ITTO950536A1 - Metodo e dispositivo di monitoraggio e segnalazione della assenza di i solamento elettrico tra impianto di trazione e carrozzeria in veicoli - Google Patents

Abstract

Il dispositivo (25) di monitoraggio e segnalazione della assenza di isolamento elettrico tra impianto di trazione e carrozzeria nei veicoli elettrici comprende un generatore (47) di tensione alternata da applicare al circuito di alimentazione e trazione del veicolo tramite un condensatore di disaccoppiamento (38), per eliminare gli effetti della tensione continua della batteria. In serie al generatore di tensione è disposto un resistore campione (37) di cui viene misurata la tensione come indice della corrente alternata originata dalla tensione alternata applicata in presenza di dispersioni verso la carrozzeria, che chiudono il circuito comprendente il generatore di tensione e la resistenza campione stessi. Dalla misura della corrente di dispersione, proporzionale all'entità delle dispersioni presenti nel circuito, è possibile rilevare la presenza di dispersioni e di corto - circuiti verso la carrozzeria e generare un apposito segnale per il guidatore.Figura 3.

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione riguarda un metodo ed un dispositivo di monitoraggio e segnalazione della assenza di isolamento elettrico tra impianto di trazione e carrozzeria in veicoli elettrici.

Come è noto, nei veicoli elettrici stradali, per motivi di sicurezza, l'impianto di trazione è galvanicamente isolato dalla carrozzeria. Nel caso di dispersione o di cortocircuito tra un punto qualsiasi dell'impianto e la carrozzeria non si verificano immediatamente guasti o anomalie nel funzionamento del veicolo e pertanto non è possibile rilevare immediatamente tali dispersioni o cortocircuiti. La situazione cambia invece quando un secondo punto dell'impianto viene a contatto con la carrozzeria, soprattutto se il contatto avviene in corrispondenza dei blocchi intermedi del pacco batterie, in quanto essi non sono protetti da fusibili e un cortocircuito dei blocchi del pacco batterie determina un forte passaggio di corrente, che può provocare addirittura l'esplosione degli stessi blocchi.

E' pertanto utile poter disporre di una segnalazione dell'esistenza di una dispersione o di un cortocircuito tra l'impianto di trazione e la carrozzeria sin dal verificarsi del primo guasto, affinché si possa intervenire prima che avvenga il secondo e più grave guasto.

Nelle linee elettriche flottanti uno dei metodi più semplici e più utilizzati per il rilevamento delle correnti di dispersione è basato sulla misura delle tensioni tra ciascuna delle due fasi e la terra, secondo lo schema elettrico, indicato con 1, riportato in figura 1. Tra una linea elettrica 2 e una terra 4 è collegato un voltmetro 5, mentre tra una linea elettrica 3 e la terra 4 è collegato un voltmetro 6. Se non vi sono dispersioni tra le linee elettriche 2, 3 e la terra 4, i voltmetri 5 e 6 indicano uno stesso valore, pari a metà della tensione di linea V. Si assuma, invece, che esista una dispersione rappresentata in figura 1 da un resistore 7 collegato tra la linea elettrica 3 e la terra 4. La presenza del resistore 7 fa si che il voltmetro 5 collegato alla linea elettrica 3 indichi un valore di tensione inferiore rispetto a quello indicato dal voltmetro 6, di una quantità proporzionale al valore del resistore di dispersione 7 e alla propria resistenza interna.

