WO2003056588A1 - Método y sistema para evitar la formación de un arco eléctrico en un conector intercalado en una línea de alimentación de una carga de potencia - Google Patents

Método y sistema para evitar la formación de un arco eléctrico en un conector intercalado en una línea de alimentación de una carga de potencia Download PDF

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WO2003056588A1
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connector
terminals
voltage
point
power load
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PCT/ES2002/000598
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Inventor
Carles Borrego Bel
Fernando Gallego Hugas
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Lear Automotive (Eeds) Spain, S.L.
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/0015Using arc detectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542Contacts shunted by static switch means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
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    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/44Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to the rate of change of electrical quantities
    • H02H3/445Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to the rate of change of electrical quantities of DC quantities

Definitions

  • the present invention concerns a method and a system for preventing the formation of an electric arc in a connector interspersed in a power line of a power load, in particular applicable to a network installed in a motor vehicle to power power loads, such as a 42V network of a vehicle with two voltage levels (14V and 42V, or “dual voltage” system) in order to avoid accidentally or accidentally separating the components of the connector, or for lack of warning from a manipulator an electric arc is generated between contact points that produces a premature destruction or deterioration of said contacts, or of the connector itself, an untimely interruption of the power to certain loads of the network or a fire situation with damages of greater or lesser severity, especially during the disconnection of the two pieces or electro-insulating supports components of a connector carrying the electroconductive terminals contact.
  • a network installed in a motor vehicle to power power loads such as a 42V network of a vehicle with two voltage levels (14V and 42V, or “dual voltage” system) in order to avoid accidentally or accidentally separating the components of
  • the invention also offers a special interest for electric vehicles in which a battery pack is used to provide power to an electric motor intended to propel the vehicle and where the current levels are of the order of 400 A to 400 V, for DC , and from 40 A to 220 V for AC, whose current and voltage values require the incorporation of a series of safety measures to minimize the risk of injury to users, mechanics and safety technicians.
  • the progressive implementation of the power system at two different voltage levels in a motor vehicle implies that a part of the network, especially that destined to feed power loads, is supplied at a new voltage level, for example 42V, much higher at the voltage of approximately 14V commonly used so far present in cars. It is clear that the feeding of loads at this new higher voltage level brings clear advantages. However, it also has the disadvantage of being high enough to generate electric arcs, especially when connectors are disconnected in lines that feed loads at this high voltage.
  • supply currents are used at voltage levels that can generate electric arcs.
  • US-A-5,542,425 describes an apparatus and method for preventing the deterioration of contacts in a particular electrical equipment in an image acquisition equipment with an ultrasound system in which several probes can be linked to the acquisition system without risk that when disconnecting these probes an electric arc can jump, in whose system the connector includes a mechanically actuated member to activate and deactivate a connection interface between the components, including a sensor or detector that determines when the connector is going to be disconnected by one of the components and provides a signal that is used by one of the components to disable the power supply to the connector and thus prevent the formation of an electric arc by physically separating the male-female terminals thereof.
  • said member is a rotating shaft on which the user has to act and said sensor is an optical sensor, magnetic sensor or a simple switch.
  • the disconnection of the power supply is carried out either by the user (as in US-A-6,225,153) or by adding a sensor associated to a mechanism also operated by the user (as in US-A-5,542,425), it being necessary to always act on the connector with means to properly displace its contacts, it being essential for proper functionality to generate delays due to the mechanical conditions of the drive.
  • An objective of the present invention is to provide a method to avoid the formation of an electric arc in a connector inserted in a power line of a power load taking advantage of specific characteristics of the voltage drop and evolution of the intensity that is they occur when a power disconnection is made to a power load to detect the moment of disconnection and to cut the power supply to this load before an electric arc can occur.
  • Another objective of the present invention is to provide a system to implement a method with the characteristics described in the previous paragraph. With a low cost and from the components and currently in use, especially in the automotive industry.
  • the method and system of the present invention is intended to prevent the formation of electric arcs in connectors interspersed in lines that feed power loads by detecting a voltage difference between a first voltage or supply voltage from a power supply source and a second voltage taken at a point close to the load.
