MXPA00012517A

MXPA00012517A - Operaciones de verificacion, reajuste y comunicaciones en un interruptor de circuito por fallas de arco electrico con memoria y/o energia de reserva opcionales.

Info

Publication number: MXPA00012517A
Application number: MXPA00012517A
Authority: MX
Inventors: Kon B Wong
Original assignee: Square D Co
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2003-04-25
Also published as: FR2802721B1; CA2328218A1; FR2802721A1; CA2328218C; US6456471B1

Abstract

Un sistema interruptor de circuito por fallas de arco electrico para usarse con un circuito electrico incluye un detector de fallas de arco electrico que inspecciona el circuito electrico y un controlador general una senal de disparo en respuesta a la deteccion de las fallas de arco electrico. El controlador puede generar tambien una o mas senales de comunicacion que corresponden a informacion relacionada con el funcionamiento del interruptor de circuito por fallas de arco electrico. El sistema puede incluir tambien uno o mas de los siguientes: un puerto de comunicaciones que comunica a un usuario la informacion relacionada con el funcionamiento del interruptor de circuito por fallas de arco electrico, en respuesta a las senales de comunicacion; una memoria para conservar informacion predeterminada relacionada con la condicion y funcionamiento del interruptor de circuito por fallas de arco electrico, con o sin una memoria de respaldo; y un interruptor de autoverificacion/reajuste comb inados.

Description

OPERACIONES DE VERIFICACIÓN, REAJUSTE Y COMUNICACIONES EN UN INTERRUPTOR DE CIRCUITO POR FALLAS DE ARCO ELÉCTRICO, CON MEMORIA Y/O ENERGÍA DE RESERVA OPCIONALES REFERENCIA CRUZADA PARA SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud es una continuación en parte de la solicitud previa No. 09/026,193 presentada el 19 de febrero de 1998 (NBD-27/SQRE020) y la número de Serie 09/129,685 presentada el 5 de agosto de 1998 (NBD-27-1/SQRE171) .

