MXPA97005845A - Aparato de deteccion de falla de arco y disyuntor de circuito que lo incorpora - Google Patents
Aparato de deteccion de falla de arco y disyuntor de circuito que lo incorporaInfo
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Abstract
La presente invención se refiere a aparato para detectar la formación de arco en un sistema de distribución de energía eléctrica de corriente alterna, dicho aparato comprendiendo:medios sensores que generan una señal decorriente detectada que representa la corriente alterna que fluye en dicho sistema de distribución de energía eléctrica;medios de filtro de paso de banda que generan una señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia;medios de procesamiento que generan una señal indicativa de arco cuando dicha señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia excede una señal de umbral seleccionada por una duración seleccionada de un número seleccionable de ciclos de dicha corriente alterna;y donde dichos medios de procesamiento incluyen medios generadores de señal de umbral que generan dicha señal de umbral seleccionada como una función de la amplitud de un componente fundamental de dicha corriente alterna.
Description
APARATO DE DETECCIÓN DE FALLA DE ARCO Y
DISYUNTOR DE CIRCUITO OUE LO INCORPORA
Antecedentes de la Invención Campo de la Invención Esta invención se refiere a la detección de fallas de formación de arco en un sistema de distribución de energía eléctrica y a disyuntores de circuito que disparan en respuesta a la detección de tales fallas de formación de arco. Información Antecedente Se sabe que las fallas de formación de arco en los sistemas de distribución de energía eléctrica pueden generar suficiente calor para iniciar un incendio a corrientes bien por debajo de las corrientes de disparo normales de disyuntores de circuito que protegen el sistema de distribución. Se han tomado diversos enfoques para hacer que los disyuntores de circuito disparen en respuesta a tales fallas de formación de arco. El problema es agravado por el hecho de que hay cargas normales que producen efectos que son similares a los de una falla de formación de arco. Un enfoque para resolver este problema se basa en el hecho de que la típica falla de formación de arco crea una amplia banda de ruido. Muchos detectores de falla de formación de arco miran al contenido de alta frecuencia o RF de este ruido, sobre alrededor de 1 megaHertz. Tales detectores a menudo miran detalles de la señal de ruido de alta frecuencia en un intento por distinguir la falla de formación de arco de otros fenómenos. Por ejemplo, las fallas de formación de arco de bajo voltaje, especialmente arcos paralelos, pueden ser intermitentes, llevando a su caracterización como fallas de arco que chisporrotean. De esta manera, la aleatoriedad del ruido de alta frecuencia es uno de los criterios típicos usados para detectar una falla de formación de arco. Otras características del ruido de alta frecuencia que usan tales detectores de falla de formación de arco incluyen períodos quiescentes en la distribución de la energía de ruido, y así sucesivamente. Los detectores de arco mas sofisticados de este tipo utilizan un microprocesador para analizar el ruido, haciéndolos costosos. Otro problema es que muchas cargas en un típico sistema de distribución de energía eléctrica, tal como televisores, tienen filtros capacitivos en sus entradas que atenúan el ruido de RF, y con ello enmascaran las fallas de formación de arco. Otros dispositivos para detección de fallas de formación de arco buscan incrementos escalonados en la corriente producidos cada vez que se forma un arco. Tales dispositivos no son afectados por los filtros capacitivos en algunas cargas, pero pueden ser falsamente disparados por cargas que generan incrementos escalonados repetitivos tales como un atenuador de luz que está en retro-fase. Un dispositivo de este tipo es descrito en la solicitud de patente de los Estados Unidos No. de Serie 08/471,132, presentada el 6 de junio de 1995. Pulsos teniendo una magnitud proporcional al tamaño de los incrementos escalonados en la corriente son generados cada vez que se forma un arco. Una acumulación atenuada en el tiempo de la amplitud de estos pulsos es comparada con un umbral fijo de modo que unos cuantos pulsos grandes o mas estrechamente espaciados generen una indicación de una falla de formación de arco. Aunque este último tipo de detector no es afectado por el filtro capacitivo provisto en algunas cargas, es mas adecuado para detección de fallas de detección de arco paralelas, es decir fallas de formación de arco línea a línea o línea a tierra, en vez de fallas de detección de arco en serie que son resultado de una ruptura en una terminal y las cuales tienden a ser mas continuas. Hay por tanto espacio para mejora en los detectores de falla de formación de arco. Mas particularmente, existe la necesidad de un mejorado aparato para detección de fallas de formación de arco que no sea susceptible de enmascarar el contenido de alta frecuencia de la corriente de formación de arco por filtrado capacitivo en cargas conectadas al sistema de distribución de energía eléctrica protegido . Existe también la necesidad de tal aparato, que sea menos susceptible de disparo falso por otros fenómenos. Existe una importante necesidad de tal aparato, que sea barato y confiable. Compendio de la Invención
