ITMI961072A1 - Disposizione circuitale per reti alimentate a tensione alternata con un conduttore di fase, un conduttor neutro e un conduttore di - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda una disposizione circuitale per reti .alimentate a tensione alternata alimentate anche con corrente trifase, con un conduttore di fase, un conduttore neutro ed un conduttore di protezione, ove come dispositivo di protezione contro sovratensione sono collegate resistenze dipendenti dalla tensione, in particolare varistori, ed uno scaricatore di sovratensione (scaricatore di sovratensione riempito con gas), in quanto il conduttore di fase ed il conduttore neutro sono posti sul conduttore di protezione tramite rispettivamente una resistenza dipendente dalla tensione ed uno scaricatore di sovratensione, preferibilmente uno scaricatore di sovratensione comune, ove inoltre il dispositivo di protezione contro sovratensione è collegato all'estremità o vicino all'estremità del tratto di linea costituito da conduttore di fase, conduttore neutro e conduttore di protezione, al quale tratto è collegabile un'utenza per esempio mediante una spina, ove allo scopo di una misurazione della resistenza di isolamento del tratto di linea, il tratto di linea viene diviso dalla sorgente di tensione alternata e viene collegato ad una sorgente di tensione continua di misura.

Una disposizione circuitale per la protezione da sovratensioni è nota per esempio dalla pubblicazione brevettuale DE 35 39421 A1. In una simile disposizione circuitale come resistenze dipendenti dalla tensione sono previsti varistori. Tali disposizioni circuitali servono alla protezione da sovratensioni in apparecchi sensibili, ove sovratensioni vengono provocate per esempio da caduta di fulmini. Tali disposizioni circuitali sono note sotto forma di scaricatori di sovratensione innestabili, che vengono impiegati per esempio in impianti di distribuzione di corrente nel punto centrale. Sono note anche esecuzioni, nelle quali una disposizione circuitale è alloggiata in un adattatore innestabile, che è innestabile in una presa normale. Le utenze corrispondenti vengono innestate allora in una corrispondente presa dell'adattatore, affinchè gli apparecchi siano protetti da sovratensioni. Sono anche noti impianti, nei quali per esempio il circuito di protezione contro sovratensione è integrato nel circuito di una presa o simili.

In una disposizione circuitale secondo il preambolo della rivendicazione 1, in caso di reti di corrente alimentate a tensione alternata con almeno un conduttore di fase, un conduttore neutro ed un conduttore di protezione, viene previsto un circuito di protezione che è costituito rispettivamente da un varistore fra conduttore di fase e conduttore di protezione, un varistore fra conduttore neutro e conduttore di protezione. Inoltre ciascun varistore applicato al conduttore di protezione con interposizione di uno scaricatore di sovratensione. Preferibilmente in questo caso è previsto soltanto un singolo scaricatore di sovratensione, mediante il quale entrambi i varistori sono applicati al conduttore di protezione. Tali circuiti di protezione contro sovratensione si sono affermati nello stato della tecnica.

Dalla DIN VDE 0100 Parte 600, in particolare pagina 7, si può rilevare che, in caso di corrispondenti sistemi di conduttori, ad intervalli determinati è necessaria una misurazione della resistenza di isolamento. A tal scopo la resistenza di isolamento deve venire misurata fra i conduttori di fase ed il conduttore di protezione, il conduttore neutro ed il conduttore di protezione nonché fra i conduttori di fase (se ne sono presenti più di uno) ed il conduttore neutro. In reti, nelle quali sono installati dispositivi di protezione contro sovratensione con resistenze dipendenti dalla tensione, è necessario togliere gli scaricatori di sovratensione corrispondenti prima della misurazione della resistenza di isolamento. Questo è possibile in modo semplice se si tratta di dispositivi di protezione contro sovratensione innestabili, che possono venire tolti in modo semplice prima della misurazione corrispondente. Riguardo a tali dispositivi di protezione contro sovratensione i quali, per esempio integrati in prese, sono installati in modo fisso, una tale rimozione dalla rete di conduttori è possibile soltanto con elevato dispendio.

