ITRM20090527A1 - Strumento e metodo di calibrazione per dispositivi di collaudo di interruttori differenziali - Google Patents
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Description
Descrizione per invenzione dal titolo:
STRUMENTO E METODO DI CALIBRAZIONE PER DISPOSITIVI DI
COLLAUDO DI INTERRUTTORI DIFFERENZIALI
Descrizione
La presente invenzione si riferisce ad uno strumento di calibrazione, verifica e controllo in particolare per dispositivi di collaudo, comunemente noti come RCD tester (Residual Current Device Tester), impiegati a loro volta per la verifica di interruttori differenziali.
L'invenzione si riferisce altresì ad un relativo metodo di calibrazione.
Quest'ultimo dispositivo di sicurezza è in grado di interrompere un circuito in caso di guasto verso terra (dispersione) o folgorazione fase-terra.
Esso non offre protezione contro sovracorrenti o cortocircuiti tra fase e fase o tra fase e neutro, per i quali è necessario un altro dispositivo di sicurezza, in particolare un interruttore magnetotermico.
In generale, un comune interruttore differenziale presenta un circuito magnetico operante da trasformatore di corrente, su cui sono avvolti solenoidi, uno per ciascun filo da proteggere, in modo tale che in condizioni di equilibrio il flusso magnetico prodotto da essi si annulli reciprocamente.
In caso di squilibrio, il flusso magnetico non è più nullo ed è sufficiente per provocare l'apertura di un interruttore di sicurezza.
In alcuni modelli, i contatti sono tenuti normalmente chiusi da un elettromagnete alimentato da un circuito elettronico. Quando viene rilevato uno sbilanciamento della corrente misurata da un altro solenoide, il circuito toglie alimentazione all'elettromagnete e provoca l'apertura dei contatti.
Normalmente, un apposito dispositivo di controllo è incorporato nell'interruttore, destinato a un uso periodico, con un apposito pulsante presente sull'apparecchio.
Un impianto reale presenta inevitabilmente ridotte dispersioni di corrente ed è condizionato da limiti fisici nella sensibilità praticamente realizzabile nell'interruttore differenziale, e per tale ragione, allo scopo di garantire un adeguato livello di protezione in caso di folgorazione, sono definiti valori di soglia di corrente residua oltre ai quali l'interruttore differenziale apre il circuito.
Per esempio, in abitazioni civili la differenza massima ammissibile di corrente residua (detta corrente di scatto) deve essere minore o uguale a 30 mA.
In ambiti industriali e commerciali si usano invece valori differenziali minori o uguali a 300 mA, ma con tempi d'intervento maggiori rispetto al corrispettivo civile.
Questi parametri di funzionamento vengono verificati, periodicamente e all'atto dell'installazione, con un apposito dispositivo di collaudo, detto generalmente RCD tester, dalla cui affidabilità dipende quindi la sicurezza di un intero impianto.
Pertanto, è particolarmente sentita l'esigenza di disporre di uno strumento di verifica per tali dispositivi di collaudo, capace di controllare il dispositivo non solo per un valore di soglia di corrente residua e/o tempo di intervento, ma per una serie di essi, in modo che poi i dispositivi di collaudo possano poi essere impiegati per diverse tipologie di interruttori differenziali.
Questo strumento di calibrazione deve avere una buona accuratezza, ma deve essere facile da usare ed essere disponibile a un costo contenuto.
Gli strumenti di calibrazione attualmente in uso simulano interventi di interruttori differenziali ed effettuano misure di corrente e di tempi di intervento su RCD tester.
Queste rilevazioni comportano costi elevati senza un significativo miglioramento della calibrazione. Il problema tecnico che è alla base della presente invenzione nasce dall’esigenza di fornire uno strumento di calibrazione altrettanto valido ma a costi contenuti.