  • Electronic means continuously detect and compare these two voltage values and, in case within a predetermined minimum time interval, a difference detected between the first and second voltages is greater than a predetermined threshold, electronic means immediately cut the power supply to that path that feeds the power load affected by the disconnection of the connector. Simultaneously or alternatively, the comparison can be made on first and second intensity values taken respectively at the same points as the voltages.
  • Electronic means are provided for continuously detecting and comparing pairs of voltage and / or intensity values and, if the aforementioned initial sudden drop in voltage and / or the aforementioned negative intensity peak is appreciated, these electronic means cut off the supply of electrical energy to the load involved in a time short enough to prevent the formation of the electric arc in the connector.
  • the electronic means include an identification circuit to discriminate which of the connectors has been disconnected and generate a priority interruption to a microprocessor so that it acts on a protection device by disconnection of the load involved without interrupting the supply of the remaining loads.
  • Fig. 1 is a diagram showing the voltage and intensity versus time on a connector for a few moments immediately after disconnection;
  • Fig. 2 is a scheme of the system of the present invention according to its simplest embodiment;
  • Y Fig. 3 is a scheme of the system of the present invention according to a more complete embodiment thereof;
  • a graph of voltage V and intensity I versus time t is shown.
  • the graph corresponds to a power line to a load when disconnected and during the moments following the disconnection.
  • the curve of the upper half corresponds to the voltage V while the line of the lower half corresponds to the intensity I.
  • the initial voltage on the left of the graph is 42V and the initial intensity of 15A.
  • both voltage and intensity have dropped to zero.
  • In the central part of the graph there is a relatively wide area of a duration t1 in which both the voltage curve and the intensity curve descend in a ramp relatively smoothly to the right, that is, towards their respective values 0V and 0A.
  • the intensity experiences a sudden negative peak Pi that immediately recovers to descend gently during the same time t1 of descent in ramp of the tension, and during which the arc is susceptible to occur electric.
  • the intensity finally falls to zero at approximately the same time as the voltage.
  • the aforementioned negative peak Pi of intensity can also be detected by suitable electronic means.
  • the method of the present invention is based on the detection of said voltage drop Cv and / or the intensity peak Pi at the time of disconnection of a connector.
  • the electronic means carry out an action of cutting of electrical energy towards the charge involved in a time short enough to prevent the formation of the electric arc.
  • FIG. 2 a first example of a system for the implementation of the method described above in accordance with the present invention is described.
  • a connector 11 interleaved in a power line 5 at a power load 10 is shown in Fig.
  • Said connector 11 is of a conventional type and comprises first and second electro-insulating supports 1, 2 carriers of first and second pairs of terminals 3, 4 and 12, 13 that can be connected to the plug in a releasable manner.
  • Said network includes first detection means associated with an electronic unit 20 to continuously detect a first supply voltage V1 (and / or first intensity) of said network at a first point 22 located in said track 5, before of the connector 11.
  • the said first detection means comprise a first connection 14 between said first point 22 and an electronic comparator device 21.
  • second detection means associated with said electronic unit 20 are provided to detect a second voltage V2 (and / or second intensity) at a second point. 23 located in said track 5 close to the power load 10 and after the connector 11.
  • These second detection means comprise a second connection 15 between said second point 23 and said electronic comparator device 21.
  • the said supervision connection of the voltage drop is established through a path through connector 11 through terminals 12, 13. If at the time of disconnection it was these terminals 12, 13 that would separate first instead of terminals 3, 4 , the difference in voltage or jump detected would be much greater, since line 15 is not of supply but only of detection.
  • the electronic comparator device 21 proceeds to continuously compare said first and second voltages V1 and V2 (and / or first and second intensities).
  • the comparator device 21 In the event that within a predetermined minimum time interval, a difference between the first and second voltages V1 and V2 (and / or first and second intensities) greater than a predetermined threshold has been detected, the comparator device 21 generates a Priority interruption to a microprocessor 8 so that it acts on a disconnection protection device 7, which makes a power supply cut-off to said route 5 towards the power load 10 through the connector 11. This supply cut it is carried out in a sufficiently short time to prevent the formation of an electric arc in the connector 11.