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a la protección de circuitos eléctricos y, más particularmente, a la detección de fallas eléctricas del tipo conocido como fallas por arco eléctrico, en un circuito eléctrico, y más particularmente aún a las operaciones de verificación, reajuste y comunicaciones, en un interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico con memoria y/o energía de reserva.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas eléctricos en aplicaciones residenciales, comerciales e industriales incluyen usualmente un tablero para recibir la energía eléctrica proveniente de una planta de energía eléctrica. La energía eléctrica se dirige luego, a través de dispositivos de protección, hacia circuitos de derivación designados que suministran una o más cargas. Estos dispositivos para sobrecorrientes son típicamente interruptores de circuito tales como interruptores automáticos de circuito y fusibles, que están diseñados para interrumpir la corriente eléctrica si se sobrepasan los límites de los conductores que suministran las cargas . Los interruptores automáticos de circuito son un tipo preferido de interruptor de circuito, debido a que un mecanismo de reajuste permite su uso. Típicamente, los interruptores automáticos de circuito interrumpen un circuito eléctrico debido a una condición de desconexión o disparo, tal como una sobrecarga de corriente o falla por conexión a tierra. La condición de sobrecarga de corriente resulta cuando una corriente excede el régimen nominal continuo del interruptor automático de corriente, por un intervalo de tiempo determinado por la corriente de disparo. Una condición de disparo por falla debida a conexión a tierra, se crea por un desequilibrio de las corrientes que fluyen entre un conductor de línea y un conductor neutro, el cual podría ser causado por una fuga de corriente o por una falla de arco eléctrico a tierra. Las fallas por arco eléctrico se definen comúnmente como una corriente a través de gas ionizado, entre los dos extremos de un conductor roto, o en un contacto o conector defectuoso, entre dos conductores que suministran una carga, o entre un conductor y tierra. Sin embargo, las fallas por arco eléctrico pueden no causar que se dispare un interruptor automático de circuito, convencional. Los niveles de las corrientes de fallas por arco eléctrico se pueden reducir por derivación o impedancia de carga hasta un nivel por debajo de los ajustes de la curva de disparo del interruptor automático de circuito. Además, una falla por arco eléctrico que no haga contacto con un conductor o persona conectada a tierra, no disparará un protector contra fallas por conexión a tierra. Existen dos tipos de fallas por arco eléctrico, en los circuitos eléctricos y en el cableado: en paralelo y en serie. La formación de arcos eléctricos en paralelo ocurre cuando se presenta un arco eléctrico entre dos cables, o entre el cable y tierra, y la corriente está limitada por la impedancia de la fuente de voltaje, el cable, y el arco eléctrico. Cuando la falla está sólidamente conectada y el voltaje del arco eléctrico es bajo, el interruptor automático normal, se dispara muy rápidamente con poco calentamiento del cable o con poco daño en el punto del arco eléctrico. Sin embargo, ocasionalmente el arco eléctrico hace explotar los componentes que han sufrido la falla, creando un mayor voltaje en el arco eléctrico, y reduciendo la corriente de la falla, por debajo de curva de disparo, y provocando " fallas que dejan marcas". Las consecuencias del daño por el arco eléctrico en paralelo, son usualmente mucho mayores que la de los arcos eléctricos en serie. La corriente promedio puede no ser suficiente para disparar un interruptor automático convencional, mediante el calentamiento de la tira metálica, o la corriente máxima puede no ser lo suficientemente grande para disparar el elemento enganchador de disparo, magnético. Esto hace que el interruptor automático convencional sea razonablemente efectivo en la protección contra los arcos eléctricos en paralelo, cuando la corriente pico es de unos cuantos cientos de amperios. Desafortunadamente, la corriente de la falla puede ser limitada por un circuito que tenga demasiada impedancia, para disparar inmediatamente el interruptor automático, térmico-magnético. La formación de arcos eléctricos en paralelo es generalmente más peligrosa que la formación de arcos eléctricos en serie. La energía liberada en el arco eléctrico es mucho mayor, con temperaturas que a menudo están por arriba de 5,537.8 'C (10,000 * F) . Esto causa la pirolización o carbonización del aislamiento, creando rutas de carbón conductor y expulsando metal caliente que puede encontrar materiales inflamables. La formación de arcos eléctricos en serie inicia con la corrosión en las conexiones de las espigas de contacto o por conexiones flojas, en serie, con las cargas eléctricas. La caída de voltaje a través de una conexión pobre inicia a unos pocos cientos de milivoltios y lentamente calienta y oxida o piroliza los materiales circundantes. La caída de voltaje se incrementa hasta unos cuantos voltios, tiempo en el cual se vuelve una "conexión incandescente" y comienza a liberar humo del aislamiento polimérico circundante. La corriente de arco eléctrico en serie está limitada usualmente a un valor moderado por la impedancia de la carga eléctrica que está conectada al circuito. La cantidad de energía proveniente del arco eléctrico en serie es típicamente mucho menor que la de una falla por arco eléctrico en paralelo. Dado que la .corriente máxima típicamente nunca es mayor que la corriente de la carga de diseño, la formación de arcos eléctricos en serie es mucho más difícil de detectar que la formación de arcos eléctricos en paralelo. La característica del arco eléctrico en serie es una variación inusual de la corriente de la carga normal. La formación de arco eléctrico en serie usualmente es tal que la corriente del arco eléctrico permanece muy por debajo de la curva de disparo del interruptor .automático. Lengüetas terminales sueltas, clavijas eléctricas mal acomodadas o trasroscadas, hilos conductores rotos dentro de un cable, son fuentes típicas. Estos arcos eléctricos causan caídas de voltaje en la carga y el calentamiento del cable, de la espiga del enchufe macho, o de la lengüeta terminal . Este calentamiento puede conducir a fallas de los componentes y a fuentes de ignición. Existen muchas condiciones que pueden causar una falla por arco eléctrico. Por ejemplo, un cableado, conectores, contactos o aislamiento, corroídos, desgastados o deteriorados, conexiones flojas, cableado dañado por las uñas o grapas que penetran por el aislamiento, y el esfuerzo eléctrico causado por las sobrecargas repetidas, descargas atmosféricas, etc. Estas fallas pueden dañar el aislamiento del conductor y causar que el conductor alcance una temperatura inaceptable. Los dispositivos estándares para sobrecorrientes, usados en interruptores automáticos de circuito, responden al efecto de calentamiento de la corriente en un cable resistivo, para "disparar térmicamente" el interruptor automático, pero éstos no responden a las corrientes de arco eléctrico por desintegración catódica. En la presente se propone un mejor enfoque - detener el arco cuando suceda, en vez que esperar a que un interruptor automático de circuito se dispare térmicamente. Hasta recientemente, esa capacidad de detección de arco eléctrico no se ha encontrado disponible en los interruptores automáticos de circuito o relevadores. Los Interruptores de Circuito para Fallas por Conexión a Tierra (GFCI) para la protección de personal, han estado disponibles en el hogar desde inicio de los años 70. Bajo condiciones ideales, los GFCI pueden detectar la fase para arcos eléctricos por conexión a tierra, tan baja como de seis miliamperios, pero no pueden detectar arcos eléctricos en serie o mejorar los tiempos de disparo por fallas de la línea a la línea neutra. Las tecnologías de detección de fallas por arco eléctrico son una innovación reciente y excitante en la protección de circuitos, en los Estados Unidos de América. En la presente se ha encontrado que los Interruptores de Circuito para Fallas por Conexión a Tierra (AFCI) pueden estar diseñados para detectar un arco en serie o en paralelo, así como arcos de la línea a la línea neutra, "poniendo atención" a las características únicas que generan los arcos eléctricos. Un interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico, es un dispositivo que sirve para proporcionar protección contra los efectos de las fallas por arco eléctrico, reconociendo características únicas para los arcos eléctricos, y funcionando para desconectar el circuito cuando se detecte una falla por arco eléctrico. Los interruptores automáticos de circuito, convencionales, han sido históricamente la mejor protección disponible para el cableado. Los diseños actuales se basan en tecnologías que tienen hasta 40 años de existir. En los interruptores automáticos de circuito, la protección se proporciona usualmente en dos formas . Las corrientes de cortocircuito hacen funcionar un elemento enganchador de disparo magnético, mientras que las corrientes de sobrecarga hacen funcionar, ya sea un elemento enganchador de disparo, bimetálico, o un pistón magnético amortiguado hidráulicamente. El "disparo instantáneo" es la acción de disparo magnético, con corriente elevada, encontrada en algunos de los interruptores automáticos, aunque no en todos. El tiempo para el disparo, durante una sobrecarga, se determina mediante el tiempo que lleva calentar una aleación bimetálica hasta la temperatura que desenganche el interruptor automático. Mientras mayor sea la corriente que caliente la aleación bimetálica, menor será el tiempo que tome disparar el interruptor automático. Un estilo de interruptor automático hidráulico-magnético, contiene una barra magnética sellada en fluido, la cual se mueve hasta una posición de disparo, en respuesta al cuadrado de la corriente. Estos dispositivos de interrupción de circuito son seleccionados por los ingenieros de diseño, a fin de proteger el cableado, del sobrecalentamiento o de la fusión. Durante las fallas por arco eléctrico, estas corrientes son a menudo pequeñas, de corta duración y se encuentran muy por debajo de la curva de protección en el tiempo contra sobrecorrientes, diseñada en estos interruptores automáticos. La formación de arco eléctrico en un circuito de corriente alterna defectuoso, usualmente ocurre esporádicamente en cada hemiciclo de la forma de onda de voltaje. El complejo evento de formación de arco eléctrico, causa arcos de desintegración catódica que varían la corriente de los patrones de carga normales. El precursor del arco puede ser una conexión de alta resistencia que conduzca a un "contacto incandescente" y luego a un arco en serie, o una ruta para carbón, que conduzca al arco eléctrico en paralelo o de línea a línea. En un interruptor automático de circuito, casero, equipado con un Interruptor de Circuito para Fallas por Conexión a Tierra (GFCI) , una ruta para carbón o humedad se puede detectar tempranamente si el cortocircuito es a tierra. Con la introducción de los interruptores automáticos AFCI, la protección contra cortocircuitos por arco eléctrico, de línea a línea, que no involucren tierra, puede también detectarse e interrumpirse. En el interruptor de fallas por arco eléctrico, de la presente, los dispositivos electrónicos adicionales inspeccionan, tanto el voltaje de la línea como las "características" de la corriente. En un circuito que funcione normalmente, las fluctuaciones comunes de la corriente producen características que no deberían confundirse con las de un arco eléctrico. Las corrientes de arranque, las características de conmutación y los cambios de carga (eventos normales o de "arco eléctrico bueno") pueden programarse digitalmente en el AFCI , como formas de onda con características normales. Las desviaciones o cambios de estas características "normales" son inspeccionadas por circuitos electrónicos y algoritmos, para determinar si está ocurriendo un arco eléctrico. Cuando estas características de falla por arco eléctrico son reconocidas, el circuito se interrumpe y se elimina la corriente eléctrica. La rapidez de esta detección, así como la magnitud del arco eléctrico, pueden ser parámetros programables en el momento de la fabricación. Las características particulares identificadas como arcos eléctricos, son parte de la tecnología patentada, para fallas por arco eléctrico, de Square D Company. Los interruptores automáticos de circuito, a base de AFCI, comerciales, aprobados por Underwriters Laboratories (UL) , se encuentran disponibles comercialmente. Estos se encuentran ahora en la National Electronic Conference (NEC) y se requerirán en los circuitos de dormitorios habitacionales para el 2002. Dado que las cargas eléctricas en los circuitos residenciales pueden variar ampliamente, serán diseñados para permitir casi una combinación infinita de cargas eléctricas. Su programación de AFCI estará combinada con GFCI, así como con componentes de sobrecargas, magnéticos y térmicos. Estarán diseñados para ajustarse a la forma y funcionar en lugar de los interruptores automáticos de circuito, residenciales, estándares. Resumiendo de manera breve, el calor, los arcos eléctricos o la ignición eléctrica son causadas a menudo por conexiones sueltas, cables rotos o en cortocircuito, en el sistema de distribución de energía eléctrica. En el cableado, la vibración, condiciones extremas de temperatura y humedad, mantenimiento y reparación inapropiados, contribuyen todos a la falla del cableado. Esto conduce a la formación de arco eléctrico y puede encender componentes combustibles. Además, la ruta de carbón causada por el calor generado por el arco eléctrico puede deteriorar el aislamiento del cable, exponiendo los conductores y dando por resultado cortocircuitos intermitentes entre los cables individuales. Estos cortocircuitos entre cables pueden causar daño y malos funcionamientos. La eliminación o reducción de estos peligros, con la tecnología de fallas por arco eléctrico, sería una amplia prioridad en todas las industrias.

