MXPA00012764A

MXPA00012764A - Dispositivo protegido contra fallas por arco electrico.

Info

Publication number: MXPA00012764A
Application number: MXPA00012764A
Authority: MX
Inventors: Brett E Larson
Original assignee: Square D Co
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2003-04-25
Also published as: US6567250B1; FR2803121B1; CA2329114C; CA2329114A1; FR2803121A1

Abstract

Un ensamble de proteccion contra fallas por arco electrico, en un dispositivo electrico, y metodos correspondientes, determinan si se encuentra presente o no un arco electrico en el dispositivo. El ensamble comprende un sensor, un circuito de ruido de banda ancha, y un controlador. El sensor detecta una corriente y desarrolla una senal correspondiente del sensor. El circuito de ruido de banda ancha determina la presencia de banda ancha en la senal del sensor y produce una senal de salida correspondiente. El controlador procesa la senal del sensor y la senal de salida, en una forma predeterminada, para determinar si se encuentra presente o no una falla por arco electrico. El sensor, el circuito de ruido de banda ancha y el controlador, estan montados en el dispositivo. Las figuras mas representativas de la invencion son las numeros 2 y 3.

Description

DISPOSITIVO PROTEGIDO CONTRA FALLAS POR ARCO ELÉCTRICO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a la protección de circuitos eléctricos y, más particularmente, a la detección de fallas por arco eléctrico en un ensamble eléctrico para montarse en un dispositivo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas eléctricos en aplicaciones residenciales, comerciales e industriales usualmente incluyen un tablero para recibir energía eléctrica de una fuente de servicio. La energía eléctrica se canaliza después, a través de dispositivos de protección, a circuitos secundarios designados, suministrando una o más cargas. Estos dispositivos de protección 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. Aunque los interruptores automáticos de circuito son un tipo preferido de interruptor de circuito, debido a que protegen cierto número de tomacorrientes, simultáneamente, los detectores de fallas por conexión a tierra en los enchufes eléctricos, se han hecho cada vez más populares para los dispositivos usados en áreas en donde un cortocircuito causado por el contacto con el agua es una posibilidad, por ejemplo, para secadoras de cabello, que tienden a usarse en los cuartos de baño. Típicamente, los detectores de fallas por conexión a tierra interrumpen un circuito eléctrico debido a una condición de desconexión o disparo, tal como una sobrecarga de corriente o falla por conexión accidental 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 accidental a tierra, se crea por un desequilibrio de las corrientes que fluyen entre un conductor de línea y un conductor neutro, que podría ser causado por una fuga de corriente o una falla por arco eléctrico a tierra. Las fallas por arco eléctrico se definen comúnmente como una corriente, a través de gas ionizado, entre 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 un interruptor automático de circuito, convencional, se dispare. 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, objeto o persona, conectado a tierra, no disparará un protector contra fallas por conexión accidental a tierra. Existen muchas condiciones que pueden causar una falla por arco eléctrico, por ejemplo, un cableado, conectores, contactos o aislamiento, corroídos, desgastados o envejecidos, conexiones flojas, cableado dañado por las uñas o grapas que penetren a través del 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.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de detección de fallas por arco eléctrico, y un método que detecte confiablemente las condiciones de falla por arco eléctrico que puedan ser ignoradas por los interruptores de circuito convencionales. Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema de detección de fallas por arco eléctrico, que utilice componentes electrónicos para el procesamiento de señales, altamente confiables, de manera tal que su funcionamiento sea relativamente simple y aún altamente confiable. Más particularmente, dado que ciertos sistemas eléctricos no incluyen interruptores automáticos de circuito con sistemas de detección de fallas por arco eléctrico, la presente invención proporciona un sistema de detección de fallas por arco eléctrico, montado a un dispositivo, para proteger el dispositivo, y cualquier aparato conectado corriente abajo del dispositivo, de las fallas por arco eléctrico. Objetos y ventajas diferentes y adicionales de la invención, serán evidentes para los experimentados en la técnica, a partir de la presente especificación tomada junto con los dibujos adjuntos y reivindicaciones anexas. De conformidad con un aspecto de la invención, se proporciona un ensamble para la protección contra fallas por arco eléctrico, que comprende un sensor, un circuito de ruido de banda ancha, y un controlador. El sensor detecta una corriente que fluya en un dispositivo y desarrolla una señal correspondiente del sensor. El circuito de ruido de banda ancha determina la presencia del ruido de banda ancha en la señal del sensor y produce una señal de salida correspondiente. El controlador procesa la señal del sensor y la señal de salida, en una forma predeterminada, para determinar si se encuentra presente o no una falla por arco eléctrico. El sensor, el circuito de ruido de banda ancha y el controlador, están montados en el dispositivo. De conformidad con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para determinar, en un dispositivo, si se encuentra presente o no un arco eléctrico. El método comprende las etapas de detectar una corriente en el dispositivo y desarrollar una señal correspondiente del sensor, determinar la presencia de ruido de banda ancha en la señal del sensor, y producir una señal de salida correspondiente, y procesar la señal del sensor y la señal de salida, en una forma predeterminada, para determinar si se encuentra presente o no una falla por arco eléctrico. El sumario anterior de la presente invención no pretende representar cada modalidad o cada aspecto de la presente invención. Este es el propósito de las figuras y de la descripción, detalladas, posteriores.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Otros objetos y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la lectura de la siguiente descripción detallada y haciendo referencia a los dibujos. La Figura 1 es un diagrama de bloques funcional de un sistema de detección de fallas por arco eléctrico, que incorpora la invención. Las Figuras 2 y 3 son diagramas de bloque de un sistema detector de fallas por arco eléctrico y de un sensor por fallas a tierra, de conformidad con la presente invención. La Figura 4 es un mecanismo de disparo, de la técnica anterior, en la posición cerrada. La Figura 5 es un mecanismo de disparo, de la técnica anterior, en la posición abierta. La Figura 6 es un mecanismo de disparo, de la técnica anterior, en la posición cerrada. La Figura 7 es un mecanismo de disparo, de la técnica anterior, en la posición abierta. Aunque la invención es susceptible a varias modificaciones y formas alternativas, una modalidad específica de la misma se muestra a manera de ejemplo en los dibujos, y se describirá con detalle. No obstante, deberá comprenderse que no se pretende limitar la invención a la forma particular descrita, sino que por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caigan dentro del espíritu y alcance de la invención, tal como se encuentran definidos por las reivindicaciones anexas .

