ITMI20081092A1 - CONTROL DEVICE FOR AUTOMATIC RESET EQUIPMENT - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: DESCRIPTION of the industrial invention entitled:
DISPOSITIVO DI CONTROLLO PER APPARECCHIATURE DI RIARMO AUTOMATICO CONTROL DEVICE FOR AUTOMATIC RESET EQUIPMENT
TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di controllo per apparecchiature di riarmo automatico. The present invention refers to a control device for automatic reset equipment.
Come è noto gli impianti elettrici, sia domestici sia industriali sono dotati di dispositivi di protezione atti ad impedire che una corrente di guasto possa provocare pericolo per gli utenti ed i carichi collegati alla linea elettrica,, As is known, electrical systems, both domestic and industrial, are equipped with protection devices designed to prevent a fault current from causing danger to users and loads connected to the power line.
In sostanza, al rilevamento della presenza della corrente di guasto, il dispositivo di protezione provvede ad effettuare lo sgancio della linea, interrompendo quindi l'alimentazione al carico o ai carichi disposti a valle,. Basically, upon detecting the presence of the fault current, the protection device disconnects the line, thus interrupting the power supply to the load or loads arranged downstream.
Successivamente all'intervento, ed una volta ripristinate le condizioni operative corrette per l'impianto, il dispositivo di protezione deve essere riarmato, After the intervention, and once the correct operating conditions for the system have been restored, the protection device must be reset,
Sono state sviluppate apparecchiature che consentono di riarmare in modo automatico un dispositivo di protezione a seguito di un suo sgancio, previa verifica del corretto funzionamento dell'impianto Equipment has been developed that allows automatic rearming of a protection device following its release, after verifying the correct operation of the system.
Nell'ambito dello sviluppo di tali apparecchiature di riarmo automatico con controllo di guasto nell'impianto preventivamente alla richiusura del dispositivo di protezione associato, sorge la necessità di impiegare soluzioni circuitali affidabili, semplici ed economiche per l'identificazione di guasti di isolamento verso terra (correnti di dispersione verso terra) e di guasti per sovracorrenti (correnti di sovraccarico o cortocircuito) As part of the development of such automatic reset equipment with fault control in the system prior to the reclosing of the associated protection device, the need arises to use reliable, simple and inexpensive circuit solutions for identifying ground insulation faults ( earth leakage currents) and faults due to overcurrents (overload or short-circuit currents)
Il brevetto europeo EP-1569314, a nome di questa stessa Richiedente, descrive un metodo per la rilevazione di guasti di isolamento verso terra,. European patent EP-1569314, in the name of this same Applicant, describes a method for detecting ground insulation faults.
I dispositivi di riarmo automatico attualmente in commercio, in grado di rilevare guasti per sovracorrenti, verificano la presenza di cortocircuito nell'impianto a valle mediante la misura della corrente che circola in esso. The automatic reset devices currently on the market, capable of detecting faults due to overcurrents, verify the presence of a short-circuit in the downstream system by measuring the current circulating in it.
Tale misura viene effettuata solo a seguito dell'apertura automatica per guasto del dispositivo di protezione associato, This measurement is carried out only after the automatic opening due to a fault of the associated protection device,
La corrente viene generata dal dispositivo di riarmo automatico, attraverso un circuito di controllo elettronico, alimentando il circuito a valle per mezzo di un trasformatore monofase di isolamento a bassissima tensione di sicurezza,. The current is generated by the automatic reset device, through an electronic control circuit, feeding the downstream circuit by means of a single-phase isolation transformer with very low safety voltage.
II valore della corrente circolante dipenderà ovviamente dal valore dell'impedenza del circuito a valle The value of the circulating current will obviously depend on the impedance value of the downstream circuit
Il costruttore stabilisce a questo punto una "soglia di corrente di riarmo", al di sopra della quale il dispositivo dì riarmo automatico richiude il dispositivo dì protezione associato, e al di sotto della quale la richiusura automatica del dispositivo di protezione associato viene inibita., At this point the manufacturer establishes a "reset current threshold", above which the automatic reset device closes the associated protection device, and below which the automatic reclosure of the associated protection device is inhibited.