Estas necesidades y otras son satisfechas por la invención, la cual está dirigida a aparatos para detectar fallas de formación de arco y disyuntores de circuito que incorporan tales detectores, los cuales buscan la presencia de ruido de baja frecuencia por una duración seleccionada por un número seleccionable de ciclos de la corriente alterna. Mas particularmente, el aparato incluye medios de filtro de paso de banda que generan una señal de corriente limitada en ancho de banda, de baja frecuencia a partir de una señal de corriente detectada que representa la corriente alterna que fluye en el sistema de distribución de energía eléctrica. La señal de corriente limitada en ancho de banda, de baja frecuencia tiene un rango de frecuencias que es inferior a las radiofrecuencias que tienden a ser atenuadas por filtros capacitivos en ciertas cargas encontradas en sistemas de distribución de energía eléctrica y sobre armónicos medibles en la forma de onda de energía. De preferencia, la banda de paso está también por debajo de las frecuencias de comunicación de línea de energía. De preferencia, la banda de paso es de entre alrededor de 3 y 20 kiloHertz y con mayor preferencia de alrededor de 6 a alrededor de 12 kiloHertz. El aparato incluye además medios de procesamiento que generan una señal indicativa de arco cuando la señal de corriente limitada en ancho de banda, de baja frecuencia excede una señal de umbral seleccionada por una duración seleccionada de un número seleccionable de ciclos de corriente alterna. De preferencia, la señal de umbral es seleccionada para ser una función de la amplitud del componente fundamental de la corriente alterna en el sistema de distribución de energía eléctrica. Los medios de procesamiento también incluyen un comparador que genera una señal de amplitud fija siempre que la señal de corriente limitada en ancho de banda, de baja frecuencia, excede la señal de umbral seleccionada. Esta señal de amplitud fija es integrada y la señal integrada resultante es comparada con una señal de referencia seleccionada para establecer la duración seleccionada de un ciclo de la corriente alterna durante la cual la señal de corriente limitada en ancho de banda, de baja frecuencia debe estar sobre el umbral. Por cada ciclo de la corriente alterna en la cual la señal de corriente limitada en ancho de banda, de baja frecuencia, excede el umbral seleccionado, se genera un pulso por medio de un comparador sincrónico. Una acumulación atenuada en el tiempo de estos pulsos es generada y comparada con un valor seleccionado. Cuando el valor seleccionado es alcanzado, la señal indicativa de arco es generada por otro comparador. Breve Descripción de los Dibujos Una comprensión plena de la invención puede ser lograda a partir de la siguiente descripción de las formas de realización preferidas, cuando se lee en conjunción con los dibujos acompañantes, en los cuales:
La figura 1 es un diagrama esquemático en forma de bloques de un disyuntor de circuito que incorpora la unidad de disparo de falla de arco de la invención. La figura 2 es un diagrama esquemático de una porción de la unidad de disparo de falla de arco que forma parte de la figura 1. La figura 3 es un diagrama de circuito esquemático de otra parte de la unidad de disparo de falla de arco que forma parte del disyuntor de circuito de la figura 1. La figura 4 es un diagrama de circuito esquemático de todavía otra parte de la unidad de disparo de falla de arco que forma parte del disyuntor de circuito de la figura 1. Descripción de la Forma de Realización Preferida Como se muestra en la figura 1, un disyuntor de circuito que incorpora la invención proporciona protección para un sistema de distribución de energía eléctrica 3, el cual incluye un conductor de línea 5 y un conductor neutral 7. El disyuntor de circuito 1 incluye contactos separables 9 en el conductor de línea 5. Los contactos separables 9 son disparados abiertos por una bobina de disparo 11, activada por un cerrojo