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ILUSTRATIVAS Haciendo referencia a los dibujos, e inicialmente a la Figura 1, se muestra, en forma de bloques, un novedoso sistema detector de fallas por arco eléctrico de conformidad con la invención, y designado, en general, por el número de referencia 10. En el ejemplo ilustrativo, el sistema de detección/protección contra fallas por arco eléctrico, 10, está montado en un dispositivo eléctrico 13 que va a ser inspeccionado respecto a fallas por arco eléctrico. El sistema de protección contra fallas por arco eléctrico 10 puede incluir un dispositivo de interrupción de circuito o "mecanismo de disparo" caso en el cual puede ser denominado como interruptor de circuito por falla de arco eléctrico (AFCI) , y el dispositivo 13 puede ser denominado como dispositivo AFCI . El sistema de detección de fallas por arco eléctrico 10 detecta el arco eléctrico tanto en serie como en paralelo, en el dispositivo 13. El dispositivo 13 puede comprender un conector, tal como un cable de extensión, una caja de conexiones, un interruptor o un reductor de iluminación, o el dispositivo puede comprender una carga, tal como un accesorio de iluminación, un detector de humo, o un aparato. El sistema de protección contra fallas por arco eléctrico 10 puede implementarse fácilmente con los conjuntos de circuitos existentes de varios dispositivos, tales como del reductor de iluminación, del accesorio de iluminación y del detector de humo. El sistema de detección de fallas por arco eléctrico 10 puede montarse al dispositivo 13 mismo, a un cable usado para conectar el dispositivo 13 a una fuente de alimentación de energía eléctrica, o a un alojamiento para el dispositivo 13. El sistema de detección de fallas por arco eléctrico 10 detecta las fallas por arco eléctrico que se originen en el dispositivo 13 y corriente abajo del dispositivo 13. La protección más amplia contra fallas por arco eléctrico se proporciona en sistemas eléctricos con un sistema de detección de fallas por arco eléctrico 10 más cercano a la fuente de alimentación de energía eléctrica, es decir, en un interruptor automático de circuito. La presente invención proporciona protección de fallas por arco eléctrico en sistemas sin esos sistemas de detección de fallas por arco eléctrico 10 en los interruptores automáticos de circuito. Los sistemas de detección de fallas por arco eléctrico 10 se pueden colocar ventajosamente en el dispositivo 13 cableados directamente desde un circuito secundario que se origine en la caja del interruptor automático de circuito, y que tenga el resto del circuito secundario extendido corriente abajo del dispositivo 13, a fin de detectar las fallas por arco eléctrico que ocurran a través del sistema. Se proporciona al menos un sensor 16 en asociación con el dispositivo 13 para producir una señal representativa de una condición de señal, tal como potencia, voltaje o corriente en el circuito 12. En la modalidad ilustrada, este sensor 16 comprende un sensor de la velocidad de cambio de la corriente (di/dt) . Un conductor de línea 14 del circuito 12 pasa a través del sensor 16 de velocidad de cambio (di/dt) de la corriente, que produce una señal representativa de la velocidad de cambio del flujo de corriente en el conductor de línea 14. En la modalidad ilustrativa, tanto el conductor de línea 14 como el conductor neutro 15 pasan a través de un detector o sensor 20 de fallas por a tierra, que es sensible a la corriente que fluye a través de los lados de línea 14 y neutro 15 del circuito 12 para producir una señal de salida en una salida 22. Si la corriente que fluye a través de los conductores de línea 14 y neutro 15, es diferente, esto indica una falla a tierra. Preferentemente, el sensor de di/dt 16 y el sensor de fallas a tierra 20 comprende cada uno una bobina toroidal que tiene un núcleo anular que rodea los conductores relevantes, con una bobina de detección toroidal enrollada helicoidalmente sobre el núcleo. En el sensor de di/dt 16, el núcleo puede estar hecho de material magnético tal como ferrita, hierro o polvo permeable moldeado, 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 tal que todavía sea posible la detección del arco eléctrico. Los requerimientos particulares para la construcción de la bobina toroidal y núcleo, para el sensor de fallas a tierra 20 pueden diferir algo de aquéllos para el sensor de di/dt 16, tales como los sensores de fallas a tierra o transformadores conocidos generalmente en la técnica. Durante el funcionamiento, la corriente en el dispositivo inspeccionado 13 genera un campo que induce un voltaje en el sensor de di/dt 16. La salida del voltaje del sensor 16 es principalmente proporcional a la velocidad