ITLU20080013A1 - Sistema di sicurezza per l'alimentazione di energia elettrica ad impianti di unita' abitative singole o multiple (in particolare facenti parte di palazzi multipiano), per evitare che si possano avere tensioni di contatto pericolose sul nodo generale - Google Patents

Description

Titolo

SISTEMA DI SICUREZZA PER L‘ ALIMENTAZIONE DI ENERGIA ELETTRICA AD IMPIANTI DI UNITA’ ABITATIVE SINGOLE O MULTIPLE (IN PARTICOLARE FACENTI PARTE DI PALAZZI PER EVITARE CHE SI POSSANO AVERE TENSIONI DI CONTATTO PERICOLOSE SUL NODO GENERALE DI TERRA COMUNE E QUINDI SUL CONDUTTORE (CORDA) DI TERRA E SU TUTTI GLI IMPIANTI DI PROTEZIONE AI QUALI E' COLLEGATO.

Premesso che

ogni unità abitativa deve essere corredata almeno di un opportuno interrore differenziale talché una corrente di dispersione verso terra che possa verificarsi nell' unità abitativa debba fare intervenire. nei tempi di legge, il proprio differenziale, quando questa sia superiore «ila metà, del valore di targa,

Descrizione

Il sistema che garantisce la sicurezza contro tali tensioni, è costituito da un apparato volt-amperometrico collegato fra il nodo generale di terra ed il di neutro del trasformatore dell' ente distribute di energia elettrica

Tale sistema con il circuito di cui alia Fig, 1

rileva, istante per istante il valore della tensione fra questi due punti, che è funzione sia della corrente ( 1 D ) ris delle correnti di dispersione, sia della resistenza di terra (RA) e chiude i contatti 02- C4 per valori ragionevolmente prossimi alla tensione pericolosa, eventualmente con una segnalazione ottico e/o acustica.

Chiude il contatto C3 quando le correnti di dispersione ld (relative ad ogni appartamento) abbiano valori superiori al valore progettato. Tale chiusura comporta che venga tolta l'alimentazione al circuito considerato, (aprendo il relativo interruttore In) eventualmente attuata secondo un programma di apertura preferenziale,

-Nel caso di contatto di una fase con una parte metallica collegata all'impianto di protezione, si chiude il contatto C3 della centralina CENn corrispondente all' appartamento che ha avuto il guasto e si chiudono i contatti C2-C4 di tutte le centraline CENn, in quanto si sono superati i valori prossimi alla tensione pericolosa, Quindi si apre il corrispondente interruttore in ( dell’ appartamento che ha avuto il guasto ) .

La chiusura del contatto C1 di tutte le centraline CENn. che aprirebbero tutti gli interori In di tutto il condominio, avviene quando si superino i valori della tensione pericolosa. -Affinchè ciò non avvenga per il guasto relativo anche ad un solo appartamo , la chiusura di C1 è prerista coordinata, in ritardo , entro i limiti di tempo consentiti, rispetto al tempo di chiusura dei contatti C-3 , C2-C4,

apre comunque, con la chiusura del contatto C1 di ogni centralina (anche se non c'è dispersione oltre i limiti progettati, cioè , anche se il contatto C3 è aperto ) tutti i circuiti alimentati dall'ente: distributore di energia, che siano collegati con conduttore di protezione al nodo generale di terra, qualora la tensione di contatto raggiunga (o superi il valore pericoloso, eventualmente con intervento ritardato rispetto ai tempi di apertura degli interruttori (magnetatermici differenziali) esistenti a protezione degli impianti nei vari appartamenti , ma comunque coordinato, secondo la legge, in relazione alle curve di sicurezza;

-eventualmente può rilevare, istante per istante, il valore della, corrente di dispersione circolante sul conduttore di terra e, istante per istante, può rilevare il valore della resistenza di terra (RA). -apre tutti i circuiti (alimentari dall'ente distributore dì energia quando il valore della resistenza di terra assuma valori che, con la corrente circolarne sul conduttore di tetra, determini tensione pericolosa ( Λν = RA x Ip Caso particolare è la rottura del conduttore di terra,

-I contatti Ci, C2-C4, C3 sono previsti normalmente aperti per il tipo di funzionamento previsto negli esempi esposti.

In diversità da quanto sopra potrebbero essere anche con contatti normalmente chiusi

-Per maggiore sicurezza, anche per un sistema trifase, è opportuno considerare in progetto i valori della corrente di dispersione ( ID ) e della resistenza di terra (RA) che si avrebbero per una sola fase, senza tenere conto delle altre due fasi clic, sul nodo generale di terra, si possono compensare vettorialmente.

il sistema può essere facilmente realizzato con un apparato elettronico

Il sistema indicato B di cui all'esempio della Fig. 1 A è costituito da: 1) una centrate /CEG) (Fig. 1/ 1),

2) n.1 alimentatore della centrale;

3) un toroide CFG) attraversato dal conduttore generale di terra e collegato al misuratore di terra MR;

4) un circuito clic:, tramite la centrale CEG, collega il nodo generale di terra ed il neutro;

5) un misuratore di terra MR (Pìg, 1/ 2);

6) un toroide, per ogni impianto di appartamento, attraversato dalla relativa corda rii protezione e collegato alla rispettiva centralina GE

7) n.6 centraline CE, una per ogni impianto di appartamento; 8) dispositivi di apertura chiusura dell'alimentazione di energia agli impianti.

