ITBO20130405A1 - Dispositivo per valutare il corretto funzionamento di unità di protezione di tipo differenziale - Google Patents

Description

Titolo: DISPOSITIVO PER VALUTARE IL CORRETTO FUNZIONAMENTO DI UNITÀ DI PROTEZIONE DI TIPO DIFFERENZIALE

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha come oggetto un dispositivo per valutare il corretto funzionamento di unità di protezione di tipo differenziale.

Sono noti dispositivi capaci di testare e valutare il funzionamento di unità di protezione di tipo differenziale.

Tali unità di protezione di tipo differenziale possono essere utilizzate come protezione dai contatti indiretti, come protezione addizionale dai contatti diretti e come protezione contro gli incendi causati dagli effetti termici dovuti alle correnti di guasto verso terra.

Costruttivamente sono costituiti da un trasformatore toroidale nel quale, in condizioni di normale funzionamento, il flusso magnetico risultante, dato dalla somma vettoriale dei singoli flussi associati ai singoli conduttori che lo attraversano, è uguale a zero.

Al manifestarsi di un guasto d'isolamento, ad esempio fase-terra, il flusso magnetico risultante non è più nullo ed induce, su di un appropriato avvolgimento secondario, una forza elettromotrice in grado di provocare, tramite l'intervento del relè differenziale, l'apertura dell'interruttore. Al fine di evitare interventi non propriamente tempestivi, la protezione differenziale è spesso tarata in modo da intervenire per correnti significativamente elevate (tipicamente da 500mA fino ad oltre 100A).

Per valutare il corretto funzionamento di questa tipologia di unità di sicurezza si procede immettendo una corrente di prova, superiore a quella di intervento dell'unità stessa, su uno dei conduttori del circuito, per tale ragione sono richieste sorgenti di corrente esterne/ausiliaria adeguatamente dimensionate.

Le sorgenti di corrente possono essere realizzate tramite resistori di potenza adeguata posti in derivazione Fase - Terra a valle della protezione stessa, oppure collegati fra monte e valle della protezioni su due conduttori attivi diversi.

Sono note strumentazioni che consentono una valutazione più precisa in cui il resistore è sostituito da dispositivi elettronici che regolano continuamente il valore della corrente di prova al valore desiderato.

Tale tipo di protezione differenziale è generalmente utilizzata a livello domestico, ma trova ormai sempre più largo impiego, anche negli ambienti industriali.

Questo implica che per le utenze industriali la corrente di prova dovrà avere valori piuttosto elevati, anche dell'ordine di 100A, di conseguenza, il valore della corrente erogata dalla sorgente ausiliaria, sarà tale da richiedere strumenti di prova molto costosi ed ingombranti. Inoltre, il rischio di folgorazione è piuttosto elevato a causa degli alti valori di corrente in gioco.

Compito principale del presente trovato è quello di risolvere i problemi sopra esposti, proponendo un dispositivo per valutare il corretto funzionamento di unità di protezione di tipo differenziale di ingombro ridotto.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di proporre un dispositivo per valutare il corretto funzionamento di unità di protezione di tipo differenziale che consenta di effettuare la valutazione mentre l'operatore è in condizioni di sicurezza.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo per valutare il corretto funzionamento di unità di protezione di tipo differenziale che richieda un ridotto valore della corrente di prova.

Ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo per valutare il corretto funzionamento di unità di protezione di tipo differenziale di costi contenuti, di relativamente semplice realizzazione pratica e di sicura applicazione.

Questo compito e questi scopi vengono raggiunti da un dispositivo per valutare il corretto funzionamento di un'unità di protezione di tipo differenziale del tipo provvisto di un trasformatore toroidale caratterizzato dal fatto di comprendere un cavo multipolare costituito da N conduttori le cui estremità sono reciprocamente associabili per mezzo di rispettivi connettori, in corrispondenza di detta associazione l'estremità terminale di un primo conduttore essendo accoppiata all'estremità iniziale di un conduttore contiguo, costituendo detto cavo multipolare una bobina elettrica, il terminale di entrata e di uscita rispettivamente del primo e dell'ultimo conduttore di detto cavo multipolare afferendo all'esterno attraverso rispettivi cavi unipolari, detta bobina, in condizione di impiego, essendo chiusa ad anello su detto trasformatore e detto terminale di entrata e di uscita, rispettivamente di detto primo e di detto ultimo conduttore di detto cavo multipolare, essendo collegati ad una sorgente di alimentazione ausiliaria, la corrente di prova, erogata da detta sorgente, attraversando detti N conduttori, inducendo una corrispondente corrente elettrica nel detto trasformatore toroidale tale da generare l'intervento dell'unità stessa.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, del dispositivo per valutare il corretto funzionamento di unità di protezione di tipo differenziale, secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