Nei veicoli elettrici il precedente metodo si applica secondo lo schema, indicato con 10, riportato in figura 2. Agli estremi di una sezione di alimentazione 11 del veicolo elettrico, costituita dal collegamento in serie di un certo numero di batterie, sono collegati i primi morsetti di due voltmetri 12 e 13, in particolare il voltmetro 12 su un polo negativo 14 e il voltmetro 13 su un polo positivo 15. I secondi morsetti dei due voltmetri 12 e 13 sono collegati a una terra 16 {tipicamente la carrozzeria del veicolo). Il polo negativo 14 e il polo positivo 15 della sezione di e alimentazione sono collegati ad un impianto di trazione u 17 del veicolo elettrico attraverso due linee elettriche 18 e 19, lungo le quali sono interposti due fusibili di protezione 20 e 21. Anche in questo caso l'assenza di dispersioni verso la terra 16 fa sì che gli strumenti 12 e 13 misurino il medesimo valore, pari alla metà della tensione ai capi della sezione di alimentazione 11, mentre la presenza di dispersioni sulle linee elettriche 18 e 19, rappresentabili attraverso due resistori 22 e 23 collegati tra le linee elettriche 18 e 19 e la terra 16, fa sì che i due voltmetri 12 e 13 misurino tensioni diverse tra loro in maniera proporzionale alla diversità dei due resistori 22 e 23 di dispersione.

Nell'utilizzo di questo metodo di rilevazione delle dispersioni verso terra esistono alcuni problemi. Se i resistori di dispersione 22 e 23 hanno lo stesso valore di resistenza, allora i due voltmetri 12 e 13 indicano il medesimo valore di tensione, pari alla metà della tensione della sezione di alimentazione 11. Infatti, in generale, un resistere di dispersione collegato ad un polo delle batterie tende ad annullare l'effetto dell'altro resistore collegato all'altro polo. In tal caso quindi non è possibile rilevare la dispersione dalla differenza fra le due letture. Inoltre la sezione di alimentazione, essendo generalmente costituita da più contenitori diversi, occupa superfici e volumi piuttosto elevati e se il resistore di dispersione viene a localizzarsi esattamente al centro della serie di batterie di cui è composta la sezione di alimentazione 11, allora i voltmetri 12 e 13 non segnalano alcuna dispersione. Infine, nel caso di dispersioni all'interno della sezione di alimentazione 11, tale metodo di rilevamento mediante voltmetri ha una sensibilità maggiore quando la dispersione si trova vicino agli estremi della serie di batterie e minore quando tale dispersione si trova vicino al centro; diventa di conseguenza difficile stabilire una soglia accettabile per tutte le posizioni ed i valori delle resistenze di dispersione.

Scopo della presente invenzione è quindi quello di fornire un metodo e un dispositivo di monitoraggio e segnalazione della assenza di isolamento elettrico tra impianto di trazione e carrozzeria in veicoli elettrici, i quali siano esenti dagli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un metodo di monitoraggio e segnalazione della assenza di isolamento elettrico tra un impianto di trazione e una carrozzeria in veicoli elettrici, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: applicare a detto impianto di trazione una tensione alternata riferita alla carrozzeria; rilevare una corrente alternata fluente attraverso detta carrozzeria per effetto di detta tensione alternata; e determinare il valore di eventuali resistenze di dispersione in base al valore di detta corrente alternata e alla tensione alternata applicata .

L'invenzione riguarda inoltre un dispositivo di monitoraggio e segnalazione della mancanza di isolamento elettrico tra impianto di trazione e carrozzeria in veicoli elettrici, caratterizzato dal fatto di comprendere: un generatore di tensione alternata da collegare tra detto impianto di trazione e detta carrozzeria; mezzi di rilevazione della corrente fluente in detto generatore di tensione; e mezzi di determinazione di resistenza di dispersione in base a detta corrente e alla tensione alternata generata da detto generatore.

Per una migliore comprensione della presente invenzione viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali;

- la figura 1 illustra uno schema semplificato del metodo noto utilizzato nelle linee elettriche flottanti per la rilevazione delle dispersioni;

- la figura 2 illustra uno schema semplificato dell'applicazione del metodo noto a veicoli elettrici per la rilevazione delle dispersioni;

- la figura 3 illustra uno schema di principio del dispositivo oggetto dell'invenzione; e

- la figura 4 illustra uno schema dettagliato di una forma di realizzazione del dispositivo oggetto dell'invenzione.

In figura 3 è riportato lo schema di principio del dispositivo oggetto dell'invenzione, indicato con 25.