de cambio instantánea de la corriente. La calibración del sensor 16 puede seleccionarse para proporcionar una señal que se encuentre en un intervalo y espectro de frecuencias en los que los arcos eléctricos puedan distinguirse, de la manera más fácil, de las cargas 48. Este intervalo y espectro pueden variar según la aplicación. El sensor de di/dt 16 proporciona una entrada a un circuito detector de fallas por arco eléctrico 24, que puede incluir un circuito detector de ruido de banda ancha, y a un circuito de medición de corriente 26. En una modalidad, los componentes de un detector de circuito de fallas por arco eléctrico 24 y del circuito de medición de corriente 26, se proporcionan en un circuito integrado (ASIC) 30 específico para la aplicación. Las señales de salida, apropiadas, provenientes del ASIC 30, se alimentan a un microcontrolador o microprocesador 40 (por ejemplo a un PIC16C73A) que, en base al análisis y procesado adicional de las señales proporcionadas por el ASIC 30, realiza una decisión respecto a si enviar o no una señal 315 de disparo o de "arco eléctrico detectado" hacia una salida 42. Esta señal de disparo 315 se puede usar para activar un circuito de disparo (no mostrado) 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 abierto para retirar la energía eléctrica del (de los) circuito (s) en el (los) que se ha detectado el arco eléctrico. El detector de ruido de banda ancha 24 comprende uno o más circuitos 50 de filtro de paso de banda, que reciben la velocidad de cambio de la señal de corriente proveniente del sensor de di/dt 16. Los pasos de banda de estos circuitos 50 se seleccionan para detectar la presencia de ruido de banda ancha, en bandas de frecuencia que sean representativas de un espectro de frecuencias típico de las fallas por arco eléctrico. Cada uno de los circuitos 50 de filtro de paso de banda alimenta una señal filtrada, que contiene aquellos componentes de una señal de entrada proveniente del sensor de di/dt que caigan dentro de sus bandas de frecuencia de paso de banda, respectivas, hacia un circuito detector de señales 52. La salida del sensor 16 se puede alimentar también a un circuito integrador o de integración de tiempo 18. El integrador puede ser un circuito pasivo de resistor-capacitor, seguido de un integrador amplificado, la salida del cual es proporcional a la corriente alterna. El integrador 18 proporciona una señal que se va a muestrear mediante un convertidor 19 de analógico a digital A/D. En una modalidad, la salida del convertidor 19 A/D es una serie de valores de 8 bitios (mínimo) que representan la corriente a una velocidad de 32 muestras por hemiciclo. El convertidor A/D puede ser una parte del microprocesador o microcontrolador 40. Cuando la frecuencia se desvía de la nominal, el tiempo entre los cruces con el eje de voltaje cero, detectado en un circuito de detección 21 para el cruce con el eje cero 21, se mide usando cronómetros internos y se usa para variar la velocidad de las muestras a fin de conseguir un número constante de muestras por ciclo. El circuito de ruido de banda ancha 24 determina si existe simultáneamente una señal de nivel de disparo en dos o más bandas de frecuencia. Para realizar esto, una porción de la señal proveniente del sensor de di/dt 16 se encamina hacia los filtros de paso de banda 50. El mínimo número de filtros de paso de banda es dos. Las bandas de frecuencia de los filtros se seleccionan a través del espectro desde 10kHz hasta 100kHz. En un ejemplo, para una implementación de dos bandas, las frecuencias centrales son de 33kHz y 58kHz. En este ejemplo, las señales de salida de los filtros de paso de banda 50 se detectan (rectifican) y se filtran con un filtro de paso bajo con una frecuencia marginal de 5kHz. La salida de la señal de cada banda de frecuencias se canaliza a un comparador (detector de señales) 52, en donde se compara con un nivel de voltaje de referencia, y, si es suficiente, causa un impulso de salida. El "nivel de disparo" de la señal proveniente de cada banda, requerido para producir un impulso de salida del comparador, se determina analizando la característica generada por la carga, sin formación de arco eléctrico, de la aplicación. Se usan comparadores adicionales (compuertas Y) para enviar un impulso cada vez que múltiples bandas de filtro reciban simultáneamente una señal de disparo en su banda. Los impulsos resultantes, que indican la adquisición de señales en múltiples bandas, son contados por el microprocesador 40 y usados en algunos algoritmos para la detección de arco eléctrico . Las muestras de corriente se convierten en corriente_pico, corriente_área, y máx(di/dt). Estos valores se almacenan para cada hemiciclo de voltaje.