la fig.1 rappresenta un'unità di protezione di tipo differenziale del tipo provvisto di un trasformatore toroidale di tipo noto;

la fig.2 rappresenta un elemento del dispositivo, secondo il trovato, in vista dall'alto;

la fig.3 rappresenta un primo schema circuitale di applicazione del dispositivo secondo il trovato; la fig.4 rappresenta un diverso schema circuitale di applicazione del dispositivo secondo il trovato.

Con particolare riferimento a tali figure è indicato globalmente con 1 un dispositivo per valutare il corretto funzionamento di un'unità di protezione 2 di tipo differenziale del tipo provvisto di un trasformatore toroidale 3.

Secondo il trovato, il dispositivo 1 comprende un cavo multipolare 4 costituito da N conduttori 5 le cui estremità sono reciprocamente associabili per mezzo di rispettivi connettori 6.

In corrispondenza di questa associazione l'estremità terminale 7 di un primo conduttore 8 è accoppiata all'estremità iniziale 9 di un conduttore contiguo 10.

Il cavo multipolare 4 costituisce quindi una bobina elettrica, in cui, il terminale di entrata 11 e di uscita 12, rispettivamente del primo 8 e dell'ultimo conduttore 13 di questo cavo multipolare 4, afferiscono all'esterno attraverso rispettivi cavi unipolari.

Le spire della bobina sono quindi costituite dagli N conduttori 5 del cavo multipolare 4.

Tale bobina in condizione di impiego, è chiusa ad anello sul trasformatore toroidale 3 e il terminale di entrata 11 e di uscita 12, rispettivamente del primo 8 e dell'ultimo 13 conduttore del cavo multipolare 4, sono collegati ad una sorgente di alimentazione ausiliaria 14.

La corrente di prova, erogata dalla sopraddetta sorgente 14, attraversando gli N conduttori 5, induce una corrispondente corrente elettrica nel trasformatore toroidale 3 tale da generare l'intervento dell'unità 2 stessa.

Più precisamente, la corrente di prova, erogata dalla sorgente 14, attraversando la bobina, le cui spire sono costituite dagli N conduttori, incrementa di N volte il campo magnetico prodotto dalla singola corrente di ogni spira, simulando di fatto l’effetto prodotto da una corrente N volte più grande, che attraversi una sola volta il trasformatore toroidale 3.

Tale valore della corrente di prova, il cui effetto è amplificato dalle N spire, causa quindi l'intervento dell'unità di protezione 2, ovvero lo sgancio dell'alimentazione controllata dall'unità di protezione 2 stessa.

Il vantaggio introdotto, quindi, dal dispositivo 1, secondo il trovato, è quello di ridurre il valore della corrente erogata dalla sorgente 14 consentendo così la realizzazione di dispositivi per valutare il corretto funzionamento di unità di protezione di tipo differenziale più economici e meno ingombranti.

I connettori 6 possono essere del tipo maschio e femmina, per consentire un rapido accoppiamento e disaccoppiamento delle estremità del cavo multipolare 4.

Tali connettori 6 possono essere del tipo preferibilmente scelto tra connettori DIN, connettori multipolari, e simili.

Tale terminale di entrata 11 e di uscita 12, rispettivamente del primo 8 e dell'ultimo conduttore 13 del cavo multipolare 4 possono comprendere mezzi di collegamento a una sorgente di alimentazione ausiliaria 14.

Più particolarmente, tale sorgente di alimentazione ausiliaria 14 può essere del tipo preferibilmente scelto tra un generatore di corrente ausiliario, la rete elettrica posta a valle dell'unità differenziale 2 da testare, e simili.

Il cavo multipolare 4 può comprende un numero di conduttori pari al rapporto fra la corrente di innesco dell'unità di protezione 2, valore di corrente da indurre nel trasformatore toroidale 3, e la corrente erogata dalla sorgente ausiliaria 14.

Secondo una soluzione di indubbio interesse pratico e applicativo, illustrata nell'allegata figura 4, in configurazione di impiego, un elettromagnete di interruzione 15 dell'unità di protezione 2 può essere collegato ad una fase 16 ed al neutro 17 della rete elettrica 18.