Il dispositivo 25 è collegato a uno dei due poli 26, 28 (qui il polo negativo 26) di una sezione di alimentazione 27 del veicolo; a sua volta la sezione di alimentazione 27 è collegata all'impianto di trazione 29 mediante le linee elettriche 30 e 31, sulle quali sono interposti due fusibili di protezione 32 e 33. In particolare il dispositivo 25 comprende un generatore di tensione alternata 35 avente un primo morsetto collegato alla carrozzeria 36 e un secondo morsetto collegato a un primo morsetto di un resistore campione ("shunt") 37. Un secondo morsetto del resistore campione 37 è collegato a un primo morsetto di un condensatore 38, che ha un secondo morsetto collegato al polo negativo 26 della sezione di alimentazione 27. Ai capi del resistore campione 37 è disposto un voltmetro 39 per la misura della tensione alternata presente sul resistore campione 37.

Il dispositivo 25 si basa sul principio di applicare una tensione alternata al circuito di cui si vuole controllare l'isolamento, riferita alla carrozzeria, in modo che, se è presente una dispersione, venga generata un corrente di dispersione. In pratica, viene iniettata una corrente nelle sezione di alimentazione 27 e di trazione 29 del veicolo, una corrente alternata (rappresentata simbolicamente in figura dalle linee continue ID) che si richiude sul generatore stesso attraverso il resistore globale di dispersione, composto dal collegamento in parallelo di tutti i resistori di dispersione presenti e rappresentati dai componenti 40-43. Misurando la tensione ai capi del resistore campione 37, è possibile determinare la corrente di dispersione in base alla resistenza del resistore campione 37/ sottraendo la tensione misurata dal valore della tensione fornita dal generatore 35, e in base alla corrente di dispersione misurata, è quindi possibile ricavare la resistenza globale di dispersione del circuito. Il calcolo della corrente di dispersione e della resistenza globale possono essere effettuati direttamente o indirettamente in base alla tensione presente sul resistore campione 37, tramite il voltmetro 39, opportunamente tarato, oppure tramite un'apposita logica (ad esempio come descritto più in dettaglio con riferimento alla fig.

4).

Nel dispositivo secondo l'invenzione, l'uso di una tensione alternata permette di applicare uno stesso segnale a tutte le resistenze di dispersione 40-43 del circuito e quindi di ottenere una lettura indipendente dalla posizione della o delle resistenze di dispersione stesse.

Nel circuito di fig. 3, il condensatore di disaccoppiamento 38 serve a disaccoppiare la tensione continua della sezione di alimentazione 27 dai componenti 35, 37, 39, in modo che tale tensione continua non influisca sulla misura effettuata dal voltmetro 39. La presenza del condensatore 38 di disaccoppiamento può far sorgere, però, una serie di inconvenienti nel funzionamento corretto del dispositivo 25. Innanzitutto, nel momento in cui una dispersione si manifesta nel circuito dell'impianto di trazione 29 o nella sezione di alimentazione 27, al condensatore 38 viene applicato un gradino di tensione continua. Tale situazione si verifica, ad esempio, in caso di dispersione sul nodo 40a tra le batterie, come rappresentato in fig. 3 dal resistore 40. Tale gradino ha valore pari alla somma algebrica della tensione generata dai blocchi di batteria incorporati nella maglia che contiene il resistore di dispersione {qui 40) e il dispositivo 25. Ciò significa che nel resistore campione 37 circola, oltre alla corrente alternata dovuta al generatore 35, una corrente di carica o di scarica del condensatore 38, la cui durata dipende dal valore della costante di tempo del circuito RC costituito dal condensatore 38 stesso e dalla serie dei resistori 40 e 37.

Di conseguenza, per permettere al voltmetro 39 di determinare correttamente il valore della tensione ai capi del resistore campione 37 anche in caso di transitorio del tipo indicato sopra, è opportuno poter eliminare gli effetti di questo transitorio. Inoltre siccome il valore della tensione alternata fornita dal generatore 35 è di soli pochi volt, mentre il gradino di tensione continua applicato al condensatore 38 può addirittura raggiungere le centinaia di volt, si può verificare di fatto il blocco della lettura della corrente di dispersione per un tempo pari ad alcune volte la costante di tempo sopra citata, a causa della limitatezza del fondo scala del voltmetro 39 stesso.