OBJETOS Y SUMARIO DE LA INVENCIÓN Un objeto general de la presente invención es proporcionar una mejora en un sistema interruptor de fallas por arco eléctrico, que detecte confiablemente las condiciones de arco eléctrico que puedan ser ignoradas por los interruptores de circuito convencionales. Un objeto más específico es proporcionar una o más capacidades de verificación, reajuste y comunicaciones, memoria y/o energía eléctrica de reserva, para un sistema de detección de fallas por arco eléctrico, tal como un interruptor de fallas por arco eléctrico. Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema interruptor de fallas por arco eléctrico que utilice un mínimo número de componentes electrónicos altamente confiables, de manera que sea relativamente simple y todavía de funcionamiento altamente confiable. Otros objetos y ventajas, así como objetos y ventajas adicionales de la invención, serán evidentes a los experimentados en la técnica, a partir de la presente especificación tomada con los dibujos adjuntos y las reivindicaciones anexas. De conformidad con una aspecto de la invención, se proporciona un sistema interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico, para el uso con un circuito eléctrico, y que comprende un detector de fallas por arco eléctrico que inspecciona el circuito eléctrico, y un controlador que genera una señal de disparo en respuesta a la detección de fallas por arco eléctrico, el controlador también genera una o más señales de comunicación que corresponden a información relacionada con el funcionamiento del interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico, y un puerto de comunicación que comunica a un usuario la información relacionada con el funcionamiento del interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico, en respuesta a las señales de comunicación. De conformidad con otro aspecto de la invención, se proporciona un sistema interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico, para el uso con un circuito eléctrico, y que comprende un detector de fallas por arco eléctrico, que inspecciona el circuito eléctrico y un controlador que genera una señal de disparo en respuesta a la detección de fallas por arco eléctrico, un interruptor de reajuste, un interruptor de autoverificación, y un solo elemento de control al que puede tener acceso un usuario, adaptado para activar selectivamente uno o ambos entre el interruptor de reajuste y el interruptor de autoverificación. De conformidad con otro aspecto de la invención, se proporciona un sistema interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico, para el uso con un circuito eléctrico, y que comprende un detector de fallas por arco eléctrico que inspecciona el circuito eléctrico, y un controlador que genera una señal de disparo en respuesta a la detección de fallas por arco eléctrico, y una memoria para conservar información predeterminada, relacionada con la condición y funcionamiento del interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico, la memoria está conectada funcionalmente con el controlador.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En los dibujos: La figura 1 es un diagrama de bloques simplificado, de una modalidad de un sistema de detección de fallas por arco eléctrico que incorpora la invención; La figura 2 es un diagrama simplificado, de otra modalidad de un sistema de detección de fallas por arco eléctrico, de conformidad con la invención; La figura 3 es un diagrama de bloques funcional, de un sistema de detección de fallas por arco eléctrico, que muestra detalles adicionales de una modalidad del conjunto de circuitos de detección de fallas por arco eléctrico; La figura 4 es un diagrama simplificado que muestra comunicaciones con el sistema de detección de fallas por arco eléctrico, que usa un dispositivo inalámbrico con forma de comunicación de trayectoria óptica; La figura 5 es un diagrama simplificado que muestra comunicaciones con un sistema de detección de fallas por arco eléctrico, a través del circuito de potencia asociado, usando un protocolo X-10 o similar. La figura 6 es un diagrama simplificado, que muestra comunicaciones con una unidad de detección de fallas por arco eléctrico, usando un transmisor de radiofrecuencia; La figura 7 es un diagrama simplificado, que muestra las comunicaciones con el dispositivo de detección de fallas por arco eléctrico, usando un transmisor infrarrojo; La figura 8 es un diagrama simplificado, que muestra comunicaciones con un dispositivo de detección de fallas por arco eléctrico, usando un transmisor con protocolo X-10 o similar; La figura 9 es un diagrama de bloques parcial, simplificado, que muestra una memoria alterna a la que se muestra en la figura 3 ; La figura 10 es un diagrama de bloques parcial, simplificado, que muestra una memoria alterna a la que se muestra en la figura 3; La figura 11 es una vista en corte, parcial, de una modalidad de un botón de verificación y reajuste, combinados, para un AFCI de conformidad con una modalidad de la invención; La figura 12 es una vista en corte, parcial, similar a la de la figura 8, de una modalidad alternativa de un botón de verificación y reajuste, combinados; y La figura 13 es una vista en corte, parcial, aún de otra modalidad de una característica de verificación y reajuste, combinadas.

DESCRIPCIÓN DE MODALIDADES ILUSTRATIVAS Haciendo referencia ahora a los dibujos e inicialmente a la figura 1, un sistema de detección de fallas por arco eléctrico, de conformidad con una modalidad de la invención, se ilustra en la forma de bloques, funcional. Un circuito 12 de corriente alterna de 120 voltios tiene un conductor de línea 14 y un conductor neutro 18. Un sensor 16, que puede estar en la forma de una bobina de di/dt, está asociado con el conductor de línea 14 y alimenta una señal de salida a un circuito de detección de fallas por arco eléctrico o a un interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico (AFCI) 25. El circuito AFCI 25 tiene el disparador 42 respectivo y salidas de comunicaciones 45 que están conectadas con un puerto de comunicaciones 35. La salida 42 del disparador puede estar también acoplada para activar o disparar, directa o indirectamente, un dispositivo de interrupción de circuito, para interrumpir el flujo de corriente en el circuito 12 de 120 voltios de corriente alterna, cuando se detecte una falla por arco eléctrico, tal como se indica mediante el número de referencia 43. El puerto de comunicación 35, tal como se muestra en la figura 2, puede recibir alternativamente únicamente las señales de comunicaciones provenientes del AFCI 25 caso en el cual la línea de comunicaciones 45, además de otra información descrita posteriormente, suministraría también una señal apropiada al puerto de comunicación 35 indicando cuándo la señal de disparo ha sido proporcionada a la salida 42 de la señal de disparo. Haciendo referencia posteriormente a la figura 3, se muestran, en la forma de bloques, detalles adicionales del circuito AFCI 25. El sensor de di/dt 16 puede comprender una bobina toroidal que tiene un núcleo anular que rodea el conductor de línea 14, con una bobina de detección toroidal devanada helicoidalmente sobre el núcleo. En el sensor 16, el núcleo puede estar fabricado de un material magnético tal como ferrita, hierro o polvo moldeado permeable, de manera tal que el sensor sea capaz de responder a los rápidos cambios en el flujo. Se puede cortar un entrehierro en el núcleo, en ciertos casos, para reducir la permeabilidad, y el material del núcleo es tal que no se satura durante la corriente relativamente alta producida por algunas formas de arco eléctrico, de manera que aún sea posible la detección del arco eléctrico. El sensor de di/dt 16 proporciona una entrada a un circuito detector 24 de fallas por arco eléctrico, que en esta modalidad incluye un circuito detector de ruido de banda ancha y un circuito detector 26 de fallas de corriente, que en esta modalidad es un circuito de medición de corriente. En la modalidad ilustrada, todos los componentes del circuito detector 24 de fallas por arco eléctrico, del circuito detector 26 de fallas de corriente, así como algunos de los otros componentes del circuito que se describirán posteriormente, se proporcionan en un circuito integrado específico para la aplicación (ASIC) 30. Las señales de salida apropiadas, provenientes del ASIC 30 se alimentan a un microcontrolador 40 que, en base al análisis y procesado adicional de las señales proporcionadas por el ASIC 30 realiza una decisión de si se envía o no una señal de disparo hacia una salida 42 para activar un circuito de disparo 44 que en efecto conmutará el conductor del lado de línea 14 del circuito 12 de 120 voltios de corriente alterna, a una condición de circuito abierta, tal como se indica esquemáticamente en la figura 3, o si permite que el lado de línea 14 del circuito 12 permanezca conectado a una carga 50. Haciendo referencia aún a la figura 3, se describirán posteriormente componentes adicionales del ASIC 30. El detector de ruido de banda ancha 24 comprende un primer y segundo circuitos 80 y 82 del filtro de paso de banda, que reciben la velocidad de cambio de la señal de corriente proveniente del sensor de di/dt 16. De conformidad con la invención, los pasos de banda de estos circuitos 80 y 82 se seleccionan a bandas de frecuencia que sean representativas del ruido de banda ancha típico de las fallas por arco eléctrico y/o de manera tal que eliminen substancialmente (estadísticamente) señales que se encuentren a frecuencias que puedan ocurrir en la línea, que no representen, es decir que no se deban a, una falla por arco eléctrico. En la modalidad ilustrativa estas frecuencias de paso de banda se seleccionan típicamente como de 35 kilohertz y 70 kilohertz, respectivamente. Cada uno de los circuitos 80 y 82 del filtro de paso de banda alimenta una señal filtrada, que comprende los componentes de una señal de entrada proveniente del sensor de di/dt, que caen dentro de sus respectivas bandas de frecuencia de paso de banda, a los circuitos 84 y 86 detectores de umbrales, respectivos. Los detectores de umbrales 84 y 86 son sensibles a aquellos componentes de las señales de frecuencia que pasan por los filtros de paso de banda 80 y 82, que están por encima de una amplitud umbral predeterminada, para producir una salida de amplitud de frecuencia correspondiente, a los circuitos 88 y 90 para el acondicionamiento de señales. Estos circuitos 88 y 90 producen una señal de salida condicionada, en una forma apropiada para la entrada al microcontrolador 40. En la modalidad ilustrativa estos últimos circuitos 88 y 90 para el condicionamiento de señales comprenden circuitos monoestables de diez microsegundos, para producir una señal de impulso unitario. A los impulsos de salida generados por los circuitos monoestables 88 y 90 se les realiza el producto lógico en un circuito Y 96 cuya salida se alimenta a una entrada del "contador" del microcontrolador 40 tal como se indica en la figura 3. En la modalidad ilustrativa se utiliza un umbral de un voltio por parte de ambos circuitos de umbral 84 y 86. Haciendo referencia aún a la figura 3, el sensor de fallas de corriente o la porción de medición de corriente 26 del ASIC 30 recibe también la señal de salida del sensor de di/dt 16. Un circuito integrador 100 desarrolla una señal representativa de la magnitud de la corriente, en respuesta a la salida del sensor de di/dt 16. La señal se alimenta a una porción adicional 102 del circuito para el acondicionamiento de señales, que incluye un circuito de valor absoluto tal como se muestra en la figura 2 y un circuito de ganancia 104 para producir una señal de salida de corriente acondicionada, en una forma apropiada para la entrada al controlador 40. El circuito de valor absoluto 102 capta señales tanto de variación en sentido negativo como en sentido positivo, e invierte cualesquiera señales de variación en sentido negativo, en señales positivas, mientras que deja pasar, sin cambios, las señales con variación en sentido positivo. La salida del circuito de valor absoluto 102 se alimenta al circuito de ganancia 104 que, en una modalidad, incluye una etapa de ganancia de corriente baja y una etapa de ganancia de corriente alta. Brevemente, la etapa de ganancia de corriente baja aplica una cantidad de ganancia relativamente mayor, a corrientes relativamente bajas, a fin de incrementar la resolución de la señal de la corriente, para los niveles de corriente relativamente bajos. Por otra parte, la etapa de ganancia de corriente alta aplica una ganancia relativamente más baja, a los niveles de corriente relativamente más altos, a fin de mantener un intervalo completo de niveles de señales de corriente, a través del circuito. Las salidas de las etapas de ganancia de la corriente baja y corriente alta, respectivas, se alimentan al microcontrolador 40. El voltaje de línea también se condiciona en un circuito 130 y se alimenta al microcontrolador para el análisis y procesado adicionales. Este circuito 130 incluye un divisor de voltaje de línea (no mostrado) que divide el voltaje de línea a un nivel más bajo, apropiado para el procesado adicional, un amplificador diferencial (no mostrado) que capta la salida del divisor de voltaje de línea y la desplaza de nivel a la tierra del circuito para ser rectificada, y un circuito de valor absoluto. El voltaje del amplificador diferencial (no mostrado) se alimenta a través del circuito de valor absoluto que tiene la misma configuración y función descritas anteriormente para los circuitos de valor absoluto descritos previamente. La salida del circuito 130 de acondicionamiento de señales, se alimenta al microcontrolador 40.