Tale problema viene risolto da uno strumento come sopra specificato, che si caratterizza per il fatto<di comprendere:>
• un blocco di alimentazione;
• un blocco rilevatore della corrente didispersione, costituito da un'impedenza avvolta su toroide che rileva il passaggio di corrente sul cavo di terra del dispositivo di
collaudo, fornendo quindi una tensione
<proporzionale alla corrente stessa;>
• un blocco di amplificazione posto a valle del
blocco di rilevazione, che preleva il segnale
di tensione alternata dal circuito di
rilevazione e lo amplifica. Il segnale così
amplificato viene poi raddrizzato da un
raddrizzatore fornendo una tensione il cui
valore è proporzionale al valore efficace di
<corrente;>
• un blocco di comparazione che riceve la
tensione raddrizzata e dove sono stati
impostati i valori di set point per ogni
corrente e tempo di intervento, selezionabili
<tramite appositi selettori; e>
• un blocco di interruzione del circuito, che
viene comandato dal blocco comparatore.
Il principale vantaggio dello strumento di
calibrazione secondo la presente invenzione risiede
nel consentire una verifica rapida e semplice del
RCD tester esaminato, per una vasta gamma di
correnti di scatto e tempi di intervento.
La presente invenzione verrà qui di seguito
descritta secondo un suo esempio di realizzazione preferita, fornito a scopo esemplificativo e non
limitativo con riferimento ai disegni annessi in
<cui:>
• la figura 1 mostra uno schema a blocchi che
illustra un esempio di realizzazione dello
strumento di calibrazione secondo l'invenzione
<nel suo complesso;>
• la figura 2 mostra una parte di schema
circuitale dello strumento di calibrazione
<della figura 1; e>
• la figura 3 mostra un'altra parte dello schema
circuitale di figura 2.
Con riferimento alla figura 1, viene rappresentato
schematicamente uno strumento di calibrazione, atto
a essere collegato alla spina di un tester di
interruttore differenziale (RCD tester).
Esso comprende un blocco di alimentazione che
preleva la tensione di rete da una spina di
ingresso a cui è connesso un blocco per
l'accensione dell'apparecchio, la protezione e il
controllo di fase.
Il blocco di alimentazione è costituito da un
trasformatore che abbassa la tensione di rete fino
a un valore predeterminato, ad esempio 12 V
(corrente alternata). A valle del trasformatore il blocco di alimentazione comprende un ponte raddrizzatore (figura 2) e un condensatore di filtro per ottenere una tensione continua, ad esempio a 18 V, stabilizzata con un regolatore di tensione a un valore più basso, 12 V, per alimentare il circuito elettronico.
In prossimità della presa per il collegamento dell’RCD tester, lo strumento comprende un blocco rilevatore della corrente di dispersione (figura 1), costituito da un'impedenza avvolta su toroide che rileva il passaggio di corrente sul cavo di terra, fornendo quindi una tensione proporzionale alla corrente stessa.
Per ogni valore preimpostato di corrente di scatto sono previsti valori di incertezza.
In particolare, il valore di incertezza standard per le correnti di scatto di 10 - 30 - 100 - 300 mA è di 0,01 mA.
Per correnti di 500 mA il valore di incertezza è di 0,28 mA; per correnti di 1000 mA il valore di incertezza è di 2 mA.
Per ciò che concerne i tempi di intervento, per ritardi di 20 e 40 ms il valore di incertezza è di 0,004 ms.
A valle del blocco di rilevazione è previsto un blocco di amplificazione, che preleva il segnale di tensione alternata dal circuito di rilevazione e lo amplifica.
Successivamente, il segnale così amplificato viene raddrizzato ottenendo una tensione il cui valore è proporzionale al valore efficace di corrente.
Il raddrizzatore usato può essere del tipo a doppia onda compensata (figura 2).
La tensione ottenuta in questo modo viene inviata ad un blocco di comparazione (figure 1 e 3) dove sono stati impostati i valori di set point per ogni corrente e tempo di intervento. Essi sono selezionabili tramite appositi selettori.
Tra il blocco di alimentazione e il blocco di rilevazione, è presente un blocco di interruzione del circuito, che comprende un interruttore statico, preferibilmente un triac, che viene direttamente comandato dal blocco comparatore.
Inoltre, è previsto un sistema di reset per riportare il triac in stato eccitato, chiudendo nuovamente il circuito per una nuova calibrazione. Infine, è prevista un'interfaccia con LED di segnalazione di stato e connettori necessari per le varie tarature.