I dispositivi di riarmo automatico siffatti sono in pratica utilizzati soltanto con interruttori bipolari Such automatic reclosers are in practice used only with two-pole switches
Infatti, nei sistemi di distribuzione trifase o trifase neutro {Li, L2, L3, N), tale soluzione trova notevoli difficoltà di applicazione nei dispositivi di riarmo automatico da associare a dispositivi di protezione tripolari e tetrapolari (3P, 3P+N, 4P), a causa delle dimensioni ingombranti e dei costi elevati che assumerebbe In fact, in three-phase or three-phase neutral distribution systems (Li, L2, L3, N), this solution finds considerable difficulties in application in automatic reset devices to be associated with three-pole and four-pole protection devices (3P, 3P + N, 4P) , due to the bulky dimensions and the high costs it would assume
Si rende infatti necessario l'impiego di un trasformatore trifase con tre distinti circuiti di misura, uno per ciascuna fase, o in alternativa una soluzione che preveda un trasformatore monofase con commutazione alternata di relè per la verifica di tutte le combinazioni di guasto possibili (L1-L2, L1-L3, L2-L3, Ll-N, L2-N, L3-N) It is in fact necessary to use a three-phase transformer with three distinct measurement circuits, one for each phase, or alternatively a solution that includes a single-phase transformer with alternating relay switching for the verification of all possible fault combinations (L1 -L2, L1-L3, L2-L3, Ll-N, L2-N, L3-N)
Compito della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di controllo che, applicato ad una apparecchiatura di riarmo automatico, superi gli inconvenienti della tecnica nota citata The aim of the present invention is to provide a control device which, when applied to an automatic reset apparatus, overcomes the drawbacks of the aforementioned prior art.
Nell'ambito di tale compito, uno scopo dell'invenzione, è quello di realizzare un dispositivo che, associato ad un dispositivo di protezione di un impianto, sia in grado di rilevare guasti per sovracorrenti senza incorrere nei problemi ed inconvenienti dei sistemi della tecnica nota, Within this aim, an object of the invention is to provide a device which, associated with a protection device of a plant, is capable of detecting faults due to overcurrents without incurring the problems and drawbacks of the systems of the prior art. ,
Un altro scopo dell'invenzione è quello di realizzare un dispositivo che risulti affidabile, economico e di facile realizzazione Another object of the invention is to provide a device which is reliable, economical and easy to manufacture
Un altro scopo ancora è quello di realizzare un dispositivo che consenta di ridurre notevolmente i tempi di rilevazione del guasto per sovracorrente, entrando di fatto in funzione contemporaneamente all'apertura del dispositivo di protezione. Yet another object is to provide a device which allows to considerably reduce the detection times of the fault due to overcurrent, actually starting to function simultaneously with the opening of the protection device.
Un ulteriore scopo dell'invenzione è quello di realizzare un dispositivo che permetta di effettuare una regolazione fine della soglia di corrente di guasto che provoca l'azionamento del dispositivo, discriminando eventuali valori di corrente di sovraccarico da valori di corrente di cortocircuito, A further object of the invention is to provide a device that allows to perform a fine adjustment of the fault current threshold which causes the device to be activated, discriminating any overload current values from short-circuit current values,
Un altro scopo dell'invenzione è quello di realizzare un dispositivo che possa essere associato a qualsiasi tipo di dispositivo di protezione e che permetta di rilevare qualsiasi combinazione di guasto nel circuito, Another object of the invention is to provide a device that can be associated with any type of protection device and that allows any combination of faults in the circuit to be detected,
Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo che, per le sue peculiari caratteristiche realizzative, sia in grado di assicurare le più ampie garanzie di affidabilità e di sicurezza nell'uso. Another object of the present invention is to provide a device which, due to its particular constructive characteristics, is capable of ensuring the greatest guarantees of reliability and safety in use.