Haciendo referencia aún a la Figura 3 , un circuito vigilante 140 capta una entrada de impulso (Impulso_Entrada) proveniente del microcontrolador 40, para verificar si el microcontrolador está todavía activo. Si no están impulsos presentes en esta salida del microcontrolador, entonces el circuito vigilante 140 envía una señal de disparo (Disparo_Señal ' ) al circuito de disparo. Un circuito amplificador de "oprimir para realizar prueba" 150 recibe una señal de "reloj de prueba", proveniente del microcontrolador, cuando se acciona un interruptor de "oprimir para realizar prueba" (no mostrado) y se le condiciona para la entrada a un devanado de prueba sobre el sensor de di/dt 16. Si todos los conjuntos de circuitos funcionan apropiadamente, el microcontrolador deberá recibir señales de retorno que indiquen una falla por arco eléctrico. De acuerdo con un programa de prueba, cuando estas señales se reciben, el microcontrolador producirá una señal de "disparo" en la línea 42. Como se indicó anteriormente, la Figura 3 ilustra una modalidad de un circuito integrado específico para una aplicación, para llevar a cabo las operaciones descritas anteriormente. Detalles adicionales de la construcción y operación del circuito de la Figura 3 son descritos en la solicitud de patente copendiente antes indicada, No. de serie 09/026,193, presentada en febrero 19, 1998 (Documento del Abogado NBD27/SQRE020) , la cual se incorpora como referencia. Proporcionar el circuito detector, como un ASIC, es ventajoso porque permite que el conjunto de circuitos sea incorporado en una variedad de entornos . Esto se debe principalmente al tamaño pequeño y requerimientos de energía relativamente modestos, del ASIC. Es decir, este circuito detector puede ser incorporado no únicamente en tableros o en otros aparatos de distribución, sino que también podría ser localizado en cargas individuales. Esto es cierto para aplicaciones industriales, así como comerciales y residenciales. Por ejemplo, el circuito detector ASIC podría incorporase en equipo o maquinaria, industrial y/o comercial, alimentados con energía eléctrica, así como en productos para el consumidor, tales como computadoras, equipo audiovisual, aparatos o similares. El microcontrolador 40 analiza las formas de onda de la corriente y el ruido de banda ancha, para determinar si está presente un arco eléctrico en los conductores eléctricos. Un arco de alta corriente se identifica como una forma de onda de la corriente que tiene una combinación de cambios en la corriente (di/dt) y ruido de banda ancha (de 10 kHz a 100 kHz) . El controlador 40 incrementa una pluralidad de contadores, que pueden estar implementados en conjuntos de programas de cómputo (software) , de acuerdo con las señales de entrada recibidas del ASIC 30. La tabla 1 resume el arco eléctrico de corriente alta, característico de formas de onda de corriente y de cómo se incrementan los contadores de microprogramación cableada. Una descripción detallada de cómo se usan los contadores, para determinar si se encuentra presente un arco eléctrico, se describe posteriormente. Existen condiciones en donde las cargas tienen ruido de banda ancha, grandes (di/dt) y altas corrientes, bajo condiciones normales de funcionamiento. Para distinguir entre las corrientes de carga de ruido normal, y las corrientes de arco eléctrico, los algoritmos buscan diferentes niveles de (di/dt) , ruido de banda ancha, corrientes altas, corrientes de decaimiento y relaciones de aspecto de la corriente . El ruido de banda ancha se calcula como el producto lógico de dos o más bandas de frecuencia en los elementos físicos de cómputo (hardware) como se describió anteriormente. Si se encuentra presente ruido de banda ancha, entonces se reciben impulsos en la entrada del microcontrolador. Los impulsos se cuentan cada hemiciclo, se almacenan y luego se reajustan para detectar niveles de ruido de banda ancha en el próximo hemiciclo.