Infine, tutto 1'impianto di trazione possiede una capacità parassita verso la carrozzeria, rappresentata dal condensatore 44, posta in parallelo al resistore di dispersione 43 del circuito di trazione. Tale capacità parassita è spesso di valore non trascurabile e la sua reattanza è inversamente proporzionale sia alla frequenza del segnale fornito dal generatore 35 sia al valore della capacità del condensatore 44 stesso. Tale capacità può comportare, perciò, errori di rilevamento nella corrente di dispersione e quindi, per una corretta determinazione delle dispersioni dovute a mancanza di isolamento, è opportuno eliminare gli effetti anche di tale capacità parassita.

Per ovviare all'inconveniente del gradino di tensione, secondo un aspetto della presente invenzione, viene bloccato l'aggiornamento della lettura della tensione sul resistore campione 37 per un tempo maggiore del tempo necessario al fenomeno per esaurirsi; inoltre, a monte dell'elemento che effettua la lettura della tensione sul resistore campione 37 (in fig. 3, il voltmetro 39) viene disposto un filtro con lunga costante di tempo in modo che il suddetto gradino di tensione non provochi sensibili variazioni del valore letto prima del blocco dell'aggiornamento.

Per ovviare all'inconveniente dovuto alla presenza della componente reattiva della corrente di dispersione, il generatore di tensione alternata 35 viene scelto di frequenza sufficientemente bassa da rendere trascurabile la reattanza del condensatore 44 rispetto alla resistenza globale di dispersione. Ipotizzando un valore della capacità del condensatore 44 di circa 100 nF (valore ragionevole per gli impianti attuali), volendo rilevare un valore di resistenza globale di dispersione di circa 1 MW, e imponendo che la reattanza del condensatore 44 sia almeno una decina di volte superiore al valore della resistenza globale di dispersione, si ottiene un valore di tale reattanza pari a 10 MW.

Per cui, essendo il valore di tale reattanza pari a :

è possibile determinare il valore della frequenza a cui deve lavorare il generatore 35, ossia:

La frequenza del generatore viene quindi vantaggiosamente fissata a 0.1 Hz.

Il blocco e il successivo sblocco dell'aggiornamento della misura del voltmetro 39 per eliminare gli effetti del gradino di inserzione determina un ritardo di alcune decine di secondi nel rilevamento di una variazione dell'isolamento. Tale lentezza nella segnalazione di un eventuale scarso isolamento è comunque accettabile per l'applicazione prevista in quanto non pregiudica in alcun modo l'utilizzo del veicolo elettrico: tale segnalazione infatti serve unicamente come invito a rivolgersi quanto prima all'assistenza tecnica e la sicurezza dell'utente non è compromessa in alcun modo da un ritardo di qualche secondo.

Nel dispositivo 25, la corrente di dispersione, essendo proporzionale alla tensione istantanea del generatore 35, si annulla quando la tensione alternata fornita dal generatore 35 passa per lo zero, per cui in quel punto la lettura di tale corrente perde ogni significato. Pertanto, vantaggiosamente, la lettura della misura del voltmetro 39 o altro misuratore di tensione viene abilitata soltanto durante i picchi delle semionde positiva e negativa del generatore 35. Ciò significa che, alla frequenza di 0,1 Hz, l'aggiornamento del valore della corrente di dispersione avviene solamente ogni 5 secondi. Anche in questo caso, tale lentezza non è comunque pregiudizievole per la funzionalità del presente dispositivo .

E' inoltre vantaggioso distinguere il caso di scarso isolamento da quello di cortocircuito e generare differenti segnalazioni nei due casi, in quanto la situazione di corto-circuito potrebbe essere più pericolosa per l'integrità dell'impianto di alimentazione e per la sicurezza dell'utente da quella di scarso isolamento.