13. De acuerdo con la invención, el cerrojo puede ser operado por una unidad detectora de falla 15 para disparar la apertura de los contactos separables. Aunque no se muestra, el disyuntor de circuito también incluye una unidad termo-magnética de disparo o una unidad electrónica de disparo que proporciona protección convencional contra sobrecorriente y corto circuito para el sistema de distribución de energía eléctrica 3. Además, un circuito de disparo de falla de tierra también puede ser provisto. La unidad de detección de falla de arco 15 incluye un sensor de corriente el cual, en la forma de realización ejemplificativa de la invención, es un transformador de corriente 17 que genera una señal de corriente detectada 19 representativa de la corriente que fluye en el sistema de distribución eléctrica 3. La señal de corriente detectada 19 es pasada a través de un filtro de paso de banda 21 el cual, como se verá, consiste en elementos filtrados pasabajos y pasaaltos con frecuencias de esquina de 12 y 6 kiloHertz, respectivamente. El elemento pasaaltos bloquea en forma efectiva los armónicos fundamentales y todos los armónicos medibles de la señal de energía de 60 Hz , mientras que el elemento pasabajos bloquea interferencia de RF y cualquier señal portadora de un sistema de comunicación de línea de energía que pueda estar operando en la línea y los conductores neutrales 5 y 7. La salida del filtro de paso de banda 21 es una señal de corriente limitada en ancho de banda, de baja frecuencia 23, sensible a la energía de formación de arco en la forma de onda de corriente alterna. La señal de corriente detectada 19 también es pasada a través de un filtro pasabajos 25 con una frecuencia de esquina de 80 Hz y luego a través de un detector pico 27 para generar una señal 29 proporcional a la amplitud de la corriente alterna en las terminales 5 y 7. Esta señal 29 es usada como una señal de umbral seleccionada con la cual se compara la señal de corriente limitada en ancho de banda, de baja frecuencia 23 en un comparador 31. Cuando la señal de corriente limitada en ancho de banda, de baja frecuencia excede la señal de umbral 29, la salida del comparador 31 pasa a estado elevado. La proporcionalidad de la señal de umbral 9 con la amplitud del componente fundamental de la señal de energía de corriente alterna es seleccionada de modo que la salida del comparador 31 pase a estado elevado cuando la señal de corriente limitada en ancho de banda, de baja frecuencia, resultante de la formación de arco, es una proporción seleccionada de la amplitud fundamental. Como puede verse, este nivel de umbral varía con la amplitud de la forma de onda de energía. La salida de la señal 33 por el comparador 31 es una señal de amplitud fija que permanece elevada en tanto la señal de corriente limitada en ancho de banda, de baja frecuencia 23 excede el umbral de la señal 29. La duración del tiempo que la señal de corriente limitada en ancho de banda 23, de baja frecuencia excede el umbral es medida por un integrador 37 'que integra la señal de amplitud fija 33. El integrador 37 es restablecido al final de cada ciclo de la forma de onda de energía de corriente alterna por una señal de pulso 39 generada por un detector de cruce en cero y generador de pulsos 41. Los pulsos de la señal de pulso 39 son generados en los cruces en cero de negativo a positivo de la forma de onda de corriente alterna en las terminales 5 y 7. El detector de cruces en cero y generador de pulsos 41 también genera una señal de onda cuadrada 43 a partir de la forma de onda de energía de corriente alterna que, en la forma de realización ejemplificativa de la invención, tiene un ciclo de trabajo al 50% que es determinado cuando el voltaje de línea es mayor de cero. Un circuito de respuesta 44 incluye un comparador sincrónico 45 que compara la salida de la señal integrada 47 por el integrador 37 con un voltaje de umbral fijo +V. La salida del comparador sincrónico 45 es determinada cuando la señal integrada 47 excede del voltaje de referencia +V indicando que el integrador 37 ha detectado considerable energía de arco durante el ciclo de línea previo. La comparación es realizada en el borde anterior de la señal de reloj 43. La salida 49 del comparador sincrónico 45 será determinada para la porción del ciclo de la forma de onda de energía de corriente alterna determinada por el ciclo de trabajo de la señal de reloj 43. De esta manera, puede verse que el comparador sincrónico 45 genera un pulso 49 de amplitud y duración fijas para cada medio ciclo previo de la forma de onda de energía de corriente alterna en el cual la señal de corriente limitada en ancho de banda, de baja frecuencia 23 excedió la señal de umbral para la duración predeterminada del ciclo determinada por el voltaje +V.