Una misurazione della resistenza di isolamento è però ragionevolmente possibile soltanto quando i dispositivi di protezione contro sovratensione, in particolare le resistenze dipendenti dalla tensione, sono tolti, poiché altrimenti attraverso questi può fluire una corrente e quindi l'effettivo isolamento fra i singoli conduttori non può venire determinato. Per l'esecuzione della misurazione della resistenza di isolamento innanzitutto l'intero circuito di corrente viene separato dal punto di tensione alternata e quindi collegato con una sorgente di tensione continua. In questo caso viene applicata alla rete una tensione continua di misura di 500 Volt e viene misurata la resistenza di isolamento.

A partire da questo stato della tecnica, alla base dell'invenzione vi è il compito di realizzare una disposizione circuitale del tipo indicato, in cui senza rimozione dei dispositivi di protezione contro sovratensione, in particolare delle resistenze dipendenti dalla tensione, sia possibile misurare la resistenza di isolamento della rete.

Per la soluzione di questo compito l'invenzione propone che nel conduttore di fase o nel conduttore neutro, vicino al punto di allacciamento della resistenza dipendente dalla tensione - in direzione di passaggio della corrente davanti a questa - o nel collegamento di linea, che parte dal conduttore di fase o dal conduttore neutro verso la resistenza dipendente dalla tensione, sia inserito un interruttore, mediante il quale sia apribile il collegamento di linea fra conduttore di fase e resistenza dipendente dalla tensione rispettivamente conduttore neutro e conduttore di fase rispettivamente conduttore neutro e resistenza dipendente dalla tensione.

Il principio di questa disposizione circuitale consiste nel fatto che la zona dell'unità di installazione, in cui è collegato il dispositivo di protezione contro sovratensione, è separabile dalla rete di conduttori restante mediante un interruttore, che è azionabile manualmente o anche automaticamente. Se nella rete di conduttori corrispondente deve venire misurata la resistenza di isolamento, mediante azionamento dell'interruttore il dispositivo di protezione contro sovratensione o almeno le resistenze dipendenti dalla tensione possono venire separate dalla rete di conduttori restante, affinchè la rete di conduttori sia a disposizione per la misurazione della resistenza di isolamento. Dopo l'esecuzione della misurazione, mediante corrispondente commutazione dell'interruttore il dispositivo di protezione contro sovratensione può venire collegato nuovamente. Il circuito di protezione contro sovratensione in questo caso è disposto preferibilmente nella zona di un punto di collegamento per utenze, per esempio nell'impianto di una presa, affinchè la rete di conduttori, che termina in questa presa, venga separata dal dispositivo di protezione contro sovratensione. Mediante questa misura è quindi possibile in modo semplice eseguire la tradizionale misurazione della resistenza di isolamento, in quanto la rete di conduttori corrispondente viene separata dalla sorgente di tensione alternata e viene collegata ad una sorgente di tensione continua con tensione continua di misura. Scaricatori di sovratensione o simili innestabili, eventualmente presenti nella rete di conduttori, possono venire tolti facilmente prima della misurazione della resistenza di isolamento e nuovamente installati a misurazione avvenuta.

Naturalmente è anche possibile integrare la disposizione circuitale secondo l'invenzione in tali scaricatori di sovratensione innestabili.

Un perfezionamento particolarmente preferito dell'invenzione viene visto nel fatto che l'interruttore è accoppiato con un mezzo elettrico o elettronico, mediante il quale l'interruttore, quando il tratto di linea è collegato alla sorgente di tensione alternata, viene chiuso e, in caso di tratto di linea collegato alla sorgente di tensione continua di misurazione, viene aperto.

Mediante questa esecuzione è possibile, soltanto mediante cambio della sorgente di tensione da sorgente di tensione alternata a sorgente di tensione continua, commutare l'interruttore corrispondente, cosicché in caso di un'alimentazione della rete con tensione continua, il dispositivo di protezione contro sovratensione, in particolare le sue resistenze dipendenti dalla tensione, sono separati dal tratto di linea da misurare. Dopo il collegamento di questo tratto di linea alla sorgente di tensione alternata, l'interruttore viene chiuso nuovamente mediante i mezzi elettronici o elettrici, affinchè il dispositivo di protezione contro sovratensione sia nuovamente collegato al tratto di linea.

Un perfezionamento preferito in certe circostante viene visto nel fatto che l'interruttore è accoppiato con un relè come mezzo elettrico, che è inserito in un collegamento di linea fra conduttore di fase e conduttore neutro, ed al quale è collegato in serie un condensatore ed eventualmente una resistenza addizionale.