Un esempio di realizzazione del dispositivo di monitoraggio e segnalazione che tenga conto delle considerazioni sopra riportate è illustrato in figura 4 e indicato con 45. Il dispositivo 45 è collegato al polo negativo 26 della sezione di alimentazione (non rappresentata) dell'impianto di trazione del veicolo elettrico (anch'esso non rappresentato), ed è composto da una sezione 47 atta a generare una tensione alternata da immettere nel circuito di trazione del veicolo (non rappresentato), a rilevare una corrente alternata di dispersione, proporzionale all'entità delle dispersioni presenti in tale circuito e a generare una tensione correlata; una sezione 51 atta a valutare la resistenza di dispersione in base alla tensione generata nella sezione 47 e a generare segnali indicativi di resistenza inferiore a soglie prefissate; una sezione 49 atta a fornire in uscita una finestra di affidabilità dei segnali di uscita della sezione 51; e una sezione 53 atta a memorizzare i segnali provenienti dalla sezione 51 negli intervalli di affidabilità indicati dalla sezione 49 e a fornire in uscita le segnalazioni di scarsa dispersione o di cortocircuito.

In dettaglio, la sezione 47 comprende il generatore di tensione alternata 35, vantaggiosamente realizzato tramite un circuito integrato (dispositivo ICL 8038 della Harris), avente un primo morsetto 35a collegato alla carrozzeria 36, un secondo morsetto 35b su cui è presente la tensione sinusoidale alla frequenza di 0,1 Hz e un terzo morsetto 35c su cui è presente un'onda quadra alla stessa frequenza di 0,1 Hz, sfasata di 90° rispetto alla tensione sul morsetto 35b. Il secondo morsetto 35b del generatore 35 è collegato a un primo morsetto del resistore campione 37 mentre il morsetto 35c è collegato alla sezione 49. Un secondo morsetto 37a del resistore campione 37 è collegato al polo negativo 26 della sezione di alimentazione (non rappresentata) attraverso il condensatore di disaccoppiamento 38.

La sezione 49 comprende un filtro passa-basso 64 avente una costante di tempo di, ad esempio, 10 ms e collegato al secondo morsetto 37a del resistore campione 37. L'uscita del filtro 64 è collegata agli ingressi di due comparatori di tensione 65 e 66 che forniscono in uscita un valore logico alto rispettivamente quando la tensione di ingresso è maggiore di, ad esempio, 10 V ed è minore di -10 V. Le uscite dei due comparatori di tensione 65 e 66 sono collegate agli ingressi di una porta OR 67, la cui uscita è collegata ad un ingresso di reset R di un contatore 58. Un ingresso di temporizzazione CK del contatore 58 è collegato al morsetto 35c del generatore 35 e l'uscita OUT del contatore 58 è collegata sia alla sezione 53 per il blocco dell'aggiornamento delle misure sia a una centralina 87 per la segnalazione della finestra di affidabilità delle misure. Infine la sezione 49 comprende un monostabile (flip-flop) 59 per la generazione di impulsi di tensione utilizzati per abilitare o disabilitare la lettura delle misure effettuate dalla sezione 51, come spiegato più in dettaglio più avanti; in particolare, il dispositivo 59 genera in uscita un impulso rettangolare ad ogni transizione del segnale di ingresso (onda quadra).

La sezione 51 comprende un differenziale 70, i cui ingressi sono collegati ai due morsetti della resistenza campione 37, utilizzato per la misura della differenza di potenziale presente ai capi del resistore 37 stesso e quindi corrispondente al voltmetro 39 di fig. 3. L'uscita del differenziale 70 è collegata a un c: filtro passa-basso 71 avente costante di tempo maggiore di quella del filtro 64 e pari, ad esempio, a 1 s. L'uscita del filtro 71 è collegata a due coppie di comparatori 72, 73 e 74, 75, le quali forniscono in uscita un valore logico alto quando la tensione al loro ingresso corrisponde ad una resistenza globale di dispersione minore di 1 MW e, rispettivamente, minore di 10 KW. Questa rilevazione è attuata mediante due comparatori in modo da poter effettuare il confronto sia per la semionda positiva sia per la semionda negativa della tensione al loro ingresso. Le uscite dei comparatori 72, 73 sono collegate a una porta OR 76, mentre le uscite dei comparatori 74, 75 sono collegate a una porta OR 77. Le uscite delle porte 76 e 77 sono collegate ad un'altra porta OR 78. Le uscite delle porte 78 e 77 sono collegate alla sezione 53.