El uso de los términos "filtro de paso de banda" , "comparador", "compuerta Y", e "integrador" no limita la invención a los equivalentes de elementos físicos de cómputo (hardware) de estos dispositivos. Los equivalentes de conjuntos de programas de cómputo (software) , de estas funciones, se pueden implementar, con la condición de que la señal di/dt (proveniente del sensor 16) sea primero amplificada y convertida en valores digitales. En la modalidad ilustrativa, un sensor de voltaje 25 se implementa como un divisor resistivo (no mostrado) que proporciona un nivel de voltaje atenuado, compatible con los dispositivos lógicos de estado sólido. Un circuito de cruce con el eje cero 21 se implementa con un filtro de paso bajo (frecuencia marginal de 1kHz) y comparadores, para proporcionar un "1" digital cuando el voltaje esté por encima de cero voltios y un "0" digital cuando el voltaje esté por debajo de cero voltios. El microcontrolador 40 acepta los niveles lógicos e incorpora cronómetros para determinar si la frecuencia del sistema se ha incrementado o disminuido desde el ciclo previo. Luego la velocidad de muestras A/D, se ajusta más rápido o más lento, para mantener 64 + 1 muestras por ciclo. El sensor de fallas a tierra 20 alimenta un amplificador de fallas a tierra 120 y un circuito de valor absoluto 122 que forma el circuito detector de fallas a tierra 28. El amplificador de fallas a tierra 120 amplifica esencialmente la diferencia de nivel bajo en el flujo de corriente entre los conductores de línea 14 y neutro 15, tal como la detecta el sensor de fallas a tierra 20. El circuito de valor absoluto 122 cambia las señales que se hacen negativas, en señales positivas y pasa las señales que se hacen positivas, sin cambiar. La Figura 1 ilustra una modalidad de un ASIC 30 para llevar a cabo las operaciones anteriormente descritas. Como se ilustra adicionalmente en las Figuras 2 y 3, el sensor de fallas a tierra 20 comprende una bobina toroidal que tiene un devanado neutro 300 conectado a tierra y un devanado de corriente 302 para fallas a tierra. El sensor de di/dt 16 es una bobina toroidal que tiene un núcleo anular que rodea el conductor de línea 14, y un devanado 304 de di/dt y un devanado 306 de autoverificación. Los devanados respectivos 300, 302, 304 forman entradas diseñadas de igual manera, al circuito 308 de fallas por arco eléctrico y de fallas a tierra. La Figura 2 representa los circuitos de fallas por arco eléctrico y los circuitos de fallas a tierra que se encuentran en un circuito integrado 308, mientras que la Figura 3 representa los circuitos de fallas por arco eléctrico y el circuito de autoverificación en un primer circuito integrado 310 con los circuitos de fallas a tierra en un segundo circuito integrado 312. Aunque un bloque de circuito de disparo 314 en la Figura 3 se encuentra separado del sensor de fallas a tierra 20 y de los bloques del sistema detector de fallas por arco eléctrico 10, también puede estar integrado en cada bloque. En un esfuerzo por conservar espacio, se puede implementar la tecnología de microplaquetas de circuitos integrados sobre tablero y la tecnología de resistor sobre tablero, en el sistema detector de fallas por arco eléctrico 10 de la presente invención. Las tecnología de microplaquetas de circuitos integrados sobre tablero, toma el cuadrito menudo de silicio de una microplaqueta de circuitos integrados, lo coloca sobre un tablero de circuitos, y lo cubre con un recubrimiento tipo plástico. Esto ahorra espacio respecto al método tradicional de usar un paquete estándar. Una idea similar es usar paquetes con arreglo de rejilla y bolas (BGA) . Estos paquetes ahorran tanto espacio como la tecnología de microplaquetas de circuitos integrados sobre tablero, pero tienen la ventaja de no requerir un