Questi scopi ed altri che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un dispositivo di controllo per apparecchiature di riarmo automatico caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di gruppi elettromeccanici ciascuno dei quali è elettricamente collegato ad una fase di un impianto elettrico, detti gruppi elettromagnetici essendo cinematicamente connessi ad un cinematismo di azionamento di un microinterruttore atto a comandare un dispositivo di controllo elettronico di un'apparecchiatura di riarmo associata ad un dispositivo di protezione dell'impianto; ciascuno di detti gruppi elettromeccanici opera indipendentemente dagli altri gruppi elettromeccanici ed è atto ad utilizzare un campo elettromagnetico generato dalla corrente di guasto nella fase ad esso collegata per agire su detto cinematismo operante su detto microinterruttore che è operativamente connesso a detto dispositivo di controllo elettronico di detta apparecchiatura di riarmo. These purposes and others which will appear better later, are achieved by a control device for automatic reset equipment characterized in that it comprises a plurality of electromechanical units, each of which is electrically connected to a phase of an electrical system, said electromagnetic units being kinematically connected to a kinematic mechanism for activating a microswitch adapted to control an electronic control device of a reset apparatus associated with a protection device of the plant; each of said electromechanical units operates independently of the other electromechanical units and is able to use an electromagnetic field generated by the fault current in the phase connected to it to act on said mechanism operating on said microswitch which is operatively connected to said electronic control device of said reset equipment.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, dell'invenzione, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui: Further characteristics and advantages will become clearer from the description of preferred, but not exclusive, embodiments of the invention, illustrated by way of non-limiting indication in the accompanying drawings, in which:
la figura 1 è una vista prospettica del dispositivo di controllo secondo la presente invenzione; Figure 1 is a perspective view of the control device according to the present invention;
la figura 2 è una vista prospettica posteriore del dispositivo di controllo; Figure 2 is a rear perspective view of the control device;
la figura 3 è una vista prospettica, in esploso, del dispositivo di controllo; Figure 3 is an exploded perspective view of the control device;
la figura 4 è una vista frontale, sezionata, del dispositivo di controllo con i gruppi elettromeccanici in condizione non attivata; Figure 4 is a sectional front view of the control device with the electromechanical units in a non-activated condition;
la figura 5 è una vista simile alla precedente ma illustrante il dispositivo in condizione di attivazione di una fase; figure 5 is a view similar to the previous one but illustrating the device in a phase activation condition;
la figura 6 è una vista prospettica di un gruppo elettromeccanico e del relativo morsetto.. figure 6 is a perspective view of an electromechanical unit and of the relative terminal.
Con riferimento alle figure citate, il dispositivo di controllo secondo l'invenzione, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende un corpo di contenimento costituito da una base 2 chiusa da un coperchio 3 con l'interposizione di una ìnterbase 7„ With reference to the aforementioned figures, the control device according to the invention, generally indicated with the reference number 1, comprises a containment body consisting of a base 2 closed by a lid 3 with the interposition of an interbase 7 "
La base 2, il coperchio 3 e l'interbase 7 definiscono una pluralità di sedi 4 per rispettivi gruppi elettromeccanici 5 che risultano associati a rispettivi morsetti 6., The base 2, the cover 3 and the shortstop 7 define a plurality of seats 4 for respective electromechanical groups 5 which are associated with respective terminals 6.,
Un microinterruttore 8 è comandato da una leva di azionamento 9 la quale comprende una pluralità di sedi di impegno 10 per rispettive bielle di trasmissione 11. A microswitch 8 is controlled by an actuation lever 9 which comprises a plurality of engagement seats 10 for respective transmission connecting rods 11.
Ciascuna biella di trasmissione 11 è associata al rispettivo gruppo elettromeccanico 5 tramite un traversino 12 che collega il nucleo mobile 13 del gruppo elettromeccanico alla biella stessa, Ciascun gruppo elettromeccanico 5 comprende un mantello 14, costituito da una piastra metallica piegata, che contiene il nucleo mobile 13, un nucleo fisso 15, una bobina 16 ed un rocchetto 17. Each transmission connecting rod 11 is associated with the respective electromechanical assembly 5 by means of a crossbar 12 which connects the movable core 13 of the electromechanical assembly to the connecting rod itself. 13, a fixed core 15, a coil 16 and a spool 17.
Il movimento assiale del nucleo mobile 13 è contrastato da una molla di contrasto 18 il cui precarico è regolabile tramite un grano di regolazione 19 per effettuare la regolazione della soglia magnetica, come verrà descritto in seguito. The axial movement of the mobile core 13 is opposed by a contrast spring 18 whose preload is adjustable by means of an adjusting dowel 19 to adjust the magnetic threshold, as will be described below.