TABLA 1 ( cada hilera caracteri za un hemiciclo de arco eléctrico) ccntadcr corriente ru-i-do de de ar-co pico ccn tanda an±a eléctrico Canteo Ca±adar de re- c-Lc de di/dt de alta de alta de alta a£p?cto*>2 (dt** = 500us) ---saj-ax-ia*** corríante (di/dt) fr-Bcuaxia >48A >0.328xaarri.ente no -requerido ---ncrai-a-ita ira-a-na-ita sin c-ap-t?cs pico >48A >0.328xa--rria-?te presente ina-B-ta-ita ir -ai-T-ta ---ncroterta pico >48A >0.203xcaxia±e -requerido -xa-en-a- a sin ---n -e-tB±a pioo csttbics >48A >0.25xn-a---ie--te -reque-rido ina-ara- a ----pcr-ara-ita ---na-a-ta-ta pico *La relación de aspecto es el pico dividida entre el área para un hemiciclo. El área es la suma de 32 muestras para un hemiciclo. **dt es el tiempo entre cada otra de las muestras de la forma de onda de la corriente. Este tiempo de la muestra varía dinámicamente con la frecuencia de la línea (60+4 Hz) para obtener mejor cobertura de la forma de onda de la corriente. ***E1 ruido de banda ancha de alta frecuencia es la presencia de ruido de banda ancha durante los primeros 20 hemiciclos al echar a andar el módulo con una carga conectada y encendida, y en el funcionamiento normal, debido a las cargas ruidosas en estado estacionario (corrientes por debajo del pico de 48A) . Un diagrama de bloques de una aplicación típica para un interruptor automático de circuito, residencial, para fallas por arco eléctrico, se muestra en la Figura 3. Las formas de onda del arco eléctrico y del inicio, son analizadas por el controlador usando los algoritmos descritos en la siguiente descripción. La microprogramación cableada contiene los siguientes contadores y otras variables: • di/dtl (mantiene la di/dt máxima un hemiciclo previo) • di/dt2 (mantiene la di/dt máxima dos hemiciclos previos) • di/dt3 (mantiene la di/dt máxima tres hemiciclos previos) • di/dt4 (mantiene la di/dt máxima cuatro hemiciclos previos) • di/dt_contador (mantiene el número entero de veces que el contador di/dt ha sido incrementado, especificado en la Tabla 1) • picol (mantiene la corriente pico de un hemiciclo previo) • pico2 (mantiene la corriente pico de dos hemiciclos previos) • pico3 (mantiene la corriente pico de tres hemiciclos previos) • pico4 (mantiene la corriente pico de cuatro hemiciclos previos) • pico5 (mantiene la corriente pico de cinco hemiciclos previos) • alta_corriente_arco_contador (mantiene el número entero de veces que se detectó un hemiclo de arco eléctrico, de la Tabla 1) • alta_frecuencia_contador (mantiene el número entero de conteos de alta frecuencia de los hemiciclos previos) • alta_frecuencia_ruido_contador (mantiene el número entero de conteos de alta frecuencia durante el inicio o estado estacionario (corrientes menores que 48A) ) • faltante_hemiciclo (verdadero cuando un hemiciclo que no es de arco, sigue a un hemiciclo de arco) • lenta_elevación (mantiene el valor del picol -di/dtl) • pico_conexión a tierra_falla (mantiene la corriente pico de falla por conexión a tierra del último hemiciclo) Los contadores descritos anteriormente se incrementan y borran en la siguiente forma: Si (pico 1>48A) entonces verificar lo siguiente: S i ( di / dt l > ( O . 328 x p i co l ) y alta_frecuencia_contador > 4 y contador de ruido de alta frecuencia < 16 ) • incrementar di/dt_contador • incrementar alta_frecuencia_contador • incrementar alta_corriente_arco_contador SiNo (di/dtl > (0.328 x picol)) • incrementar di/dt_contador • incrementar alta_corriente_arco_contador SiNo (di/dtl > (0.25 x pico 1) y alta_frecuencia_contador >4 y alta_frecuencia_ruido_contador <16) • incrementar di/dt_contador • incrementar alta_frecuencia_contador • incrementar alta_corriente_arco_contador SiNo (di/dtl > (0.203 x picol) y contador de alta frecuencia >4 y contador de ruido de alta frecuencia <16) • incrementar alta_frecuencia_contador • incrementar alta_corriente_arco_contador Si no hay hemiciclo de arco en 0.5 segundos después del último hemiciclo de arco eléctrico, entonces borrar todos los contadores. . Un arco de línea a neutro o un arco por falla por conexión a tierra, se encuentra presente bajo las siguientes condiciones de los contadores de microprogramación cableada anteriores : Si (falla por conexión a tierra > umbral) Si (corrientes pico > 35A para 3 hemiciclos y faltante_hemiciclo es verdadero y di/dt_contador >1 y alta_corriente_arco_contador >1) Si (corrientes pico >35A para 4 hemiciclos y f a 1 t an t e_hemi c i c 1 o es verdadero y alta corriente_arco_contador >2) Si (corrientes pico >35A para 5 hemiciclos y faltante_hemiciclo es verdadero y alta_corriente_arco_contador >3) Si (corrientes pico >35A para 5 hemiciclos y alta corriente_arco_contador >3 y di/dtl > di/dt3 y di/dt_contador >2) Si (corrientes pico >35A para 5 hemiciclos.y alta _corriente_arco_contador >3 y di/dtl > di/dt3 y alta_frecuencia_contador >2 y di/dt_contador > 1) Si (corrientes pico >35A para >5 hemiciclos y <9 hemiciclos y alta_corriente_arco_contador >3 y faltante_hemiciclos es verdadero) Si (corrientes pico >35A para > 5 hemiciclos y <9 hemiciclos y alta_corriente_arco_contador >3 y di/dt_contador > 3) Si (corrientes pico >35A para > 5 hemiciclos y <9 hemiciclos y alta_corriente_arco_contador >3 y alta_frecuencia_contador >1 y di/dt_contador >2) Si (corrientes pico > 35A para >5 hemiciclos y <9 hemiciclos y alta_corriente_arco_contador >3 y alta_frecuencia_contador >2 y di/dt_contador >1) Si (alta_corriente_arco >6) Algoritmos de Inicio: Si (de picol a pico4 > 35A y faltante_hemiciclo = falso) entonces verificar lo siguiente: Si (((picol < (pico3 -7A) ) y (picol < pico2)) y ( (pico2 < pico3) y (pico2 < pico 4 -7A) ) ) iniciar lámpara de tungsteno, borrar los siguientes contadores: alta_corriente_arco_contador di/dt_contador alta_frecuencia_contador SiNo ( (pico3 > picol) y (pico5 > pico3) y (di/dtl < pico 1/2) y (di/dt2 < pico2/2) y (di/dt3 < pico3/2) y ( (di/dt5 + 1.4A) >= di/dt3) y ( (di/dt3 + 1.4A) >= di/dtl) y (lenta_elevaciónl > 48A) ) iniciar carga inductiva, borrar los siguientes contadores di/dt_contador alta_frecuencia_contador Nota: Los valores numéricos en las expresiones anteriores se seleccionan para aplicaciones residenciales. Sin embargo, los valores numéricos específicos, los niveles de corriente y los valores de los contadores, no están limitados a las especificaciones anteriores, sino que pueden variar para otras aplicaciones. También, la invención no está limitada a las modalidades del ASIC 30 y controlador 40 descritas anteriormente. Haciendo referencia ahora a las Figuras 4-8, el puerto de comunicación 35 puede tomar cierto número de formas. En una modalidad, el puerto de comunicación 35 puede comprender un dispositivo de señalización inalámbrico, del tipo trayectoria óptica, tal como un diodo electroluminiscente (LED) (de luz visible o infrarroja (IFR) ) u otro dispositivo óptico (o IFR) . Por ejemplo, el LED podría ser excitado en varias formas por la señal de comunicaciones 45 para indicar la condición del AFCI 25, por ejemplo la condición de espera, disparado, autoverificación aprobada, y autoverificación no aprobada. Esto podría indicarse mediante diferentes patrones de centelleo del LED, dejando el LED estable, mediante diferentes condiciones de brillantez o similares. Alternativamente, podría usarse un LED de dos colores o de múltiples colores, para indicar varias condiciones, por ejemplo en espera (verde) disparado (rojo), autoverificación aprobada (centelleo en verde) y autoverificación no aprobada (centelleo en rojo) . Podrían utilizarse otros esquemas o sistemas de colores de la señalización, sin apartarse de la invención. Como se indica en la Figura 4, el LED o dispositivo óptico similar puede usarse también con relación a una unidad o dispositivo 50 de comunicaciones, manual o de otro tipo, para comunicar una variedad de tipos de información, además de la información visual perceptible al humano, descrita anteriormente. Esta información podría ser conducida en la forma de un impulso o parpadeos del LED imperceptibles por el humano, en lugar o además de, las indicaciones perceptibles al usuario descritas anteriormente. Aunque no sea perceptible al humano, estos impulsos de mayor frecuencia del LED podrían ser leídos por una unidad de comunicaciones 50 manual o de otro tipo. Podría usarse cualquier protocolo de comunicaciones deseado, con relación a esto, así como protocolos de comunicaciones patentados. La información comunicada podría incluir información tal como el tiempo desde el último disparo, el nivel actual de corriente, el consumo de potencia, nivel del voltaje, razón del disparo, y similares. La condición de espera, disparo, y aprobación o desaprobación de la autoverificación, podría comunicarse adicionalmente en este protocolo, en lugar o además de, las indicaciones visuales descritas anteriormente. Además, el dispositivo de comunicación 50, manual, podría contener un dispositivo para el envío de información, en forma similar al LED descrito anteriormente u otro dispositivo para comunicar información al puerto de comunicaciones 35. En esta modalidad, el puerto de comunicaciones 35 incluiría un dispositivo receptor similar al usado en el dispositivo de comunicaciones manual, de manera tal que tanto el puerto de comunicaciones 35 como el dispositivo de comunicaciones manual 50 sean capaces de entablar comunicaciones bidireccionales. La línea de comunicación 45 funcionaría entonces como una línea o enlace de comunicaciones bididireccionales, con el microcontrolador 40 (ver la Figura 3) u otro elemento de control del AFCI 25. La información que podía ser comunicada al AFCI 25 o a su controlador 40, incluye instrucciones para llevar a cabo varias funciones, tal como una rutina de autoverificación. Otra información que podría ser comunicada incluye instrucciones para habilitar o deshabilitar la función de disparo según se requiera para varias cargas o condiciones, o información/datos para actualizar o modificar el algoritmo de disparo. Esas actualizaciones o modificaciones podrían variar la forma en la que el AFCI 25 y/o su microcontrolador 40 produzcan una señal de disparo, o en que realice la decisión de producir una señal de disparo, en base a las condiciones inspeccionadas en el circuito que se inspecciona mediante el AFCI 25. Estas actualizaciones/modificaciones del algoritmo podrían ser de la forma de códigos o datos de programas de cómputo (software), o similares. Cooperativamente, en este respecto, el microcontrolador podría contener uno o más componentes de memoria programables para recibir esa información actualizada, como se describirá de manera adicional posteriormente. Alternativamente, el microcontrolador podría estar programado previamente con múltiples algoritmos de disparo para el uso en diferentes situaciones, en donde el dispositivo de comunicaciones 50 deje pasar una señal de control al puerto de comunicaciones 35 para seleccionar uno de estos algoritmos para el uso en una situación particular. Haciendo referencia a la Figura 5, se indica una modalidad alternativa del arreglo de comunicaciones descrito anteriormente. En la Figura 5, el puerto de comunicaciones 35a y la unidad de control o comunicaciones 50a del tipo manual o de otro tipo, se comunican a través de una conexión alámbrica 55. El cable 55 podría comprender un cable de energía eléctrica, en donde se use un protocolo de comunicación X-10 para comunicarse entre el puerto 35a y el dispositivo 50a. Haciendo referencia también a la Figura 8 en esta modalidad, el usuario podría comunicarse con el puerto 35a usando un protocolo X-10, conectando el dispositivo de comunicación 50a en cualquier tomacorriente que se encuentre en el mismo circuito 12 que sea inspeccionado por el AFCI 25.