La sezione 53 comprende due porte AND 79 e 80 a tre ingressi ciascuna; agli ingressi della prima porta AND 79 sono collegate le uscite del contatore 58, del monostabile 59 e della porta OR 78; agli ingressi della porta AND 80 sono collegate le uscite del contatore 58, del monostabile 59 e della porta OR 77. Le uscite delle porte AND 79 e 80 sono collegate rispettivamente sia agli ingressi S di set di due memorie 81 e 83 sia a due invertitori 82 e 84. Le uscite degli invertitori 82 e 84 sono collegate ad un ingresso di una porta AND 85 e,c rispettivamente, 86 a tre ingressi ciascuna, ι cui ingressi sono anche collegati alle uscite del contatore 58 e del raonostabile 59. Le uscite delle porte AND 85 e 86 sono infine collegate rispettivamente agli ingressi R di reset delle memorie 81 e 83, le cui uscite sono collegate a una centralina di segnalazione 87, a sua volta pilotante due elementi di segnalazione ottica, ad esempio lampadine 90, 91 poste sul cruscotto del veicolo .

Il funzionamento del dispositivo 45 è il seguente. Come si è detto con riferimento alla fig. 3, in presenza di una dispersione verso la carrozzeria 36 , si origina una corrente alternata nell'anello costituito dalla sezione 47, dal circuito di alimentazione e trazione 27, 29 del veicolo fino al punto in cui è presente la dispersione, dal corrispondente resistore di dispersione 40 o 41 o 42 o 43, e dalla carrozzeria 36.

Il differenziale 70 misura la tensione del resistore campione 37 dovuta alla corrente di dispersione e alimenta in uscita un segnale corrispondente al valore misurato. Tale segnale viene fornito al filtro passa-basso 71 che lo filtra in modo da eliminare i disturbi ad alta frequenza. Il segnale filtrato viene confrontato dai comparatori 72-75 che, quando rilevano una tensione maggiore in valore assoluto di una soglia prefissata, generano in uscita un corrispondente segnale. In particolare, comparatori 72, 73 hanno una soglia corrispondente ad una resistenza di dispersione minore di 1 MW (bassa dispersione), mentre i comparatori 74, 75 hanno una soglia corrispondente ad una resistenza di dispersione minore di 10 KW (cortocircuito) e attraverso le porte OR 76-78 lo comunicano alla sezione 53.

I segnali di dispersione presenti sull'uscita delle porte OR 77 o 78 vengono forniti in ingresso alle porte AND 79, 80, che li inviano alle corrispondenti memorie 81, 82 solo in presenza dell'abilitazione fornita dal contatore 58 e dal monostabile 59, come sotto spiegato.

Il segnale presente sul morsetto 37a del resistore campione 37 viene filtrato dal filtro 64 in modo da eliminare disturbi ad alta frequenza e quindi confrontato dai comparatori 65 e 66. Questi comparatori hanno una soglia, in valore assoluto, maggiore di 10 V, in modo da rilevare eventuali gradini di tensione sul nodo 37a e da generare un corrispondente segnale di gradino. I segnali di uscita dei comparatori 65, 66 vengono forniti alla porta OR 67, che genera a sua volta un segnale di reset, fornito sull'ingresso R del contatore 58, tale da disabilitare il contatore 58 stesso. Di conseguenza, l'uscita del contatore 58 rimane al livello logico basso fintanto che permane il segnale di gradino. Al termine del gradino, il contatore 58 comincia a contare gli impulsi forniti sul suo ingresso CK e, al termine di conteggio previsto (4-5 costanti di tempo definite dal collegamento in serie dei resistori 37, 40-43 -fig. 3- e dal condensatore 38), genera in uscita un segnale di finestra di affidabilità (uscita del contatore 58 alta).