Un'alternativa preferita a tale scopo viene vista nel fatto che l'interruttore è eseguito come interruttore elettronico e, come mezzo elettrico, un mezzo di commutazione per l'interruttore è inserito in un collegamento di linea fra conduttore di fase e conduttore neutro, al quale mezzo di commutazione è collegato in serie un condensatore eventualmente con resistenza addizionale.

In questo caso è previsto preferibilmente che come interruttore elettronico e mezzo di commutazione sia previsto un triac con accoppiatore ottico con mezzo emettente luce integrato.

Inoltre è preferibilmente previsto che come mezzo emettente luce, un diodo luminoso, contenuto nel triac con accoppiatore ottico, sia inserito attraverso un circuito raddrizzatore, costituito da resistenza addizionale capacitiva, raddrizzatore ed impedenza caratteristica.

Per assicurare che in caso di una caduta di tensione nella rete di conduttori corrispondente ed in caso di una sovratensione manifestantesi contemporaneamente, il circuito di protezione sia efficace anche nello stato privo di tensione, è inoltre previsto che in parallelo all'interruttore sia collegato uno scaricatore di sovratensione, cosicché in caso di una sovratensione manifestantesi ed altrimenti nello stato privo di tensione del circuito, l'interruttore aperto sia ponticellato o cavallottato.

Grazie a questo scaricatore di sovratensione supplementare in caso di una mancanza di tensione nella rete di conduttori corrispondente e di una sovratensione manifestantesi nella rete di conduttori, per esempio in caso di caduta di fulmini diretta nell'impianto di protezione dai fulmini dell'edificio, viene ponticellato l'interruttore aperto e quindi viene attivato il circuito di protezione anche nello stato privo di tensione. Dopo una sollecitazione di tensione impulsiva corrispondente, lo scaricatore di sovratensione si spegne e lo stato privo di tensione è nuovamente instaurato. E' quindi assicurata una protezione contro sovratensione permanente.

Esempi di esecuzione della disposizione circuitale secondo l'invenzione sono mostrati nelle figure da 1 a 6.

La figura 7 mostra una disposizione circuitale con protezione contro sovratensione secondo lo stato della tecnica.

Nel caso della disposizione circuitale mostrata in figura 7, si tratta di una disposizione circuitale con dispositivo di protezione contro sovratensione, che è installato in maniera fissa nella zona di una presa. I morsetti di collegamento corrispondenti o contatti da 1 a 6 sono da collegare con i conduttori di fase L, conduttori neutri N e conduttori di protezione PE che conducono alla presa, ove d'altro canto sono a disposizione i contatti che sono collegabili con i corrispondenti contatti di collegamento della presa o simili. Come dispositivo di protezione contro sovratensione sono collegate resistenze V1, V2 dipendenti dalla tensione sotto forma di varistori, ed uno scaricatore di sovratensione F (scaricatore di sovratensione riempito con gas). In questo caso il conduttore di fase L ed il conduttore neutro N sono applicati al conduttore di protezione di volta in volta tramite una resistenza V1 rispettivamente V2 dipendente dalla tensione ed uno scaricatore di tensione F comune. La forma di esecuzione rappresentata nelle figure del disegno viene indicata complessivamente come dispositivo di protezione contro sovratensione. Questo è collegato all'estremità o vicino all'estremità del tratto di linea costituito da conduttore di fase L, conduttore neutro N e conduttore di protezione PE, a cui è collegabile un'utenza, per esempio attraverso una presa.

Allo scopo di una misurazione della resistenza di isolamento dell’intero tratto di linea, l'intero tratto di linea viene separato dalla sorgente di tensione alternata e collegato ad una sorgente di tensione continua di misura. Se questo viene effettuato nel caso di una disposizione circuitale secondo la figura 7, allora correnti possono fluire attraverso le resistenze V1 e V2 dipendenti dalla tensione, cosicché viene simulato un isolamento insufficiente della rete. Per escludere questo sono previste secondo l'invenzione disposizioni circuitali secondo le figure da 1 a 6.