Los pulsos fijos 49 generados por el comparador sincrónico 45 son aplicados a un integrador formado por el sumador 51 y el integrador 53. El integrador es cargado por un voltaje fijo +V aplicado a una entrada + en el sumador 51. Cada pulso 49 generado por el comparador sincrónico 45 es aplicado en un sentido negativo al integrador 53. De esta manera, la salida del integrador 53 es normalmente elevada, pero es jalada hacia abajo por medio de pulsos que indican la presencia de formación de arco. Las magnitudes de corriente hacia el sumador 51 son ajustadas de modo que la corriente de referencia +V sature el integrador 53 en estado alto después de aproximadamente 10 segundos y la detección de arco continuo saturará el integrador en estado bajo después de aproximadamente 1 segundo. De esta manera, el sumador 51 y el integrador 53 generan una señal 55 que es una acumulación atenuada en el tiempo de los pulsos 49 generados por el comparador sincrónico 45. La salida 55 del integrador 53 es aplicada a un comparador de disparo 57 que la compara con un valor de referencia seleccionado. En la forma de realización ejemplar de la invención, este valor de referencia es provisto por la señal 29 proporcional a la amplitud de la corriente de línea. La salida del comparador de disparo 57 fija el cerrojo 13 para generar la señal indicativa de arco 58 siempre que la acumulación atenuada en tiempo de los pulsos generados por el integrador 53 sea menor que la señal de umbral 29. De esta manera, las corrientes de línea de amplitud mayor requieren de menos ciclos de formación de arco para disparar el cerrojo 13 o en otras palabras, menos pulsos 49 son requeridos para jalar la salida del integrador 53 hacia abajo al nivel superior de la señal de umbral 29. Una forma de realización ejemplar de la unidad de disparo de falla de arco 15 de la figura 1 es mostrada en las figuras 2-4. Como puede verse en la figura 2, el generador de cruce en cero y pulsos 41 incluye un transformador de escalonamiento hacia abajo 59 conectado a través de la línea y los conductores neutrales 5 y 7. El componente fundamental de 60 ciclos es extraído por los filtros pasabajos 61. Este componente fundamental es sujetado por los diodos 63 para formar una onda cuadrada que es aplicada a la entrada no inversora del amplificador de operaciones 65 para generar una señal HALF-CYCLE 43 (de medio ciclo) . Una señal LINE-SYNC 39 (sincronización de línea) es generada a partir de la señal HALF-CYCLE 43 por un diferenciador formado por los capacitores 67 y 69 y los resistores 73. Un diodo 71 remueve los pulsos de transición negativos para limitar la señal LINE-SYNC 39 a cruces positivos en cero del componente fundamental de la corriente alterna. Un par de resistores 73 fija la magnitud de la señal LINE-SYNC. El filtro de paso de banda 21 al cual se aplica la señal de corriente detectada generada por el transformador de corriente 17 incluye un filtro pasaaltos de 6 kiloHertz 75 seguido por un filtro pasabajos de 12 kiloHertz 77 y un filtro pasaaltos de 6 kiloHertz 79 adicional. La señal resultante es aplicada a la entrada no inversora de un amplificador de operaciones 81 al cual un circuito de retroalimentación 83 conectado a la entrada inversora que le da una característica de ganancia de paso de banda. Un filtro pasabajos de 12 kiloHertz 85 de dos polos es aplicado a la salida del amplificador de operaciones 81. Como se discutió antes, el filtro de paso de banda 21 produce una señal de corriente de formación de arco que tiene una banda de paso de preferencia de alrededor de 6 a 12 kiloHertz. El filtro pasabajos 25 incluye dos etapas 87 de filtro pasabajos para extraer los 60 Hz del componente fundamental de la corriente alterna que fluye en el sistema de distribución de energía eléctrica. El detector de picos 27 incluye un amplificador de operaciones 89 al cual se aplica el componente fundamental de 60 Hz . Esta señal es rectificada en media onda por el diodo 90 y aplicada a un capacitor 91. El resistor 93 y el resistor de blindaje 95 en serie son seleccionados de modo que el voltaje a través del capacitor 91 identificado como I-MAG rastree el envolvente del componente fundamental de 60 Hz de la corriente alterna. Pasando a la figura 3, el comparador 31 que compara la señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia 23 con la señal de umbral I-MAG 29 incluye un primer comparador 97 que tiene la señal de umbral 29 aplicada a la entrada no inversora y la señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia 23 