Il filtro passa-basso 64 presenta convenientemente una costante di tempo inferiore rispetto a quella del filtro 71 in modo che la porzione di riconoscimento gradini (componenti 58, 64-67) della sezione 49 intervenga più rapidamente rispetto alla sezione 51 e impedisca l'acquisizione, da parte della sezione 53, della misura effettuata dalla sezione 51 in presenza di un gradino di inserzione, come spiegato meglio sotto.

Il monostabile 59 genera brevi impulsi di abilitazione in corrispondenza dei picchi, positivo e negativo, della differenza di tensione misurata dalla sezione 51, in modo consentire l'acquisizione, da parte della sezione 53, della misura effettuata dalla sezione 51 in corrispondenza di tali picchi di tensione, come spiegato meglio sotto. Tali impulsi (segnale di fasatura lettura) vengono in pratica generati al riconoscimento sia dei fronti di salita sia dei fronti di discesa dell'onda quadra generata dal generatore 35 sul suo morsetto 35c.

Le porte AND 79, 80 ricevono un segnale alto dalla corrispondente porta OR 78, 77 in presenza di una resistenza di dispersione minore di 1 MW e, rispettivamente, di 10 KW, e forniscono in uscita tale segnale alto solo in presenza del segnale di finestra di affidabilità dal contatore 58 (ovvero in assenza o con un certo ritardo dal termine di un gradino di inserzione) e del segnale di fasatura lettura fornito dal monostabile 59 (ovvero in corrispondenza dei picchi della tensione alternata). Il segnale alto in uscita della porta AND 79 o 79 viene quindi memorizzato dalla corrispondente memoria 81, 83 la cui uscita viene fornita alla centralina 87 affinché essa alimenti corrispondentemente una delle lampadine 90, 91 (o altro sistema di segnalazione ottica e/o acustica).

In questa fase, l'uscita delle porte 85, 86 è sempre bassa, in quanto, in presenza degli impulsi di fasatura di lettura generati dal monostabile 59, le porte 85, 86 ricevono il segnale in uscita dalle porte 79, 80 negato (basso), e, negli intervalli fra gli impulsi di fasatura di lettura o in presenza di gradini di inserzione, esse sono disabilitate dalla sezione 49 contemporaneamente alle porte 79, 80.

Alla rimozione della dispersione presente nel circuito di alimentazione o di trazione del veicolo, l'uscita della o delle porte 78, 77 diventa bassa, il segnale sugli ingressi S delle memorie 81, 83 è basso e diviene alto il segnale fornito in uscita dagli invertitori 82, 84. Le porte 85, 86 generano in uscita segnali di reset per le memorie 81, 83, non appena abilitate dalla sezione 49.

I vantaggi del presente dispositivo sono i seguenti, in primo luogo, esso consente di segnalare in modo affidabile qualunque dispersione maggiore di una soglia data non appena questa si verifica. Inoltre, esso non è sensibile a interferenze esterne e a fenomeni transitori. Infine, esso è semplice e realizzabile con componenti di basso costo, e presenta quindi costi di fabbricazione e installazione ridotti.

Risulta infine chiaro che al metodo e al dispositivo qui descritti ed illustrati possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione. Ad esempio, le sezioni 49, 51, 53 possono essere realizzate in modo qualsiasi, tramite un circuito combinatorio, come mostrato in fig. 4 o tramite mezzi logici programmabili opportuni .