Todavía otras formas de comunicación que podrían ser utilizadas para comunicar información entre el puerto 35 y una unidad de control 50 incluyen la radiofrecuencia, tal como se indica en la Figura 6 y la radiación infrarroja (IFR) como se indica en la Figura 7. El esquema IFR funcionaría de manera similar al esquema basado en LED descrito anteriormente, porque los LED podrían emitir energía, ya sea en las porciones visible e infrarroja, o ambas, del espectro. Además de la activación remota de la función de autoverificación, tal como se describió anteriormente con relación al puerto de comunicaciones 35 y unidad de control 50, el AFCI 25 puede contener también ya sea una rutina en software o en hardware, para llevar a cabo automáticamente una autoverificación a intervalos regulares, o de otra manera, en tiempos deseados. El puerto de comunicaciones, un enlace o indicador visual separado (por ejemplo un LED) u otros medios, pueden usarse si se desea para proporcionar una indicación apropiada de si la unidad ha pasado o ha fracasado en la rutina de autoverificación. Haciendo referencia ahora, nuevamente a la Figura 3, el detector de fallas por arco eléctrico o AFCI puede incluir también una memoria para guardar elementos de información que vayan a comunicarse a través del puerto de comunicación 35. Esta memoria puede estar "sobre tablero" o una parte de la unidad 40 del microcontrolador.