Funzionamento

Per valori della tensione ragionevolmente prossimi a quella pericolosa ( per la segnalazione ottico e/o acustico), la centrale CEG, rappresentata nella Fig. 1/ 1 (schemi a ) riceve il segnale Λv che sì rileva tra il nodo generale di terra ed il neutro, entra nel blocco 1 impiegato per la riduzione del segnale entro i limiti grossolani delle fasce di lavoro dei comparatori, realizzando anche un adattamento di impedenze tra la sorgente del segnale ed il comparatore.

Il segnale in uscita cosi pre- trattato entra nel blocco 2 soppressore di transitori

Nel successivo blocco 3, il segnale viene regolato a mezzo di potenziometri, ad un livello tale da fai scattare il pilotaggio finale alio sfioro delle due soglie fisse (- 9.00 Vce e 3.00 Vcc). L'impostazione dei livelli delle soglie e del livello di polarizzazione vengono stabiliti dal blocco 4 , come indicato nel part

Nota SC: Nella descrizione dei funzionamento dei comparatori, si fanno teso di soglie fìsse, cut vengano attribuiti valori numerici atti a chiarire la loro funzione.

Tali numeri sono puramente indicativi e non sono legati a nessun criterio di funzionamento.

Successivamente il segnale entra nel blocco decisivo 3⁄4 costituito da:

* n. 2 comparatori di livello ( 8.46 Vcc e 3.54 Vcc per le soglie e - 6 00 Vcc per il liveo di polarizzazne

* n. 1 OR che serializza le uscite dei errai paratori (vedi Fig K), Lo scopo di questo circuito é la rivelazione di due semi-sinusoidi, consecutive nel tempo e di ampiezza uguale all' intervallo tra le soglie.

Subito dopo questa consta tazione (due 1 stati contati dal contatore 6 che ha quindi triggerato il flip-- 8 se i due 1 sono stati registrati nel flip-flop prima de arrivo del reset 7 al contatore che altrimenti azzererebbe contatore e l'operaze dovrebbe iniziare di nuovo) abbiamo la garanzia che le due semisinusoidi sono uguali in ampiezza, simmetriche e consecutive e perciò individuano una sinusoide completa.

Nota; Si possono anche adoperare contatori a più “bit” per ottenere vari tipi di funzionamento.

La commutazione, quindi, all’uscita del flip-flop comanda un buffer 9 che alimenta sia il segnalatore ottico e/o acustico, come indicato ad esempio nello schema di Fig. 1 A, sia la bobina del contattore C2-C4 della centralina CENn

IL contatto Cd, azionato dal segnale uscente dal blocco B delia centrale CEG (Fig.1/1 ) è in serie ed contatto C3, che a sua volta è azionato tramite il blocco A1 della centralina CENn, dal segnale del toroide che è attraversato dalla corda di protezione del corrispondente appartamento.

Se tale segnale risulta superiore a quello progettato si chiude il contatto C3 e quindi si aziona lapertura dell'interrutore In corrispondente .

-Per valori delia tensione uguale o maggiore di quella pericolosa (per l'intervento definitivo), la centralo CEG, rappresentata nella Fig. 1/ 1 (schemi a blocchi ), riceve il segnale Δν che si rileva Ira il nodo generale di terra ed il neutro, entra nel blocco [1] impiegato per la riduzione del segnale entro i limiti grossolani delle fasce di lavoro dei comparatori, realizzando anche un adattamento di impedenze tra la sorgente del segnale ed il comparatore.

Il segnale: in uscita così pre- trattato entra nel blocco 2 l soppressore di transitori,

Nel successivo blocco 3, il segnale viene regolato, a mez di potenziometri, ad un livello tale da far scattare il pilotaggio finale allo sfioro delle due soglie fisse (+ 9,00 Vcc e 3,00 Vcc). L’impostazione dei livelli delle soglie e del livello di polarizzazione vengono stabiliti dai blocco 4 come indicato nel part-a

Vedere Nota SC

Successivamente il segnale entra nel blocco decisivo 10 costituito da:

* n.2 comparatori di livello (+ 9,00 Vcc e 3,00 Vcc per le soglie e 6,00 Vcc per livello di polarizzazione)

* π. 1 OR che serializza le uscite dei comparatori, (vedi Fig.K), Lo scopo di questo circuito è la rivelazione di due semi- sinusoidi, consecutive nel tempo e di ampiezza uguale all' intervallo tra le soglie,

Subito dopo questa constatazione (due 1 sono stati contati dal contatore 11 che ha quindi triggerato il flip-flop , 13) se i due 12 sono stati registrati nel flip-flop prima dell’arrivo del reset 12|al contatore (che altrimenti azzererebbe il coniatore e l' operazione dovrebbe iniziare dì nuovo), abbiamo la garanzia, che le due semi- sinusoidi sono uguali in ampiezza, simmetriche e consecutive e perciò individuano tuia sinusoide completa.