Claims (19)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Metodo di monitoraggio e segnalazione della assenza di isolamento elettrico tra un impianto di trazione e una carrozzeria in veicoli elettrici, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: applicare a detto impianto di trazione una tensione alternata riferita alla carrozzeria; rilevare una corrente alternata fluente attraverso detta carrozzeria per effetto di detta tensione alternata; e determinare il valore di eventuali resistenze di dispersione in base al valore di detta corrente alternata e detta tensione alternata applicata.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di applicare una tensione alternata comprende la fase di collegare un generatore di tensione alternata a detto impianto di trazione.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta fase di rilevare una corrente alternata comprende la fase di collegare in serie a detto generatore di tensione un resistore campione di valore noto.
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta fase di determinare il valore di resistenze di dispersione comprende la fase di collegare un voltmetro tarato ai capi di detto resistore campione.
5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-4, caratterizzato dal fatto che detta fase di rilevare una corrente alternata comprende la fase di eliminare componenti continue presenti in detto impianto di trazione.
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta fase eliminare componenti continue comprende la fase di disaccoppiare in continua detto generatore di tensione alternata da detto impianto di trazione.
7. 7. Dispositivo (45) di monitoraggio e segnalazione della assenza di isolamento elettrico tra un, impianto di trazione e una carrozzeria in veicoli elettrici, caratterizzato dal fatto di comprendere: un generatore di tensione alternata (35) da collegare tra detto impianto di trazione e detta carrozzeria; mezzi di rilevazione della corrente (37) fluente in detto generatore di tensione; e mezzi di determinazione di resistenza di dispersione (39; 49, 51, 53) in base a detta corrente e a detta tensione alternata generata da detto generatore.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevazione della corrente (37) sono disaccoppiati da detto impianto di trazione attraverso mezzi capacitivi (38).
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevazione della corrente comprendono un resistore campione (37) disposto in serie a detto generatore di tensione (35).
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di determinazione della resistenza di dispersione comprendono un voltmetro (39) tarato disposto in parallelo a detto resistore campione (37).
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di determinazione della resistenza di dispersione (49, 51, 53) comprendono una sezione di misura (51) atta a generare un segnale di dispersione indicativo di resistenza inferiore ad una prima soglia prefissata; una sezione di monitoraggio (49) atta a fornire in uscita segnali di abilitazione lettura; ed una sezione di memorizzazione (53) atta a memorizzare detto segnale di dispersione in presenza di detti segnali di abilitazione lettura.
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detta sezione di misura (51) comprende mezzi differenziali (70) per la determinazione della tensione ai capi di detto resistore campione (37), e primi mezzi comparatori (72, 73) collegati con l'uscita di detti mezzi differenziali (70).
13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto di comprendere secondi mezzi comparatori (74, 75) collegati con l'uscita di detti mezzi differenziali (70) ed atti a generare in uscita un segnale di corto-circuito in caso di segnale di uscita di detti mezzi differenziali superiore ad una seconda soglia prefissata.
14. 14. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 13, caratterizzato dal fatto che detta sezione di monitoraggio (49) comprende mezzi rilevatori di gradini di tensione (64-66) su detto resistore campione (37).
15. 15. Dispositivo secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che detti mezzi rilevatori (64-66) comprendono mezzi comparatori (65, 66) atti a generare in uscita un segnale di gradino quando detta tensione su detto resistore campione (37) supera una terza soglia prefissata e dal fatto che detta sezione di monitoraggio (49) comprende inoltre mezzi inibitori (58) collegati a detti mezzi comparatori ed atti a generare un segnale di finestra di affidabilità in assenza di detto segnale di gradino e con un ritardo prefissato dal termine di detto segnale di gradino.
16. 16. Dispositivo secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detta sezione di misura (51) comprende mezzi differenziali (70) per il rilevamento della tensione su detto resistore campione (37) e primi mezzi di filtro (71) disposti a valle di detti mezzi differenziali ed aventi una prima costante di tempo e dal fatto che detta sezione di monitoraggio (49) comprende secondi mezzi di filtro (64) disposti a monte di detti mezzi comparatori (65, 66) ed aventi una seconda costante di tempo minore di detta prima costante di tempo.
17. 17. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 11-16, caratterizzato dal fatto che detta sezione di monitoraggio (49) comprende mezzi rilevatori di picco (59) collegati a detto generatore di tensione (35) ed atti a generare un segnale di fasatura lettura in corrispondenza dei picchi di detta tensione alternata.
18. 18. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 17, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di segnalazione visiva e/o acustica (90, 91) comandati da detti mezzi di memorizzazione
19. 19. Metodo e dispositivo di monitoraggio e segnalazione della assenza di isolamento elettrico tra un impianto di trazione e una carrozzeria in veicoli elettrici, come descritto con riferimento al disegno allegato.