Ciascun grano di regolazione 19 è accessibile dall'esterno tramite una rispettiva apertura 21 praticata nella base 2 e dotata di un tappo 22. Each adjustment dowel 19 is accessible from the outside through a respective opening 21 made in the base 2 and equipped with a plug 22.
Il gruppo elettromeccanico è collegato al rispettivo morsetto 6 tramite un terminale a doppia L 20„ The electromechanical assembly is connected to the respective terminal 6 via a double L 20 "terminal
Il microinterruttore 8 è collegato ad una scheda 23 cablata per il collegamento con l'esterno The microswitch 8 is connected to a board 23 wired for connection with the outside
Secondo la presente invenzione, ciascun gruppo elettromeccanico sfrutta il campo elettromagnetico generato dalla corrente di guasto, costituito essenzialmente da due componenti principali: il primo componente costituito dai due elementi elettromagnetici, il nucleo fisso 15 ed il nucleo mobile 13, interessati dal campo elettromagnetico generato dalla corrente di guasto, ed il cinematismo di azionamento, che comprende la leva 9, le bielle 11 ed i traversini 12, According to the present invention, each electromechanical group exploits the electromagnetic field generated by the fault current, essentially consisting of two main components: the first component consisting of the two electromagnetic elements, the fixed core 15 and the movable core 13, affected by the electromagnetic field generated by the fault current, and the operating mechanism, which includes the lever 9, the connecting rods 11 and the cross members 12,
La forza originata dal campo elettromagnetico, per interazione tra elemento elettromagnetico fisso e mobile, provoca il movimento dell'elemento elettromagnetico mobile 13 che agisce sul leverismo operante direttamente sul microinterruttore 8 che è operativamente connesso al dispositivo di controllo elettronico dell'apparecchiatura di riarmo, non visibile nelle figure. The force originating from the electromagnetic field, by interaction between the fixed and mobile electromagnetic element, causes the movement of the mobile electromagnetic element 13 which acts on the lever mechanism which operates directly on the microswitch 8 which is operatively connected to the electronic control device of the reset device, not visible in the figures.
In questo modo, il dispositivo di controllo elettronico rileva il segnale proveniente dal microinterruttore 8 ed inibisce immediatamente la richiusura automatica del dispositivo di protezione associato all'apparecchiatura di riarmo., In this way, the electronic control device detects the signal coming from the microswitch 8 and immediately inhibits the automatic reclosing of the protection device associated with the reset device.
Un dispositivo siffatto, oltre ad essere affidabile, economico e di facile realizzazione, consente di ridurre notevolmente i tempi di rilevazione del guasto per sovracorrente, dal momento che entra in funzione contemporaneamente all'apertura del dispositivo di protezione In addition to being reliable, economical and easy to manufacture, such a device allows to considerably reduce the detection time of the fault due to overcurrent, since it comes into operation at the same time as the opening of the protection device.
La presenza del grano di regolazione magnetico 19, consente di effettuare una regolazione fine della soglia di corrente di guasto che provoca l'azionamento del dispositivo, discriminando eventuali valori di corrente di sovraccarico da valori dì corrente di cortocircuito „ The presence of the magnetic adjustment dowel 19 allows for a fine adjustment of the fault current threshold which causes the device to be activated, discriminating any overload current values from short-circuit current values.
I gruppi elettromeccanici 5 di rilevamento guasto risultano inoltre indipendenti tra di loro, e non interferiscono, e quindi non si ostacolano, sul cinematismo di azionamento interno. The electromechanical units 5 for detecting failure are also independent of each other, and do not interfere, and therefore do not hinder each other, on the internal drive mechanism.
In questo modo tutte le combinazioni di guasto di cui sopra, possono essere rilevabili dal dispositivo, che risulta associabile a qualsiasi tipo di dispositivo di protezione (IP, 1P+N, 2P, 3P, 3P+N, 4P)„ In this way, all the above combinations of faults can be detected by the device, which can be associated with any type of protection device (IP, 1P + N, 2P, 3P, 3P + N, 4P) "
Si è in pratica constatato come l'invenzione raggiunga il compito e gli scopi prefissati, In practice it has been found that the invention achieves the intended aim and objects,
II dispositivo secondo l'invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti,. The device according to the invention is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements.
Naturalmente i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica „ Naturally, the materials used, as well as the dimensions, may be any according to the requirements and the state of the art "
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