cuarto limpio. Sin embargo requieren de equipo de rayos X para inspeccionar las microplaquetas de circuitos integrados. Muchos fabricantes de microplaquetas de circuitos integrados de silicio, incluyendo SVI Public Co., Ltd., y Argo Transdata Corp., apoyan ahora los BGA. La tecnología de resistor sobre tablero es un proceso de tamizado en donde resistores estándares se tamizan sobre un tablero de circuitos. Aunque los resistores tamizados sobre los tableros no son más pequeños, tanto longitudinalmente como a lo ancho, son planos. Por lo tanto, 5 se pueden colocar otros componentes sobre los mismos. Multek (una compañía de DII) fabrica tableros con resistores = = tamizados encima. Los mecanismos de disparo convencionales para los interruptores de circuito por fallas por conexión accidental 10 a tierra (GFCI) en receptáculos, se pueden implementar junto con el sistema detector de fallas por arco eléctrico 10. Por ejemplo, las Figuras 4 y 5 ilustran un mecanismo de disparo en receptáculo del GFCI de la técnica anterior. La Figura 4 ilustra un mecanismo de disparo para un receptáculo del GFCI 5 y/o del AFCI , en la posición cerrada, en donde la corriente puede fluir a través del receptáculo hacia la carga 48. La corriente se origina a través de un cable flexible u otro conductor flexible 316, a través de un brazo de contacto móvil 318, a través de contactos de acoplamiento 320 y hacia 0 un brazo de contacto estacionario 322. Los contactos 320 se mantienen cerrados mediante un resorte 324, mientras que un extremo del brazo de contacto móvil 318 es soportado y pivoteado alrededor de un sujetador 326. Un brazo golpeador 328 se mantiene desviado lejos de una bobina de disparo 330 5 mediante un resorte 332, con una fuerza suficiente para soportar el brazo de contacto móvil 318 en la posición enganchada. Un botón indicador de reposicionamiento y disparo 334 se desvía normalmente hacia un alojamiento 336 del receptáculo, mediante un resorte 338. Cuando la bobina del disparo 330 se energiza encendiendo un SCR o equivalente para ponerla en corto a través de la línea de voltaje, el golpeador 328 es jalado momentáneamente hasta la posición cerrada contra una pieza polar 340, liberando por ello al sujetador 326. Como se observa en la Figura 5, cuando el golpeador 328 cierra y retira el soporte del extremo del sujetador del brazo de contacto móvil 318, el brazo 318 puede girar libremente alrededor del extremo del botón de reposicionamiento 334 en el extremo 342. El brazo 318 gira luego hasta que hace contacto con la superficie estacionaria 344 y abre los contactos 320 para desconectar la carga 48 del receptáculo, de la línea 14. La bobina de disparo 330, que está conectada al lado de carga de los contactos 320, se desenergiza cuando los contactos 320 se abren. Aunque en las Figuras 4 y 5 únicamente se muestra un conjunto de contactos 320, típicamente se proporciona un segundo conjunto de contactos y brazos de contacto, para abrir tanto el conductor de línea 14 como el conductor neutro 15. En el estado de disparo, el indicador de disparo 334 se desvía del alojamiento 336 del receptáculo, indicando que el dispositivo se ha disparado hasta que el resorte 338 está totalmente comprimido. Para reposicionar el mecanismo a su estado cerrado, el botón de reposicionamiento 334 se 5 empuja hacia dentro del alojamiento 336. Esto causa que el brazo de contacto 318 gire alrededor de la superficie = * estacionaria 344, levantando el extremo del elemento de enganche del brazo de contacto 318 de manera tal que el resorte 332 jala el golpeador 328 nuevamente hacia la 10 posición enganchada. El botón de reposicionamiento 334 se libera luego y los contactos 320 se cierran, mientras el elemento de enganche 326 soporta nuevamente una vez más el brazo de contacto 318. Las Figuras 