on which you want the discharge, obtained through a variac connected to the network. Act on the potentiometer P1 until the lamp is switched on. at that voltage on which we have adjusted the variac for example 260 Volts. When the base circuit is in protection, it behaves like a short circuit, capable of withstanding a current of over 20 Amps with the type of SPD used in the prototypes. When the device intervenes, it short-circuits the current line to which it is connected, causing the tripping of the magneto-thermal or differential switch located upstream of the line. In this way the voltage to all connected equipment is instantly interrupted, preventing them from failing. As already mentioned, only one basic circuit is contained in the bipolar protection (fig.E) and it behaves exactly as described. In the three-pole type of protection (fig.A) there are three basic circuits, one of which is connected between the two poles of the electric line, as in the bipolar type, and two connected between each of the poles of the line and the earth pole.

Tale configurazione permette di proteggere le apparecchiature collegate alla linea anche da rialzi di tensione che si verifichino tra uno solo dei poli della linea ed il polo di terra,come nel caso di scariche atmosferiche. This configuration makes it possible to protect the equipment connected to the line even from voltage rises that occur between only one of the poles of the line and the earth pole, as in the case of atmospheric discharges.

Entrambe i due tipi di protezione possono venire montati all'interno di contenitori diversi dalla spina di corrente,più grandi per avere più spazio e poter combinare insieme altri tipi di scaricatori :es. quelli chimici a pasticca,oppure inserire degli antidisturbi. Both the two types of protection can be mounted inside containers other than the power plug, larger to have more space and to be able to combine together other types of arresters: eg. the chemical tablets, or insert anti-disturbances.

In caso di impianto trifase,le protezioni vanno montate tra le tre fasi rispettivamente ed il neutro comune come in fig.F . In the case of a three-phase system, the protections must be mounted between the three phases respectively and the common neutral as in fig.F.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1 Electronic circuit for protection against overvoltages in the electric line characterized by acting by short-circuiting the line itself and based on gas dischargers. 2 ° Electronic devices for protection against voltage surges in electrical systems for the distribution of energy, according to claim 1, characterized by acting by triggering the safety switches placed upstream of the systems themselves. 3rd Potentiometer polarization circuit for gas saricators able to vary the discharge voltage.