In questo caso preferibilmente nel conduttore di fase L o anche nel conduttore neutro N, vicino al punto di allacciamento 7 rispettivamente 8 della o delle resistenza/e VI e V2 dipendente/i dalla tensione, prima di questo punto di allacciamento 7 rispettivamente 8 - visto nella direzione di passaggio della corrente - è inserito un interruttore S1 o contatto di commutazione (figura 1, figura 3, figura 5) o un tale interruttore S1 rispettivamente contatto di commutazione è inserito nell'allacciamento di linea, che parte dal conduttore di fase L o conduttore neutro N verso la resistenza V1 rispettivamente V2 dipendente dalla tensione davanti al punto di contatto 9, che conduce allo scaricatore di sovratensione S ed al conduttore di protezione PE. Mediante questo interruttore SI può venire interrotto il collegamento di linea fra conduttori di fase L e resistenza VI rispettivamente V2 dipendente dalla tensione rispettivamente fra conduttore neutro e conduttore di fase N, L rispettivamente fra conduttore neutro N e resistenza V1, V2 dipendente dalla tensione.

Come interruttore S1 può essere previsto per esempio anche un interruttore azionabile manualmente.

In una prima forma di esecuzione preferita dell'invenzione, secondo le figure 1, 2 nonché 5 e 6, l'interruttore S1 è accoppiato con un mezzo elettrico, mediante il quale l'interruttore S1 è chiuso in caso di tratto di linea collegato alla sorgente di tensione alternata e viene aperto in caso di tratto di linea collegato alla sorgente di tensione continua di misura. A tale scopo, nelle forme di esecuzione indicate, l'interruttore S1 è accoppiato con un relè K1 come mezzo elettrico, che è inserito in un collegamento di linea fra conduttore di fase L e conduttore neutro N ed al quale è collegato in serie un condensatore C ed una resistenza addizionale R1. In questa forma di esecuzione, quando tensione alternata è collegata alla rete, fluisce una ridotta corrente attraverso il condensatore C, cosicché il relè K1 scatta e l'interruttore S1 viene chiuso dal relè. Il circuito di corrente è quindi chiuso ed il dispositivo di protezione contro sovratensione è in funzione

Se il tratto di linea allo scopo della misurazione di isolamento viene separato dalla sorgente di tensione alternata e viene collegato ad una sorgente di tensione continua, allora attraverso il condensatore C non fluisce alcuna corrente. Il relè K1 è quindi inattivo e l’interruttore S1 è aperto, cosicché il circuito di sovratensione è interrotto.

In conseguenza di ciò può venire eseguita la misurazione di isolamento, senza che i risultati di misura vengano disturbati dai varistori VI o V2

Nel caso della disposizione circuitale secondo le figure 3 e 4, l'interruttore è eseguito come interruttore T1 elettronico, e come mezzo elettrico è inserito un mezzo di commutazione per l'interruttore T1 in un collegamento di linea fra conduttore di fase L e conduttore neutro N. Come interruttore elettronico e mezzo di commutazione è previsto qui un triac TR con comando ottico (triac con accoppiatore ottico) con mezzo emettente luce integrato (LED). Il mezzo emettente luce LED è un diodo luminoso. L'elemento di commutazione del triac con accoppiatore ottico (triac) è collegato nel collegamento di linea fra conduttore di fase L e conduttore neutro N, mentre l'elemento di comando (LED integrato) viene fatto funzionare attraverso un circuito raddrizzatore (G). Anche con una simile disposizione circuitale, in caso di collegamento del circuito ad una sorgente di tensione alternata, si ottiene un ridotto flusso di corrente con l'ausilio del circuito raddrizzatore (G), per cui viene attivato il LED e viene acceso il triac TR. Quando il circuito viene fatto funzionare con una tensione alternata, allora il LED, contenuto nel triac con accoppiatore ottico, riceve una tensione continua costante pulsante, che viene generata da un circuito raddrizzatore costituito da resistenza capacitiva addizionale, raddrizzatore ed impedenza caratteristica, per cui il LED viene attivato ed il triac contenuto nel triac con accoppiatore ottico viene acceso e chiude quindi il circuito di corrente, cosicché il dispositivo di protezione contro sovratensione VI, V2 è nella situazione di funzionamento. Di conseguenza non viene nè attivato il diodo luminoso LED, nè viene acceso il triac TR. La parte di sovratensione, in particolare i varistori VI e V2 sono quindi separati dal restante sistema di conduttori.