  • the said predetermined threshold for said difference between the first and second voltages V1 and V2 (and / or first and second intensities) is selected to cover the voltage drop Cv (and / or the negative peak of intensity Pi) described in relation to the graph of Fig. 1, and which is indicative of a sudden interruption in said electrical power passageway 5 or in said second connection 15 of the second detection means.
  • the method according to the present invention is intended to be implemented in a power supply and distribution network that includes several of said charges 10a, 10b fed through respective paths 5a, 5b electric power step. Although only two of said loads 10a, 10b have been illustrated in Fig. 2, it is evident that their number may be greater.
  • at least one interleaved connector 11a, 11b is provided between electronic means 20 for controlling the power supply and the corresponding load 10a, 10b.
  • two of said connectors 11 to -11 c are arranged.
  • first and second detection means formed by first and second connections 14a, 14b, 15a, 15b between first and second points 22, 23 and a corresponding comparator device 21 for continuously detecting and comparing first and second voltages V1, V2 (and / or first and second intensities) corresponding to the output power at point 22 and to the load arrival current 10a, 1b at point 23 next to it.
  • a connector 11e, common for the power lines 5a, 5b and for the second detection connections 15a, 15b is arranged at the input of electronic means 20.
  • the different comparator devices 21 are connected to an identification circuit 16 associated with the electronic unit 20, whose identification circuit 16 is responsible for discriminating that line or lines 5a, 5b for which the result of the comparison between the voltage values or intensity at the first and second points 22 and 23 is greater than said predetermined threshold. It will be noted that, with this arrangement, a disconnection of any of the connectors 11a-11 d, and even of the common connector 11e, will produce a detection of the voltage drop Cv or negative peak of intensity Pi (see Fig. 1) in the pathway or pathways 5a, 5b involved.
  • the identification circuit 16 that generates a priority interruption to a microprocessor 8 so that it acts on a disconnection protection device 7 which makes a cut of power supply to said discriminated track 5a, 5b , without interrupting the power to the remaining tracks.
  • the system for the implementation of the method of the present invention uses components that are conventional and of the type currently used in the automotive industry.

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Abstract

Método y sistema para evitar la formación de un arco eléctrico en un conector intercalado en una línea de alimentación de una carga de potencia y el conector (11) comprende unos soportes electroaislantes (1, 2) portadores de al menos un primer par de terminales (3, 4) susceptibles de acoplar a enchufe estando dichos terminales (3, 4), en una posición de acoplamiento de dichos soportes electroaislantes (1, 2), empalmados eléctricamente entre sí estableciendo una vía (5) de paso de energía eléctrica hacia dicha carga de potencia (10), comprendiendo el método y sistema una conexión (15) entre un punto (23) de dicha vía (5) próximo a la carga (10) y después del conector (11), cuya conexión atraviesa el conector (11), para detectar una tensión (V2) y/o intensidad en dicho segundo punto (23), que es comparada con la tensión (V1) de alimentación, y en caso de observar un cambio brusco, se interrumpe dicha alimentación.

Description

MÉTODO Y SISTEMA PARA EVITAR LA FORMACIÓN DE UN ARCO
ELÉCTRICO EN UN CONECTOR INTERCALADO EN UNA LÍNEA DE
ALIMENTACIÓN DE UNA CARGA DE POTENCIA
Campo de la Invención
La presente invención concierne a un método y a un sistema para evitar la formación de un arco eléctrico en un conector intercalado en una línea de alimentación de una carga de potencia, en particular aplicable a una red instalada en un vehículo automóvil para alimentar cargas de potencia, tal como una red a 42V de un vehículo con dos niveles de tensión (14V y 42V, o sistema "dual voltage") con el fin de evitar que al separarse los componentes del conector fortuita o accidentalmente, o por falta de advertencia de un manipulador se genere un arco eléctrico entre puntos de contacto que produzca una destrucción o deterioro prematuro de dichos contactos, o del propio conector, una interrupción intempestiva de la alimentación a determinadas cargas de la red o una situación de incendio con daños de mayor o menor gravedad, en especial durante la desconexión de las dos piezas o soportes electroaislantes componentes de un conector portadores de los terminales electroconductores de contacto. La invención ofrece también un especial interés para vehículos eléctricos en los que se utiliza un conjunto de baterías para proporcionar energía a un motor eléctrico destinado a propulsar el vehículo y en donde los niveles de corriente son del orden de 400 A a 400 V, para C.C., y de 40 A a 220 V para C.A., cuyos valores de corriente y tensión exigen la incorporación de una serie de medidas de seguridad para minimizar el riesgo de lesiones para los usuarios, mecánicos y técnicos de seguridad.