Grazie a questo schema, è possibile impiegare questo strumento di calibrazione sostanzialmente come un interruttore differenziale campione (IDC), capace di selezionare diversi correnti di scatto e tempi di intervento.
Pertanto, mentre un RCD tester fornisce una particolare corrente di scatto a un interruttore differenziale per verificarne il funzionamento effettivo e il relativo tempo di intervento, lo strumento di calibrazione è in grado di ricevere dall'RCD tester tutti i valori di corrente di scatto previsti, con la certezza che l'interruttore differenziale scatterà alle correnti di scatto preimpostate, e con i previsti tempi di intervento. A questo punto è sufficiente confrontare se la corrente di scatto indicata dall'RCD tester è quella che è stata preimpostata nell'interruttore differenziale campione.
Lo strumento di calibrazione propone quindi un semplice confronto tra i valori nominali di corrente impostati in esso, che simula un interruttore differenziale elettromeccanico dalle prestazioni ideali e di elevata accuratezza, con i dati rilevati dall'RCD tester, tutto ciò in modo semplice, rapido e sicuro.
Ai sopra descritti strumento e metodo di calibrazione per RCD tester un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare ulteriori e contingenti esigenze, potrà apportare numerose ulteriori modifiche e varianti, tutte peraltro comprese nell'ambito di protezione della presente invenzione, quale definito dalle rivendicazioni allegate.
Claims (8)
- RIVENDICAZIONI 1. Strumento di calibrazione, per dispositivi di collaudo impiegati per la verifica di interruttori <differenziali, comprende:> • un blocco di alimentazione; • un blocco rilevatore della corrente di dispersione, costituito da un'impedenza avvolta su toroide che rileva il passaggio di corrente sul cavo di terra del dispositivo di collaudo, fornendo quindi una tensione <proporzionale alla corrente stessa;> • un blocco di amplificazione posto a valle del blocco di rilevazione, che preleva il segnale di tensione alternata dal circuito di rilevazione e lo amplifica. Il segnale così amplificato viene poi raddrizzato da un raddrizzatore fornendo una tensione il cui valore è proporzionale al valore efficace di <corrente;> • un blocco di comparazione che riceve la tensione raddrizzata e dove sono stati impostati i valori di set point per ogni corrente e tempo di intervento, selezionabili <tramite appositi selettori;> • un blocco di interruzione del circuito, che viene comandato dal blocco comparatore.
- 2. Strumento di calibrazione secondo la rivendicazione 1, in cui il blocco di alimentazione preleva la tensione di rete da una spina di ingresso, ed è costituito da un trasformatore che abbassa la tensione di rete fino a un valore predeterminato.
- 3. Strumento di calibrazione secondo la rivendicazione 2, in cui il blocco di alimentazione comprende, a valle del trasformatore, un ponte raddrizzatore e un condensatore di filtro per ottenere una tensione continua, stabilizzata con un regolatore di tensione a un valore più basso.
- 4. Strumento di calibrazione secondo la rivendicazione 1, in cui per ogni valore preimpostato di corrente di scatto e di tempo di intervento sono previsti valori di incertezza.
- 5. Strumento di calibrazione secondo la rivendicazione 1, in cui il raddrizzatore di segnale è del tipo a doppia onda compensata.
- 6. Strumento di calibrazione secondo la rivendicazione 1, in cui il blocco di interruzione del circuito comprende un interruttore statico, preferibilmente un triac.
- 7. Strumento di calibrazione secondo la rivendicazione 1, in cui nel blocco di interruzione è previsto un sistema di reset per riportare il triac in stato eccitato, chiudendo nuovamente il circuito per una nuova calibrazione.
- 8. Metodo di calibrazione, per dispositivi di collaudo impiegati per la verifica di interruttori differenziali, prevede l'impiego di uno strumento di calibrazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui lo strumento di calibrazione è impiegato come un interruttore differenziale campione, capace di selezionare diversi correnti di scatto e tempi di intervento, in grado di ricevere da un dispositivo di collaudo tutti i valori di corrente di scatto previsti.
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2009
- 2009-10-12 IT IT000527A patent/ITRM20090527A1/it unknown
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