aplicada a la entrada inversora. Una pequeña polarización es también aplicada a la entrada no inversora por los resistores 99 y la fuente de +10V que es bloqueada del detector de picos 27, generando la señal I-MAG 29 por el diodo 101. El resistor 103 y el capacitor 105 forman una red de estiramiento de pulsos para la salida del comparador de colector abierto 97. La salida del comparador 97 es aplicada a la entrada no inversora de un segundo comparador 107, el cual tiene un voltaje fijo aplicado a su entrada no inversora mediante resistores 109 y la fuente de +10V. La salida del comparador 107 es conectada a través del diodo 111 y el resistor 113 al capacitor de integración 37. Un resistor 115 proporciona corriente para cargar el capacitor de integración 37 cuando la salida del comparador 107 es elevada. El diodo 111 impide la descarga del capacitor de integración 37 cuando la salida del comparador 107 es baja. En ausencia de formación de arco, la salida del comparador 97 es elevada y por ende la salida del comparador 107 es baja de modo que no se proporcione carga al capacitor de integración 37. Sin embargo, cuando la señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia 23 excede la señal de umbral 29, la cual es proporcional a la amplitud del componente de 60 Hz de la corriente alterna, la salida del comparador 97 pasa a estado bajo, haciendo que la salida del comparador 107 pase a estado alto, con ello suministrando carga al capacitor de integración 37. El voltaje de la carga de suministro de señal al capacitor 37 es constante, independientemente de la cantidad en la que la señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia 23 exceda el umbral. De esta manera, el voltaje en el capacitor 37 representa el tiempo que la señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia 23 ha excedido el umbral. Esta señal integrada 47 es también identificada como la señal CYCLE-AVG (promedio de ciclo) en la figura 3. El integrador 37 es restablecido al inicio de cada ciclo por la señal LINE-SYNC 39 que es aplicada a la entrada no inversora de un comparador 115. Un voltaje positivo fijo fijado por los resistores 107 y la fuente de +10V es aplicado a la entrada inversora de un comparador 115 de modo que la salida del comparador sea normalmente baja, pues la señal LINE-SYNC 39 es normalmente baja. La salida del comparador 115, que es identificada como la señal LINE-CLK (reloj de línea) , es aplicada a la entrada inversora de otro comparador de colector abierto 119. Este comparador 119 tiene un voltaje positivo de referencia fijado por los resistores 121 y la fuente de +10V aplicada a su entrada no inversora de modo que su salida sea normalmente elevada. La corriente de salida para el comparador 115 es provista por la fuente de +10V a través del resistor 123. La salida del comparador 119 es conectada a través de un resistor 125 al capacitor de integración 37. Normalmente, la salida del comparador 119 es elevada; sin embargo, no hay corriente disponible para proporcionar carga al capacitor de integración 37 además de la carga suministrada por el comparador 31. En cada cruce en cero positivo de la corriente alterna, la señal LINE-SYNC 39 genera un pulso que hace que la salida del comparador 115 pase a estado alto, de modo que la salida del comparador 119 pase a estado bajo. Esto restablece el integrador 37 proporcionando una trayectoria de descarga a través del resistor 125. Como se muestra en la figura 4, el comparador sincrónico 45 incluye un comparador 127 teniendo un voltaje positivo fijo de referencia aplicado a su entrada no inversora de modo que normalmente su salida sea elevada. La entrada inversora del comparador 127 es conectada a través de un diodo 129 a la salida Q del flip-flop D 131. Cuando la salida Q del flip-flop D 131 es elevada, una señal de 10 voltios es aplicada a la entrada inversora del comparador 127 a través del resistor 133, con ello ocasionando que la salida del comparador 127 pase a estado bajo. Sin embargo, ésto solo puede ocurrir si el comparador 127 es habilitado por la señal HALF-CYCLE 43 aplicada a través del diodo 135 durante el ciclo positivo de la corriente alterna. En otras palabras, los diodos 129 y 135 junto con el resistor 133 forman una compuerta AND para la salida del flip-flop 131 y la señal HALF-CYCLE 43. La salida del flip-flop D 131 depende de la duración del ciclo previo que la señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia 23 excedió la señal de umbral 29. Esto a su vez es representado por la magnitud