Nella disposizione circuitale secondo le figure 5 e 6, in parallelo all'interruttore SI è collegato uno scaricatore di sovratensione F2, cosicché in caso di sovratensione manifestantesi, ma nello stato privo di tensione del circuito, è ponticellato l'interruttore S1 aperto. E' quindi assicurata la funzione di protezione contro sovratensione anche nel caso che il circuito sia senza tensione.

L'invenzione non è limitata agli esempi di esecuzione, bensì è variabile in maniera molteplice nell'ambito della descrizione.

Tutte le nuove caratteristiche singole ed in combinazione rese note nella descrizione e/o nel disegno, vengono considerate sostanziali per l'invenzione.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Disposizione circuitale per reti alimentate a tensione alternata con un conduttore di fase (L), un conduttore neutro (N) ed un conduttore di protezione (PE), ove come dispositivo di protezione contro sovratensione sono collegate resistenze dipendenti dalla tensione, in particolare varistori (V1, V2) ed uno scaricatore di sovratensione (F), (scaricatore di sovratensione riempito con gas), in quanto il conduttore di fase (L) ed il conduttore neutro (N) è applicato al conduttore di protezione (PE) tramite rispettivamente una resistenza dipendente dalla tensione ed uno scaricatore di sovratensione, preferibilmente uno scaricatore di sovratensione comune, ove inoltre il dispositivo di protezione contro sovratensione è collegato all'estremità o vicino all'estremità del tratto di linea costituito da conduttore di fase, conduttore neutro e conduttore di protezione, al quale è collegabile un'utenza per esempio mediante una presa, ove allo scopo di una misurazione della resistenza di isolamento del tratto di linea, il tratto di linea viene separato dalla sorgente di tensione alternata e viene collegato ad una sorgente di tensione continua di misura, caratterizzata dal fatto che nel conduttore in fase (L) o nel conduttore neutro (N), vicino al punto di collegamento (7 oppure 8) della resistenza dipendente dalla tensione - davanti a questo in direzione del passaggio della corrente - o nel collegamento di linea, che parte dal conduttore di fase (L) o dal conduttore neutro (N) verso la resistenza dipendente dalla tensione, è inserito un interruttore (S1 o TI), mediante il quale è apribile il collegamento di linea fra conduttore di fase (L) e resistenza dipendente dalla tensione rispettivamente conduttore neutro (N) e conduttore di fase (L) rispettivamente conduttore neutro (N) e resistenza dipendente dalla tensione.
2. 2. Disposizione circuitale secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'interruttore (SI, T1) è accoppiato con un mezzo elettrico o elettronico, mediante il quale l'interruttore (S1, T1) viene chiuso nel caso che il tratto di linea sia collegato alla sorgente di tensione alternata, e viene aperto nel caso che il tratto di linea sia collegato alla sorgente di tensione continua di misura.
3. 3. Disposizione circuitale secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzata dal fatto che l'interruttore (S1) è accoppiato con un relè (K1) come mezzo elettrico, il quale è collegato in un collegamento di linea fra conduttore di fase (L) e conduttore neutro (N), ed al quale è collegato in serie un condensatore (C) ed eventualmente una resistenza addizionale (R1).
4. 4. Disposizione circuitale secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzata dal fatto che l'interruttore (T1) è eseguito come interruttore elettronico, e come mezzo elettrico è collegato un mezzo di commutazione per l'interruttore (T1) in un collegamento di linea fra conduttore di fase (L) e conduttore neutro (N), al quale mezzo di commutazione è collegato in serie un condensatore (C) eventualmente con resistenza addizionale (R1).
5. 5. Disposizione circuitale secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che come interruttore elettronico e mezzo di commutazione è previsto un triac con accoppiatore ottico con mezzo emettente luce integrato.
6. 6. Disposizione circuitale secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che come mezzo emettente luce (LÉD) è collegato un diodo luminoso contenuto nel triac con accoppiatore ottico mediante un circuito raddrizzatore costituito da resistenza addizionale capacitiva, raddrizzatore ed impedenza caratteristica.
7. 7. Disposizione circuitale secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzata dal fatto che in parallelo all'interruttore (S1, T1) è collegato uno scaricatore di sovratensione (F2), affinchè in caso di una sovratensione manifestantesi ed altrimenti nello stato privo di tensione del circuito, sia ponticellato l'interruttore (S1, T1) aperto.