Sempre secondo la soluzione sopra descritta, in condizioni di impiego, alla stessa fase 16 può essere collegato un rispettivo cavo di entrata 19 di un generatore di corrente 20, uno di questi cavi unipolari può essere collegato all'uscita di questo generatore 20, l'altro di questi cavi unipolari può essere collegato al neutro 17 della rete elettrica 18.

Il cavo multipolare 4 può presentare una guaina esterna isolante flessibile per il facile trasporto e installazione.

I connettori 6 possono presentare, in corrispondenza della loro estremità libera, una cornice di protezione 21, in materiale isolante. Tale cornice 21 impedisce, quindi, che l'installatore venga a contatto diretto con l'estremità dei conduttori, e che quindi possa esporsi al rischio di folgorazione.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1 per valutare il corretto funzionamento di unità di protezione 2 di tipo differenziale, è di ingombro ridotto.

Positivamente, il dispositivo 1, secondo il trovato, consente di effettuare la valutazione mentre l'operatore è in condizioni di sicurezza. Utilmente, il dispositivo 1 per valutare il corretto funzionamento di unità di protezione di tipo differenziale richiede un ridotto valore della corrente di prova.

Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

Negli esempi di realizzazione illustrati singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno essere in realtà intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione.

Inoltre è da notare che tutto quello che nel corso della procedura di ottenimento del brevetto si rivelasse essere già noto, si intende non essere rivendicato ed oggetto di stralcio (disclaimer) dalle rivendicazioni.

In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.Dispositivo per valutare il corretto funzionamento di un'unità di protezione (2) di tipo differenziale del tipo provvisto di un trasformatore toroidale (3) caratterizzato dal fatto di comprendere un cavo multipolare (4) costituito da N conduttori (5) le cui estremità sono reciprocamente associabili per mezzo di rispettivi connettori (6), in corrispondenza di detta associazione l'estremità terminale (7) di un primo conduttore (8) essendo accoppiata all'estremità iniziale (9) di un conduttore contiguo (10), costituendo detto cavo multipolare (4) una bobina elettrica, il terminale di entrata (11) e di uscita (12) rispettivamente del primo (8) e dell'ultimo conduttore (13) di detto cavo multipolare (4) afferendo all'esterno attraverso rispettivi cavi unipolari, detta bobina, in condizione di impiego, essendo chiusa ad anello su detto trasformatore (3), e detto terminale di entrata (11) e di uscita (12), rispettivamente di detto primo (8) e di detto ultimo conduttore (13) di detto cavo multipolare (4), essendo collegati ad una sorgente di alimentazione ausiliaria (14), la corrente di prova, erogata da detta sorgente (14), attraversando detti N conduttori (5), inducendo una corrispondente corrente elettrica nel detto trasformatore toroidale (3) tale da generare l'intervento dell'unità (2) stessa. 2.Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti connettori (6) sono del tipo maschio e femmina, per consentire un rapido accoppiamento e disaccoppiamento delle estremità di detto cavo multipolare (4). 3.Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto terminale di entrata (11) e di uscita (12), rispettivamente di detto primo (8) e di detto ultimo conduttore (13) di detto cavo multipolare (4) comprendono mezzi di collegamento a una sorgente di alimentazione ausiliaria (14). 4.Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta sorgente di alimentazione ausiliaria (14) è del tipo preferibilmente scelto tra un generatore di corrente ausiliario, la rete elettrica posta a valle dell'unità differenziale da testare, e simili. 5.Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto cavo multipolare (4) comprende un numero di conduttori (5) pari al rapporto fra la corrente di innesco dell'unità di protezione (2), valore di corrente da indurre nel trasformatore toroidale (3), e la corrente erogata da detta sorgente ausiliaria (14). 6.Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che, in configurazione di impiego, un elettromagnete di interruzione (15) di detta unità di protezione (2) è collegato ad una fase (16) ed al neutro (17) della rete elettrica (18), alla stessa detta fase (16) essendo collegato un rispettivo cavo di entrata (19) di un generatore di corrente (20), uno di detti cavi unipolari essendo collegato all'uscita di detto generatore (20), l'altro di detti cavi unipolari essendo collegato al detto neutro (17) della rete elettrica (18). 7.Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto cavo multipolare (4) presenta una guaina esterna isolante flessibile per il facile trasporto e installazione. 8.Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti connettori (6) presentano in corrispondenza della loro estremità libera una cornice di protezione (21) in materiale isolante, detta cornice (21) impedendo che l'installatore venga a contatto diretto con dette estremità di detti conduttori (5).