Antecedentes de la Invención
La progresiva implantación del sistema de alimentación a dos niveles de tensión diferentes en un vehículo automóvil implica que una parte de la red, especialmente aquella destinada a alimentar cargas de potencia, sea suministrada a un nuevo nivel de tensión, de por ejemplo 42V, muy superior a la tensión de aproximadamente 14V comúnmente utilizada hasta el momento presente en automóviles. Es evidente que la alimentación de cargas a este nuevo nivel de tensión más elevado aporta unas claras ventajas. Sin embargo, también tiene el inconveniente de ser lo bastante alto como para generar arcos eléctricos, especialmente cuando se desconectan conectores en líneas que alimentan cargas a esta tensión elevada.
También en vehículos de tracción eléctrica, cuya implantación progresiva es previsible, se utilizan corrientes de alimentación a niveles de tensión susceptibles de generar arcos eléctricos.
Existen numerosos documentos que abordan el problema de la formación de un arco eléctrico, tanto al conectar como, especialmente, al desconectar las dos partes que constituyen un conector intercalado en una red de alimentación de cargas a un nivel de tensión susceptible de generar dichos arcos eléctricos.
En las EP-A-697751 , EP-A-673085 y US-A-6146160 se describen conectores con medios para una sujeción mecánica eficaz de los terminales de conexión, normalmente espigas y hembrillas electroconductoras, de manera que no se pueda producir una desconexión accidental de los mismos.
En las US-A-3.945.699, US-A-4.749.357 y US-A-5.676.571 , se describen unos medios asociados a las hembras receptoras de unas espigas electroconductoras, previstos para dificultar o minimizar la formación de arcos eléctricos al conectar los dos componentes de un conector.
La US-A-6.225.153 describe un conector de puerta de carga universal para vehículos eléctricos, en donde se prevé un mecanismo para cortar la corriente susceptible de generar un arco durante la desconexión de los terminales macho y hembra del conector antes del desacoplamiento de las dos partes componentes de dicho conector, en particular para evitar la desconexión de los conectores durante la carga de las baterías de los vehículos, cuyo mecanismo incluye un cerrojo mecánico de dichas dos partes accionado por un gatillo el cual está asociado a un interruptor acoplado a una fuente de potencia para el conjunto del conector, a través de cuyo interruptor, y al ser accionado el gatillo por un usuario, se inhabilita la circulación de corriente hacia la carga de potencia a alimentar antes de que se habilite la desconexión del terminal o terminales macho-hembra de potencia del conector. La patente US-A-5.542.425 describe un aparato y método para evitar el deterioro de contactos en un equipamiento eléctrico en concreto en un equipo de adquisición de imágenes con un sistema de ultrasonidos en el que varias sondas se pueden enlazar al sistema de adquisición sin riesgo de que al desconectar dichas sondas pueda saltar un arco eléctrico, en cuyo sistema el conector incluye un miembro accionado mecánicamente para activar y desactivar una interfaz de conexión entre los componentes, incluyendo un sensor o detector que determina cuando el conector va a ser desconectado por parte de uno de los componentes y proporciona una señal que es utilizada por uno de los componentes para inhabilitar la alimentación de energía eléctrica hacia el conector y evitar así la formación de un arco eléctrico al separar físicamente los terminales macho-hembra del mismo. En los diferentes ejemplos que ilustran esta patente el citado miembro es un árbol giratorio sobre el que ha de actuar el usuario y el citado sensor es un sensor óptico, sensor magnético o un simple interruptor.