6 y 7 ilustran una modalidad 5 alternativa de la técnica anterior, para un mecanismo de disparo del GFCI . En la posición cerrada, tal como se muestra en la Figura 6, cuando la corriente fluye a través del receptáculo 11 hacia la carga 48, la trayectoria de la corriente es a través de una cola de cochino u otro conector 0 flexible 346, a través de un brazo de contacto móvil 348, a través de los contactos de acoplamiento 350 y hacia un brazo de contacto estacionario 352. Un resorte 354 fuerza un botón 356 indicador/de reposicionamiento, de disparo, en una dirección hacia afuera del alojamiento 358 del receptáculo. 5 El botón 356 indicador/de reposicionamiento, de disparo, a su vez empuja sobre la palanca 360 en una dirección para forzar los contactos 350 a que se cierren. Una muesca sobre la palanca 360 forma un elemento sujetador 364 que se acopla con el brazo de contacto 348. Un resorte 366 desviador de un contacto de presión, desvía el contacto de presión 368 afuera de una bobina de disparo 370 y mantiene la palanca 360 contra el brazo de contacto móvil 348 en una posición enganchada. Un resorte 372 desvía el brazo de contacto móvil 348 hacia la posición abierta, no obstante, el elemento sujetador 364 mantiene los contactos 350 cerrados. Cuando la bobina de disparo 370 es energizada al encender un SCR o equivalente, para cortar la bobina de disparo 370 a través de la línea de voltaje, el contacto de presión 368 es jalado hacia la bobina de disparo 370 contra el resorte 366 desviador del contacto de presión, tal como se muestra en la Figura 7, y mueve la palanca 360 de manera tal que se libere el elemento sujetador 364. Con el elemento enganchador 364 liberado, el brazo de contacto móvil 348 puede girar libremente alrededor de un pivote 374 bajo la influencia del resorte 372. Con ello los contactos 350 son separados, desconectando la carga 48 del receptáculo, de la línea. La bobina de disparo 370, que se encuentra conectada al lado de carga de los contactos 350, se desenergiza cuando los contactos 350 se abren. Aunque en las Figuras 6 y 7 se muestra únicamente un conjunto de contactos 350, típicamente se proporciona un segundo conjunto de contactos y brazos de contacto, para abrir tanto el conductor de línea 14 como el conductor neutro 15. En el estado de disparo, tal como se muestra en la Figura 7, el botón 356 indicador/de reposicionamiento, de disparo, se extiende desde el alojamiento 358 del receptáculo, siendo hacia afuera por el resorte 354, para indicar que el dispositivo se ha disparado. Para reposicionar el mecanismo a su estado cerrado, el botón 356 indicador/de reposicionamiento, de disparo, se empuja dentro del alojamiento 358. Esto causa que la palanca 360 se mueva en una dirección hacia el brazo de contacto móvil 348. Con la bobina de disparo 370 desenergizada, el contacto de presión 368 y la palanca 360 son desviadas lejos de la bobina de disparo 370 por el resorte 366 desviador del contacto de presión. Cuando el elemento sujetador 364 sobre el extremo de la palanca 360 se mueve más allá de la superficie del elemento sujetador, sobre el brazo de contacto móvil 348, el elemento sujetador 364 es acoplado. Después de que se libera el botón de reposicionamiento 356, el resorte 354 fuerza una vez más los contactos 350 entre sí, tal como se describió anteriormente . 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 varias modificaciones, cambios y variaciones pueden ser evidentes a partir de las descripciones precedentes, sin apartarse del espíritu y alcance de la invención, tal como se encuentran definidos en las reivindicaciones anexas.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la invención que antecede, se considera como una novedad, y por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes : REIVINDICACIONES