Alternativamente se puede utilizar una memoria fuera de tablero 75 (Figura 3) , ya sea sola o en combinación con una memoria sobre tablero. Esta memoria podría usarse también para recordar características de cargas previas a fin de permitir el ajuste del algoritmo de disparo, según sea apropiado, para alojar esas cargas a la vez que se eviten aún disparos indeseables. Los diferentes tipos de cargas almacenadas en la memoria podrían retenerse además para la lectura en cierto tiempo deseado por parte de una unidad manual u otro dispositivo de comunicaciones del usuario, mediante el puerto de comunicación tal como se describió anteriormente. Esto podría permitir además al usuario inspeccionar qué tipos de cargas están siendo usadas en el circuito protegido contra fallas por arco eléctrico. Además, la memoria permite ajustes al algoritmo, para incrementar la sensibilidad, por ejemplo, si se desea para una aplicación particular, por un período de tiempo después de la secuencia de encendido seguido a un disparo, almacenando en la memoria los disparos previos que hayan ocurrido a través de un intervalo de tiempo previo. A fin de retener cualquier contenido de la memoria durante un corte de energía eléctrica, por ejemplo cuando el circuito 12 haya sido disparado por el AFCI, se puede proporcionar energía eléctrica de reserva, adicional, tal como la unidad 65 de energía eléctrica de reserva (ver la Figura 3) . En este respecto, se reconocerá que la alimentación de energía eléctrica principal 55 para el microcontrolador y otros circuitos 30 se obtendría normalmente de la línea 12 inspeccionada, tal como se indica en la Figura 3. De esta manera, cuando el AFCI dispara o interrumpe la corriente en esta línea, la energía eléctrica a estos componentes se perderá, al menos que se pueda activar de manera segura un elemento de reajuste apropiado, por ejemplo del tipo descrito posteriormente, o de algún otro tipo. Si la condición de disparo continuara por cierto período de tiempo, se puede proporcionar alguna fuente de energía eléctrica de reserva para la memoria, tal como se indica por ejemplo con el número de referencia 65. Este puede comprender una reserva en batería u otros dispositivos, por ejemplo un capacitor cargado o similar. De esta manera, con una batería u otra reserva de energía eléctrica, cuando el circuito haya sido disparado y se haya cortado la energía eléctrica, el AFCI puede continuar comunicándose a través del puerto de comunicación (por ejemplo 35) como se describió anteriormente. Además, podrían evitarse los problemas relacionados con las fluctuaciones transitorias de arranque, en los suministros de energía eléctrica, cuando el circuito vuelva a ser alimentado y el suministro de energía eléctrica 55 se restablezca, manteniendo el microcontrolador y otros conjuntos de circuitos en la fuente de alimentación de energía eléctrica de reserva 65 hasta que la fuente de alimentación de energía eléctrica 55 alcance una condición estable. En este respecto, podría asignarse un tiempo relativamente corto al AFCI para disparar exitosamente el circuito seguido al arranque. Este requerimiento de tiempo puede requerir, en ciertos casos, diseños de suministro de energía eléctrica, relativamente caros o ineficientes, que pueden ser evitados mediante el uso de la unidad de energía eléctrica de reserva 65. Haciendo referencia ahora a las Figuras 9 y 10, se ilustran métodos alternativos para conservar la memoria durante el corte de energía eléctrica. En la Figura 9, la unidad de memoria comprende una memoria tipo instantánea 75a que podría conservar el contenido de la memoria y durante una pérdida de energía eléctrica debido a un disparo o a otro factor, o cualquier otra forma de memoria alterable, no volátil, la memoria instantánea 75a podría ser utilizada en combinación con el uso de la fuente de alimentación de energía eléctrica de reserva 65 (ver la Figura 3) para el microcontrolador 40, para asegurar que el funcionamiento del puerto de comunicación continúe durante el corte de energía eléctrica. En la Figura 9, se ilustra una reserva de energía eléctrica separada 85 para la memoria 75, que podría proporcionarse ya sea sola o en combinación con la fuente de alimentación de energía eléctrica de reserva 65 para el microcontrolador 40 tal como se describió anteriormente. La fuente de alimentación de energía de reserva 85 podría ser una batería, un capacitor u otra fuente de alimentación de energía. Por supuesto, la fuente individual de alimentación de energía de reserva 65 podría usarse tanto para la memoria 75 como para el microcontrolador 40, como ya se indicó anteriormente . Haciendo ahora referencia a las Figuras 11-13, se muestran varias modalidades para un elemento o botón de control, de oprimir para realizar prueba y reajuste, combinados, que pueda ser proporcionado alternativamente en el dispositivo AFCI 25. Este botón de oprimir para realizar prueba/reajuste, podría ser activado manualmente por un usuario, ya sea en lugar o además de, otras diferentes formas de comunicaciones con el dispositivo AFCI tal como se describió anteriormente. Haciendo referencia ahora a las Figuras 11 y 12, se ilustran un botón de reajuste e interruptor de verificación, combinados. El botón de reajuste y el interruptor de verificación, combinados, pueden incluir un elemento ligeramente protuberante, tensado con resorte, que pueda ser oprimido manualmente, tal como un botón pulsador o miembro convexo 170. El LED u otro dispositivo emisor de luz, se puede incorporar en el miembro convexo o de botón pulsador 170, que puede ser traslúcido para permitir la observación de un LED u otro indicador. Alternativamente, se puede utilizar un tubo de luz alargado 172, tal como se indica en la Figura 11, y el LED u otro dispositivo indicador (por ejemplo, de un puerto de comunicación 35 tal como se describió anteriormente) se puede incorporar en un elemento interruptor 180 de botón pulsador, separado, que puede funcionar también como un interruptor de reajuste. De aquí que, la luz del LED incorporado en el botón o interruptor de reajuste 180 emana del tubo de luz 172 al elemento o domo que puede ser activado manualmente 170. El tubo 172 tiene además una forma o un contorno, en su extremo interior, para activar simultáneamente tanto el interruptor o botón de reajuste 180 y un interruptor de oprimir para realizar prueba 182. A fin de distinguir entre la activación de los dos elementos o interruptores 180 y 182, un circuito de retardo de tiempo (no mostrado) puede incluirse dentro de los circuitos AFCI o puede implementarse en software en el controlador 40, de manera tal que una pulsación inicial del botón pulsador 170 permitirá la señal del interruptor de reajuste 180 únicamente, mientras que una pulsación continua por un período de tiempo predeterminado, deshabilitará el interruptor de reajuste y habilitará el interruptor de oprimir para realizar prueba 182, o viceversa. La Figura 12 muestra una modalidad similar con los detalles mecánicos algo diferentes. El botón pulsador 170 tensado con resorte, puede montar el LED indicado o recibir luz del mismo a través de un tubo de luz 172, similar al de la modalidad de la Figura 11. En la Figura 13, el domo u otro elemento que puede ser activado manualmente 170 está tensado con resorte para la operación de oprimir para realizar prueba, con relación a un interruptor 180. El elemento o domo 170 que puede ser activado manualmente puede girarse además tal como lo indican las flechas, para hacer girar un elemento activador 174 hacia y fuera de acoplamiento con el interruptor de oprimir para realizar prueba 182. De esta manera, diferentes manipulaciones del mismo elemento 170 pueden usarse alternadamente para activar la función de reajuste o la función de oprimir para realizar prueba. El domo 170 puede contener un LED o LED puede ser parte del interruptor 170 y visto a través del tubo 172 tal como se describió anteriormente. Se apreciará que en las modalidades las Figuras 11-13, las identidades del interruptor de reajuste e interruptor de oprimir para realizar prueba, pueden invertirse sin apartarse de la invención. También, se pueden utilizar otros esquemas mecánicos para combinar las funciones de reajuste y de oprimir para realizar prueba, en un solo botón de control manipulado por el operario o se puede utilizar otro elemento de control sin apartarse de la invención. Además, la activación simultánea de ambos interruptores (tanto oprimiendo como haciendo girar el elemento 170 en la Figura 13) puede interpretarse como solamente una de las funciones de reajuste u oprimir para realizar prueba, tal como mediante la implementación de un retardo de tiempo como se describió anteriormente, o a través de otros medios. Alternativamente, el elemento de activación 170 de la Figura 13 puede estar configurado mecánicamente con un resorte de torsión o similar, que tienda a mantener el elemento 174 desviado en una condición retirada de la activación del interruptor 182. Esto podría ser tal que el elemento 174 no pueda ser mantenido en contacto con el interruptor 182 cuando se oprima el botón 170, y/o se desacoplará antes de la pulsación o activación del interruptor 180. Aunque se han ilustrado y descrito modalidades y aplicaciones particulares de la presente invención, deberá comprenderse que la invención no está limitada a la construcción y composiciones precisas, descritas en la presente, y que se pueden poner de manifiesto varias modificaciones, cambios, y variaciones, a partir de las descripciones precedentes, sin apartarse del espíritu y alcance de la invención, tal como se encuentran definidas en las reivindicaciones anexas.

Claims

LO QUE SE RECLAMA ES;

1. Un sistema interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico, para el uso con un circuito eléctrico, 5 caracterizado porque comprende: un detector de fallas por arco eléctrico, que inspecciona el circuito eléctrico, y un controlador que genera una señal de disparo en respuesta a la detección de fallas por arco eléctrico; el controlador genera también una k10 o más señales de comunicación correspondientes a información relacionada con el funcionamiento del interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico; y, un puerto de comunicación que comunica a un usuario la información relacionada con el funcionamiento del interruptor de circuito para fallas por 15 arco eléctrico, en respuesta a las señales de comunicación.