En los dos últimos antecedentes, la desconexión de la fuente de alimentación se realiza o bien por parte del propio usuario (como en la US-A- 6.225.153) o bien mediante la adición de un sensor asociado a un mecanismo asimismo accionado por el usuario (como en la US-A-5.542.425), precisándose actuar siempre sobre el conector con unos medios para desplazar apropiadamente sus contactos, siendo esencial para una adecuada funcionalidad el generar unos retardos por las condiciones mecánicas del accionamiento.
Un objetivo de la presente invención es el de aportar un método para evitar la formación de un arco eléctrico en un conector intercalado en una línea de alimentación de una carga de potencia aprovechando unas características específicas de la caída de tensión y evolución de la intensidad que se producen al efectuarse una desconexión de la alimentación a una carga de potencia para detectar el instante de la desconexión y cortar la alimentación de fluido eléctrico a esta carga antes de que pueda producirse un arco eléctrico.
Otro objetivo de la presente invención es el de aportar un sistema para implementar un método con las características descritas en el párrafo anterior con un bajo costo y a partir de los componentes y actualmente en uso, especialmente en la industria de la automoción.
Breve exposición de la invención El método y sistema de la presente invención está previsto para evitar la formación de arcos eléctricos en conectores intercalados en líneas que alimentan cargas de potencia mediante la detección de una diferencia de tensión entre una primera tensión o tensión de alimentación desde una fuente de suministro de energía eléctrica y una segunda tensión tomada en un punto próximo a la carga. Unos medios electrónicos detectan y comparan continuamente estos dos valores de tensión y, en caso de que dentro de un intervalo mínimo de tiempo, predeterminado, una diferencia detectada entre las primera y segunda tensiones sea mayor que un umbral predeterminado, unos medios electrónicos cortan de inmediato el suministro de energía eléctrica hacia aquella vía que alimenta la carga de potencia afectada por la desconexión del conector. Simultánea o alternativamente, la comparación se puede efectuar sobre unos primer y segundo valores de intensidad tomados respectivamente en los mismos puntos que las tensiones.
El conector intercalado en la línea que alimenta la carga comprende unos primer y segundo soportes electroaislantes portadores de un primer par de terminales conectados a sendas porciones de dicha línea de potencia. Ventajosamente, para efectuar la detección de la tensión o intensidad en el citado punto próximo a la carga, el método de la presente invención utiliza una conexión que pasa por un segundo par de terminales situados en los primer y segundo soportes electroaislantes del mismo conector. Este segundo par de terminales es ordinario, y puede ser igual que el primer par. Es decir, la implementación del método propuesto no exige el empleo de conectores de un diseño específico, o modificados.
Tal como se explica a continuación, la citada diferencia detectada entre las primera y segunda tensiones o intensidades, mayor que un umbral predeterminado, es indicativa de una interrupción súbita en la citada vía de paso de energía eléctrica hacia la carga o en la vía de detección, típicamente debida a la desconexión de un conector. A partir del estudio de gráficas de tensión e intensidad frente al tiempo correspondientes a una porción de circuito que ha sido desconectada de la alimentación, y durante los instantes siguientes a la desconexión, se observa una súbita caída inicial de la tensión que a continuación se suaviza notablemente en descenso durante un cierto período de tiempo, durante el cual es susceptible de producirse el arco eléctrico, para caer finalmente a cero, mientras que la intensidad experimenta un súbito pico negativo en el momento de la desconexión que se recupera inmediatamente para descender suavemente durante un cierto período de tiempo, que es el mismo durante el cual es susceptible de producirse el arco eléctrico, para caer finalmente a cero.