1. Un ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, caracterizado porque comprende: un sensor que detecta una corriente que fluye en un dispositivo eléctrico y desarrolla una señal correspondiente del sensor; un circuito de ruido de banda ancha que determina la presencia de ruido de banda ancha en la señal del sensor y produce una señal de salida correspondiente; y, un controlador que procesa la señal del sensor y la señal de salida, en una forma predeterminada, para determinar si se encuentra presente o no una falla por arco eléctrico; en donde el sensor, el circuito de ruido de banda ancha, y el controlador, están montados en el dispositivo eléctrico.

2. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el controlador produce una señal de disparo en respuesta a una determinación de que se encuentra presente una falla por arco eléctrico.

3. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende: un mecanismo de disparo que detiene la corriente que fluya en un dispositivo eléctrico, en respuesta a la señal de disparo.

4. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende: un sensor de fallas por conexión a tierra, que detecta una diferencia en el flujo de corriente entre un conductor de línea y un conductor neutro, del dispositivo, para determinar si se encuentra presente o no una falla a tierra, en donde el controlador produce también la señal de disparo en respuesta a una determinación de que se encuentra presente una falla a tierra; y, un mecanismo de disparo que evita que la corriente fluya en el dispositivo eléctrico, en respuesta a la señal de disparo.

5. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un sensor de fallas a tierra, que detecta una diferencia en el flujo de corriente entre un conductor de línea y un conductor neutro, del dispositivo, para determinar si se encuentra presente o no una falla a tierra, en donde el controlador produce una señal de disparo en respuesta a una determinación de que se encuentra presente una falla a tierra.

6. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque además comprende: un mecanismo de disparo que detiene la corriente que fluya en el dispositivo eléctrico, en respuesta a la señal de disparo.

7. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito de ruido de banda ancha, está integrado en un circuito integrado específico para la aplicación.

8. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, usa la tecnología de circuitos integrados sobre tablero.

9. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico usa la tecnología de resistor sobre tablero .

10. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo comprende un conector.

11. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el conector comprende un cable de extensión.

12. El ensamble de protección contra fallas por 5 arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el conector comprende una caja de ^ . conexiones .

13. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 10, 0 caracterizado porque el conector comprende un interruptor.

14. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el conector comprende un reductor de iluminación. 5

15. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo comprende una carga.

16. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 15, 0 caracterizado porque la carga comprende un accesorio de iluminación.

17. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la carga comprende un detector de humo. 5

18. El ensamble de protección contra fallas por arco eléctrico, de conformidad con la reivindicación 15 , caracterizado porque la carga comprende un aparato .

19. Un método para identificar, en un dispositivo eléctrico, si se encuentra presente o no un arco eléctrico , caracterizado porque comprende : detectar una corriente en un dispositivo y desarrollar una señal correspondiente del sensor; determinar la presencia de ruido de banda ancha en la señal del sensor, y producir una señal de salida correspondiente ; y, procesar la señal de sensor y la señal de salida, en una forma predeterminada , para determinar si se encuentra presente o no una falla por arco eléctrico ; en donde la determinación y el procesado tiene lugar también en el dispositivo eléctrico .

20 . El método de conformidad con la reivindicación 19 , caracterizado porque comprende producir una señal de disparo, en respuesta a una determinación de que se encuentra presente una falla por arco eléctrico .

21. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque además comprende : detectar una diferencia en el flujo de corriente, entre un conductor de línea y un conductor neutro, en el dispositivo, para determinar si se encuentra presente o no una falla a tierra; y, producir la señal de disparo en respuesta a una determinación de que se encuentra presente una falla a tierra.