de la señal integrado 47 generado por el integrador 37. Esta señal integrada 47 es aplicada a la entrada no inversora de un comparador 137. La referencia para la duración es fijada por un voltaje de referencia seleccionable aplicado a la entrada inversora del comparador 137. La salida Q del flip-flop D 131 es determinada por el valor de la señal aplicada a su entrada D, la cual está conectada al comparador 137 cuando el flip-flop está en reloj, que en el sistema ejemplar está al inicio de cada ciclo de la corriente alterna cuando se generan los pulsos de señal LINE-CLK. De esta manera, si la señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia 23 excede el valor de umbral para mas de la duración predeterminada de un ciclo precedente de modo que el voltaje en el capacitor de integración 37 excede el voltaje de referencia aplicado al comparador 137, la salida Q del flip-flop D 131 pase a estado alto cuando el flip-flop es dispuesto en compuerta por el pulso en la señal LINE-CLK. Esto dará como resultado que la salida del comparador 127 pase a estado alto por 1/2 ciclo cuando se habilita por la señal HALF-CYCLE 43. Nótese que el comparador 127 genera un pulso de salida de amplitud fija para 1/2 ciclo siempre que la señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia 23 excede el valor de umbral por la duración predeterminada de un ciclo de la corriente alterna, independiente de la cantidad que se excede el umbral e independientemente de la cantidad en que se excede la duración de umbral . La acumulación atenuada en tiempo de los pulsos generados por este comparador sincrónico 45 es mantenida en el integrador formado por el capacitor 53. Este capacitor 53 es cargado a partir de la fuente de +5V a través de un resistor 139. Este resistor 139 y un resistor 141 a través del cual se aplica el pulso del comparador sincrónico 45 al capacitor 53, forman el sumador 51 de la figura 1. El capacitor 53 es cargado por la fuente de +5V y descargado por los pulsos negativos generados por el comparador sincrónico 45. La tasa de descarga es mayor que la tasa de carga de modo que pulsos repetidos generados por el comparador sincrónico 45 jalen hacia abajo el voltaje en el capacitor de integración 53. Este voltaje es comparado con un valor de referencia en el comparador de disparo 57. Como se mencionó, se prefiere que el valor de referencia esté relacionado con la magnitud de la corriente alterna de modo que corrientes mas grandes requieran de menos pulsos para generar un disparo, de preferencia igualando la curva de daño de conductor definida por la norma NEMA PB 2.2-1988. De esta manera, la señal I-MAG 29 es aplicada a la entrada no inversora del comparador 57 a través del resistor 143 y el diodo 145. Una pequeña polarización es provista por la fuente de +5V y los resistores 147 es añadida a la señal de umbral. La salida del comparador de disparo 57 es aplicada a la entrada fija S de un flip-flop que forma el cerrojo 13 de modo que cuando la acumulación atenuada en tiempo que representan ciclos en los cuales se observó corriente de formación de arco sobre el umbral por una duración predeterminada, la salida Q del cerrojo 13 pasa a estado elevado para proporcionar una señal de disparo. El cerrojo 13 es restablecido manualmente deprimiendo un botón de restablecimiento 149. Diodos emisores de luz 151 y 153 en el circuito de la figura 4 se iluminan para indicar una condición de disparo y de no disparo, respectivamente. Como se indicó en la figura 1, la señal de disparo puede ser usada para disparar la apertura de los contactos separables 9 del disyuntor de circuito. El circuito también puede ser usado por ejemplo en un receptáculo para proporcionar una indicación de una condición de formación de arco por medio de la iluminación del diodo emisor de luz 151. Aunque se han descrito en detalle formas de realización específicas de la invención, los técnicos en la materia apreciarán que diversas modificaciones y alternativas a esos detalles pueden ser desarrolladas a la luz de las enseñanzas globales de la divulgación. Por ejemplo, aunque se ha mostrado que la invención es plenamente implementada por medio de componentes discretos, algunas o todas las funciones requeridas pueden ser llevadas a cabo por un microprocesador. En consecuencia, los arreglos particulares divulgados tienen el propósito de ser ilustrativos únicamente y no limitativos, pues a los alcances de la invención debe darse toda la amplitud de las reivindicaciones anexas y cualesquiera y todos sus equivalentes.