Están previstos unos medios electrónicos para detectar y comparar continuamente parejas de valores de tensión y/o intensidad y, en caso de apreciarse la mencionada caída súbita inicial de la tensión y/o el citado pico negativo de intensidad, estos medios electrónicos cortan el suministro de energía eléctrica hacia la carga implicada en un tiempo suficientemente corto como para evitar la formación del arco eléctrico en el conector. Cuando una misma red alimenta varias cargas, teniendo cada carga su propio conector, los medios electrónicos incluyen un circuito de identificación para discriminar cuál de los conectores ha sido desconectado y generar una interrupción prioritaria a un microprocesador para que éste actúe sobre un dispositivo de protección por desconexión de la carga implicada sin interrumpir la alimentación de las restantes cargas.
Breve explicación de los dibujos Para una mejor comprensión de la invención, se describirá la misma, con la ayuda de unas hojas de dibujos en las que se ilustran unos ejemplos de realización no limitativos de una posible implementación, conforme al siguiente detalle: la Fig. 1 es un diagrama que muestra la tensión y la intensidad frente al tiempo en un conector durante unos instantes inmediatos a la desconexión; la Fig. 2 es un esquema del sistema de la presente invención de acuerdo con su más simple realización; y la Fig. 3 es un esquema del sistema de la presente invención de acuerdo con una realización más completa de la misma;
Descripción detallada de los ejemplo de realización preferidos Haciendo referencia en primer lugar a la Fig. 1 , en ella se muestra una gráfica de tensión V e intensidad I frente al tiempo t. La gráfica corresponde a una línea de alimentación a una carga al ser desconectada y durante los instantes siguientes a la desconexión. La curva de la mitad superior corresponde a la tensión V mientras que la línea de la mitad inferior corresponde a la intensidad I. En el ejemplo ilustrado, la tensión inicial, en la izquierda de la gráfica es de 42V y la intensidad inicial de 15A. En la derecha de la gráfica, tanto la tensión como la intensidad han caído a cero. En la parte central de la gráfica se observa una zona relativamente amplia de una duración t1 en la que tanto la curva de tensión como la curva de intensidad descienden en rampa de manera relativamente suave hacia la derecha, es decir, hacia sus respectivos valores 0V y 0A. En esta zona de descenso en rampa, la intensidad y la tensión son todavía lo suficientemente altas como para ocasionar un arco eléctrico, el cual tiene efectos perniciosos para la vida útil de los contactos y presenta un riesgo de incendio. Se ha constatado que, en el momento de la desconexión, y en este Ej. para cargas resistivas, la tensión experimenta una súbita caída Cv desde el valor inicial de alimentación, es decir, 42V en el ejemplo ilustrado, hasta un valor de inicio de la rampa, cuya caída Cv es, en este caso, de aproximadamente 11 ,6V. Esta caída Cv de tensión corresponde, por ejemplo, al momento de una desconexión física de un conector y puede ser fácilmente detectada por unos medios electrónicos adecuados. Al mismo tiempo que la tensión experimenta la caída brusca Cv, la intensidad experimenta un súbito pico negativo Pi que inmediatamente se recupera para descender suavemente durante el mismo tiempo t1 de descenso en rampa de la tensión, y durante el cual es susceptible de producirse el arco eléctrico. La intensidad cae finalmente a cero aproximadamente al mismo tiempo que la tensión. El citado pico negativo Pi de intensidad también puede ser detectado por unos medios electrónicos adecuados. El método de la presente invención se basa en la detección de la citada caída de tensión Cv y/o del pico de intensidad Pi en el momento de la desconexión de un conector. En virtud de dicha detección, los medios electrónicos ejecutan una acción de corte de energía eléctrica hacia la carga implicada en un tiempo suficientemente corto como para impedir la formación del arco eléctrico.