Nota: Si possono anche adoperare contatori a più “bit”' per ottenere vari, tipi di funzionamento .

La commutazione , all'uscita del flip flop comanda un buffer 14 che alimenta la bobina del contattore C1 (fig. 1A2centralina CENn. Il funzionamento della centralina CENn fig. 1A2 avviene come segue: Dopo segnale della tensione prossima a quella pericolosa, che comporta la chiusura dei contatti C2-C4 si ha :

* Se la corrente di dispersione dell'appartamento è superiore al valore progettato, il contatto C3 (dipendente dal blocco A1 con funzionamento similare a quello del blocco A della centrale CEG si chiude e conseguentemente sì apre il corrispondente interruttore In a manuale:

* Se invece non c'è dispersione maggiore di quella progettata per ogni appartamento, il contatto C3 rimane aperto, di conseguenza l'inte rruttore In (comandato dalla rellativa centralina CENn si apre solo quando il contatto C1 si è chiuso causa la tensione pericolosa.

- Nel caso di contatto ili urta fase con una parte metallica collegaia all' impianto di protezione, si chiudono i contatti, C3, C4 -- e quindi si apre l' interruttore in corrispondente.

Affinché il guasto relativo anche ad un solo appartamento, non comporti la chiusura di lutti i contatti C1 di tutti gli appartamenti, è previsto che la chiusura di tutti i contatti Gl sia coordinata, in ritardo, enfio i limiti di tempo consentiti, rispetto ai tempo di chiusura dei con tatti C3 C2-C4

-Per il rilvo della resistenza di terra RT il misuratore di terra MR, ad esempio rappresentato nella Fig.1/2 (schema a blocchi) rileva il valore della tensione tra il nodo generale di terra ed il neutro tramite il voltmetro digitale 1MR e lo invia al divisore 2MR; sul voltmetro digitale 3MR, tramite il toroide TG, un segnale proporzionale al valore delia corrente circolante sul conduttore generale di terra e lo invia al divisore 2MR.

Il divisore 2MR effettua la divisione ed invia il ritato al display (LCD) 4MR, che lo visualizza, in relazione ai tempi prefissati con il temporizzatore 5MR.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1) un primo circuito, che rileva la tensione, fra nodo generale di terra ed il neutro del trasformatore dell’ente distributore di energia elettrica con un sistema volt-amperometrico dotato di un appaiato potenziometrico con il quale si stabiliscono livelli di tensione corrispondenti al valori ragionevolmente inferiori a quelli pericolosi. Il superamento di questi livelli aziona i dispositivi elettromeccanici per l’attivazione di una segnalazione ottica e/o acustica ed attivano un consenso per togliere tensione ai circuiti di ogni appartamento che abbiano un livello di corrente di dispersione superiore a quello progettato (eventualmente con un sistema preferenziale) . 2) un secondo circuito, analogo a quello della rivendicazione 1, che rileva la tensione fra nodo generale di terra ed il neutro del trasformatore dell'ente distributore di energia elettrica con un sistema volt-amperometrico dotato di un apparato potenziometrico con il quale si stabiliscono livelli di tensione corrispondenti ai valori, pericolosi. Il superamento di questi livelli aziona i dispositivi elettroni eocenici, a riarmo manuale, che tolgono tensione a tutte le unità abitative. 3) un terzo circuito, analogo a quelli delle rivendicazioni 1 e 2, che rileva la corrente di dispersione circolante sul conduttore di protezione di ogni unità abitativa, dotato di un apparato popenziometrico con il quale si stabiliscono livelli di corrente di dispersione superiori a quelli progettati. Il superamento di questi livelli aziona il dispositivo elettromeccanico che, in serie al consenso di cui alla rivendicazione 1, toglie energia all’unità abitativa. 4) Apparato per la misurazione della resistenza di terra, che digitalizza il valore della tensione fra nodo generale di terra e neutro e la corrente circolante sul conduttore generale di terra, proveniente dal toroide relativo. Successivamente viene effettuata la divisione dei valori ottenuti; cioè; tensione / corrente = resistenza risultato viene rappresentato sul display alfa- numerico, Nota I risultati ottenuti possono essere raggiunti agevolmente con una circuiteria completamente digitale (microprocessori, etc.). Questo sistema offre l possibilità di progra dei livelli d 'intervento e di controllare il funzionamento sia localmente che da postazioni remote, con grandi vantaggi di sicurezza ed economici.