Claims (10)
1. Aparato para detectar la formación de arco en un sistema de distribución de energía eléctrica de corriente alterna, dicho aparato comprendiendo: medios sensores que generan una señal de corriente detectada que representa la corriente alterna que fluye en dicho sistema de distribución de energía eléctrica; medios de filtro de paso de banda que generan una señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia; medios de procesamiento que generan una señal indicativa de arco cuando dicha señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia excede una señal de umbral seleccionada por una duración seleccionada de un número seleccionable de ciclos de dicha corriente alterna.
2. El aparato de la reivindicación 1, donde dichos medios de procesamiento incluyen medios generadores de señal de umbral que generan dicha señal de umbral seleccionada como una función de la amplitud de un componente fundamental de dicha corriente alterna.
3. El aparato de la reivindicación 1, donde dichos medios de procesamiento incluyen un comparador que genera una señal de amplitud fija siempre que dicha señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia excede dicha señal de umbral seleccionada, un integrador que integra dicha señal de amplitud fija para generar una señal integrada, y medios que responden a dicha señal integrada para generar dicha señal indicativa de arco cuando dicha señal integrada excede una señal de referencia seleccionada por dicho número seleccionable de ciclos de dicha corriente alterna, dicha señal de referencia siendo seleccionada para establecer dicha duración seleccionada de ciclos de dicha corriente alterna que dicha señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia, debe exceder dicha señal de umbral seleccionada.
4. El aparato de la reivindicación 3, donde dichos medios de procesamiento incluyen medios generadores de señal de umbral que generan dicha señal de umbral seleccionada como una función de la amplitud de un componente fundamental de dicha corriente alterna.
5. El aparato de la reivindicación 3, donde dichos medios que responden a dicha señal integrada comprenden un comparador sincrónico que genera un pulso por cada ciclo de dicha corriente alterna por el cual la señal integrada excede dicha señal de referencia seleccionada; medios que generan una acumulación atenuada en tiempo de dichos pulsos, y medios que generan dicha señal indicativa de arco cuando dicha acumulación atenuada en tiempo de dichos pulsos alcanza un valor seleccionado.
6. El aparato de la reivindicación 5, donde dichos medios que generan dicha señal indicativa de arco incluye medios que comparan dicha acumulación atenuada en tiempo de pulsos con una señal que varía con la amplitud de un componente fundamental de dicha corriente alterna de modo que dichos cambios de valor seleccionados generen dicha señal indicativa de arco en menos ciclos de dicha corriente alterna al incrementarse dicha corriente alterna en amplitud.
7. El aparato de la reivindicación 6, donde dichos medios de procesamiento incluyen medios generadores de señal de umbral que generan dicha señal de umbral seleccionada como una función de la amplitud de un componente fundamental de dicha corriente alterna.
8. Un disyuntor de circuito que responde a formación de arco en un sistema de distribución de energía eléctrica de corriente alterna, dicho disyuntor de circuito comprendiendo: contactos separables conectados en dicho sistema de distribución de energía eléctrica; medios sensores que generan una señal de corriente detectada que representa corriente alterna que fluye en dicho sistema de distribución de energía eléctrica; medios de filtro de paso de banda que generan una señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia, a partir de dicha señal de corriente detectada; medios de procesamiento que generan una señal indicativa de arco cuando dicha señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia excede una señal de umbral seleccionada por una duración seleccionada de un número seleccionable de ciclos de dicha corriente alterna; y medios de disparo que responden a dicha señal indicativa de arco para abrir dichos contactos separables.
9. El disyuntor de circuito de la reivindicación 8, donde dichos medios de procesamiento comprenden medios que generan un pulso por cada ciclo de dicha corriente alterna en el que dicha señal de corriente de formación de arco limitada en ancho de banda, de baja frecuencia, excede la señal de umbral seleccionada, medios que generan dicha señal indicativa de arco cuando dicha acumulación atenuada en tiempo de dichos pulsos alcanza un valor predeterminada.
10. El disyuntor de circuito de la reivindicación 9, donde dichos medios de procesamiento incluyen medios que varían dicho valor predeterminado como una función de la amplitud de un componente fundamental de dicha corriente alterna de modo que dicha señal indicativa de arco sea generada en respuesta a menor pulsos para amplitud mayor de dicha corriente alterna.
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