Con referencia a la Fig. 2 se describe un primer ejemplo de sistema para la implementación del método arriba descrito de acuerdo con la presente invención. En la Fig. se representa un conector 11 intercalado en una línea 5 de alimentación a una carga 10 de potencia. El citado conector 11 es de un tipo convencional y comprende unos primer y segundo soportes electroaislantes 1 , 2 portadores de unos primer y segundo pares de terminales 3, 4 y 12, 13 susceptibles de acoplar a enchufe de manera liberable. En una posición de acoplamiento de dichos soportes electroaislantes 1 , 2, los citados primeros y segundos terminales 3, 4 y 12, 13 empalman eléctricamente entre sí estableciendo, los primeros, la mencionada vía 5 de paso de energía eléctrica hacia dicha carga de potencia 10. En una posición de desacoplamiento (no mostrada) de los soportes electroaislantes 1 , 2, los primeros y segundos terminales 3, 4 y 12, 13 se separan físicamente, interrumpiendo los primeros la vía 5 de alimentación a la carga 10. Tal como se ha apuntado más arriba, la tensión e intensidad en la línea 5 son tales que la citada separación física del par de terminales 3, 4 puede generar un arco eléctrico entre los mismos. La vía 5 forma parte generalmente de una red de suministro y distribución de energía eléctrica, por ejemplo en un automóvil. Dicha red, como es habitual, incluye unos primeros medios de detección asociados a una unidad electrónica 20 para detectar continuamente una primera tensión V1 (y/o primera intensidad) de alimentación de dicha red en un primer punto 22 situado en dicha vía 5, antes del conector 11. Los citados primeros medios de detección comprenden una primera conexión 14 entre el citado primer punto 22 y un dispositivo electrónico comparador 21.
Para poner en práctica el método de la invención se aportan unos segundos medios de detección asociados a dicha unidad electrónica 20 para detectar una segunda tensión V2 (y/o segunda intensidad) en un segundo punto 23 situado en dicha vía 5 próximo a la carga de potencia 10 y después del conector 11. Estos segundos medios de detección comprenden una segunda conexión 15 entre el citado segundo punto 23 y el citado dispositivo electrónico comparador 21. La citada conexión de supervisión de la caída de tensión se establece a través de una vía que atraviesa el conector 11 por los terminales 12, 13. Si en el momento de la desconexión fueran estos terminales 12, 13 los que se separaran en primer lugar en vez de los terminales 3, 4, la diferencia de tensión o salto detectado sería mucho mayor, puesto que la línea 15 no es de alimentación sino únicamente de detección. El dispositivo electrónico comparador 21 procede a comparar continuamente dichas primera y segunda tensiones V1 y V2 (y/o primera y segunda intensidades). En el caso de que dentro de un intervalo mínimo de tiempo, predeterminado, se haya detectado una diferencia entre las primera y segunda tensiones V1 y V2 (y/o primera y segunda intensidades) mayor que un umbral predeterminado, el dispositivo comparador 21 genera una interrupción prioritaria a un microprocesador 8 para que éste actúe sobre un dispositivo de protección por desconexión 7, el cual efectúa un corte de suministro de energía eléctrica a la citada vía 5 hacia la carga de potencia 10 a través del conector 11. Este corte de suministro se efectúa en un tiempo suficientemente corto como para impedir la formación de un arco eléctrico en el conector 11.
El citado umbral predeterminado para dicha diferencia entre las primera y segunda tensiones V1 y V2 (y/o primera y segunda intensidades) está seleccionado para cubrir la caída de tensión Cv (y/o el pico negativo de intensidad Pi) descrita con relación a la gráfica de la Fig. 1 , y la cual es indicativa de una interrupción súbita en la citada vía 5 de paso de energía eléctrica o en dicha segunda conexión 15 de los segundos medios de detección.
Haciendo ahora referencia a la Fig. 2, el método de acuerdo con la presente invención está previsto para ser implementado en una red de suministro y distribución de energía eléctrica que incluye varias de dichas cargas 10a, 10b alimentadas a través de unas respectivas vías 5a, 5b de paso de energía eléctrica. Aunque en la Fig. 2 se han ¡lustrado únicamente dos de dichas cargas 10a, 10b, es evidente que su número puede ser mayor. En cada una de dichas vías 5a, 5b está dispuesto al menos un conector 11a, 11 b intercalado entre unos medios electrónicos 20 de control de la alimentación y la correspondiente carga 10a, 10b. En el ejemplo ilustrado en la Fig. 2, en cada línea 5 están dispuestos dos de dichos conectores 11 a - 11 c.