2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el detector de fallas por arco eléctrico incluye un sensor que detecta una corriente en el circuito eléctrico y desarrolla una señal 20 correspondiente del sensor, un circuito que determina la presencia de ruido de banda ancha en la señal del sensor y produce una señal de salida correspondiente, y en donde el controlador procesa la señal del sensor y la señal de salida, en forma predeterminada, para determinar si está presente 25 una falla por arco eléctrico en el circuito eléctrico.

3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el puerto de comunicación comprende un dispositivo de radiofrecuencia.

4. Un sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el puerto de comunicación comprende un dispositivo de radiación infrarroja.

5. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el puerto de comunicación comprende un puerto configurado para comunicar la información a través del circuito eléctrico, utilizando un protocolo de comunicación predeterminado.

6. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el puerto de comunicación comprende un dispositivo emisor de luz.

7. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el controlador está adaptado para causar que el diodo electroluminiscente emita luz en una forma tal que la luz sea percibida visualmente por un observador humano, ya sea de manera estable o de centelleo que se encienda y apague.

8. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo emisor de luz comprende un diodo elelctroluminiscente de dos colores.

9. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el controlador está adaptado para causar que el diodo luminiscente emita luz en una forma tal que la luz sea percibida visualmente por un observador humano como estable o de centelleo que se encienda y apague .

10. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la señal de comunicación comprende información en un formato de datos seleccionado, que causa que el dispositivo emisor de luz emita impulsos a una velocidad imperceptible por el humano.

11. El sistema de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la información incluye al menos uno de los estados del interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico e información que corresponde al funcionamiento del interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico.

12. El sistema de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la información que corresponde a la condición, incluye información que corresponde a una o más entre una condición de espera, una condición disparada, una condición de autoverificación aprobada y una condición de autoverificación no aprobada.

13. El sistema de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la información que corresponde al funcionamiento incluye al menos una entre el tiempo transcurrido desde el último disparo, el nivel actual de corriente, el nivel actual de voltaje, el consumo de energía eléctrica y la razón del disparo.

14. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la información incluye al menos uno de un estado del interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico e información que corresponde al funcionamiento del interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico.

15. El sistema de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la información que corresponde a la condición, incluye información que corresponde a una o más entre una condición de espera, una condición disparada, una condición de autoverificación aprobada y una condición de autoverificación no aprobada.

16. El sistema de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la información que corresponde al funcionamiento incluye al menos uno de entre el tiempo transcurrido desde el último disparo, el nivel actual de corriente, el nivel actual de voltaje, el consumo de energía eléctrica y la razón del disparo.

17. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, y caracterizado porque además incluye una unidad de control para el operario, y porque el puerto de comunicación está adaptado para el intercambio bidireccional de información, con la unidad de control para el operario. *

18. El sistema de conformidad con la ^^ reivindicación 1, y caracterizado porque además comprende un 5 interruptor de reajuste y un interruptor de activación de autoverificación, y un solo elemento de control al que puede tener acceso un usuario, adaptado para activar selectivamente uno o ambos entre el interruptor de reajuste y el interruptor de autoverificación. 10

19. El sistema de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el puerto de comunicación comprende un dispositivo emisor de luz, y porque el elemento de control al que puede tener acceso un usuario, incluye una porción traslúcida dispuesta para permitir la 15 transmisión de una luz desde el dispositivo emisor de luz y a través dei mismo. 20. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, y caracterizado porque además incluye una memoria para retener información predeterminada, relacionada

20 con la condición y funcionamiento del interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico, en donde la memoria está conectada funcionalmente con el controlador.

21. El sistema de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque la memoria comprende 25 una memoria de controlador sobre tablero.

22. El sistema de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque la memoria está fuera de tablero y está conectada funcionalmente con el controlador.

23. El sistema de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque la memoria comprende una memoria instantánea.

24. El sistema de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el controlador está adaptado para almacenar en la memoria, información predeterminada concerniente a las cargas previas y a eventos previos de disparo, y para ajustar un algoritmo de disparo que controle el disparo de conformidad con el contenido de la memoria, tomando en cuenta las cargas previas y los eventos previos de disparo.

25. El sistema de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el controlador está adaptado para controlar un intercambio de información entre la memoria y el puerto de comunicación.

26. El sistema de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque además incluye una fuente de energía eléctrica de reserva para la memoria.

27. El sistema de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque además incluye una fuente de energía eléctrica de reserva para el controlador.

28. El sistema de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque además incluye una * fuente de energía eléctrica de reserva para el controlador y - ^ la memoria. 5

29. Un sistema interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico, para el uso con un circuito eléctrico, caracterizado porque comprende: un detector de fallas por arco eléctrico que inspecciona el circuito eléctrico y un controlador que genera una señal de disparo en 10 respuesta a la detección de fallas por arco eléctrico; y, un interruptor de reajuste y un interruptor de autoverificación, y un solo elemento de control al que tiene acceso un usuario, adaptado para activar selectivamente uno o ambos entre el interruptor de reajuste y el interruptor de autoverificación. 15

30. El sistema de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el controlador genera también una o más señales de comunicación que corresponden a información relacionada con el funcionamiento del interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico y además incluye 20 un puerto de comunicación que incluye un dispositivo emisor de luz que comunica a un usuario, la información relacionada con el funcionamiento del interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico, en respuesta a las señales de comunicación, y porque el elemento de control al que tiene 25 acceso el usuario, incluye una porción traslúcida dispuesta para permitir la transmisión de una luz desde el dispositivo emisor de luz y a través del mismo.

31. El sistema de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque el detector de fallas por arco eléctrico incluye un sensor que detecta una corriente en el circuito eléctrico y desarrolla una señal correspondiente del sensor, un circuito que determina la presencia de ruido de banda ancha en la señal de sensor y produce una señal de salida correspondiente, y en donde el controlador procesa la señal del sensor y la señal de salida, en una forma predeterminada, para determinar si está presente una falla por arco eléctrico en el circuito eléctrico.

32. Un sistema interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico, para el uso con un circuito eléctrico, caracterizado porque comprende: un detector de fallas por arco eléctrico que inspecciona el circuito eléctrico y un controlador que genera una señal de disparo en respuesta a la detección de fallas por arco eléctrico; y, una memoria para retener información predeterminada relacionada con la condición y funcionamiento del interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico, la memoria está conectada funcionalmente con el controlador.

33. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el controlador genera también una o más señales de comunicación que corresponden a información relacionada con el funcionamiento del interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico, que incluye además un puerto de comunicación que comunica a un usuario la información relacionada con el funcionamiento del interruptor de circuito para fallas por arco eléctrico, en respuesta a las señales de comunicación.

34. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque la memoria comprende una memoria del controlador, sobre tablero.

35. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque la memoria está fuera de tablero, del controlador y conectada funcionalmente con el mismo .

36. El sistema de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque la memoria comprende una memoria instantánea.

37. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el controlador está adaptado para almacenar en la memoria información predeterminada referente a cargas previas y a eventos previos de disparo, y para ajustar un algoritmo de disparo que controle el disparo, de acuerdo con el contenido de la memoria, sin importar las cargas previas y los eventos previos de disparo.

38. El sistema de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el controlador está adaptado para controlar el intercambio de información entre la memoria y el puerto de comunicación.

39. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque además incluye una fuente de energía eléctrica de reserva para la memoria.

40. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque además incluye una fuente de energía' eléctrica de reserva para el controlador.

41. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque además incluye una fuente de energía eléctrica de reserva para el controlador y la memoria.

42. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el detector de fallas por arco eléctrico incluye un sensor que detecta una corriente en el circuito eléctrico y desarrolla una señal correspondiente del sensor, un circuito que determina la presencia de ruido de banda ancha en la señal del sensor y produce una señal de salida correspondiente, y en donde el controlador procesa la señal del sensor y la señal de salida, en una forma predeterminada, para determinar si está presente una falla por arco eléctrico en el circuito eléctrico.