Al igual que en el ejemplo anterior, y según el sistema de la presente invención, para cada línea 5a, 5b existen unos primeros y segundos medios de detección formados por unas primera y segunda conexiones 14a, 14b, 15a, 15b entre unos primer y segundo puntos 22, 23 y un correspondiente dispositivo comparador 21 para detectar y comparar continuamente unas primera y segunda tensiones V1 , V2 (y/o primera y segunda intensidades) correspondientes a la alimentación de salida en el punto 22 y a la corriente de llegada a la carga 10a, 1 b en el punto 23 próximo a la misma. Un conector 11e, común para las líneas de alimentación 5a, 5b y para las segunda conexiones de detección 15a, 15b está dispuesto a la entrada de medios electrónicos 20.
Los diferentes dispositivos comparadores 21 están conectados a un circuito de identificación 16 asociado a la unidad electrónica 20, cuyo circuito de identificación 16 se encarga de discriminar aquella línea o líneas 5a, 5b para las cuales el resultado de la comparación entre los valores de tensión o intensidad en los primer y segundo puntos 22 y 23 sea mayor que dicho umbral predeterminado. Se observará que, con esta disposición, una desconexión de cualquiera de los conectores 11a - 11 d, e incluso del conector común 11e, producirá una detección de la caída de tensión Cv o pico negativo de intensidad Pi (véase la Fig. 1) en la vía o vías 5a, 5b implicadas.
En este caso, es el circuito de identificación 16 el que genera una interrupción prioritaria a un microprocesador 8 para que éste actúe sobre un dispositivo de protección por desconexión 7 el cual efectúa un corte de suministro de energía eléctrica a la citada vía 5a, 5b discriminada, sin interrumpir la alimentación a las vías restantes.
Es importante señalar que el sistema para la implementación del método de la presente invención utiliza componentes que son convencionales y del tipo actualmente usado en la industria de la automoción. Así, por ejemplo, el segundo par de terminales 12, 13 asociados respectivamente a dichos primer y segundo soportes electroaislantes 1 y 2 de cada conector 11 - 11 e para establecer, cuando el correspondiente conector 11 - 11e se encuentra en dicha posición de acoplamiento, la citada segunda conexión 15, 15a, 15b entre dicho segundo punto 23 y el dispositivo electrónico comparador 21.
A un experto en la materia se le pueden ocurrir múltiples variaciones y/o modificaciones sin salirse del alcance de la presente invención según está definido en las reivindicaciones siguientes.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Método para evitar la formación de arcos eléctricos en un conector intercalado en una línea de alimentación de una carga de potencia, siendo dicho conector (11 ) del tipo que comprende unos primer y segundo soportes electroaislantes (1 , 2) portadores de al menos un primer par de terminales (3, 4) susceptibles de acoplar a enchufe de manera liberable, estando dichos terminales (3, 4), en una posición de acoplamiento de dichos soportes electroaislantes (1 , 2), empalmados eléctricamente entre sí estableciendo una vía (5) de paso de energía eléctrica hacia dicha carga de potencia (10) y, en una posición de desacoplamiento de los soportes electroaislantes (1 , 2), los terminales (3, 4) se separan físicamente interrumpiendo dicha vía (5), estando dicho conector intercalado en una red de suministro y distribución de energía eléctrica en la que existen unos primeros medios de detección asociados a una unidad electrónica (20) para detectar continuamente una primera tensión (V1 ) de alimentación de dicha red en un primer punto (22) situado en dicha vía (5) antes del conector (11), siendo el nivel de la citada tensión tal que la citada separación física del par de terminales (3, 4) puede generar un arco eléctrico, caracterizado porque comprende los pasos de: a) detectar, mediante unos segundos medios de detección asociados a dicha unidad electrónica (20), una segunda tensión (V2) en un segundo punto (23) situado en dicha vía (5) próximo a la carga de potencia (10) y después del conector (11 ); b) comparar dichas primera y segunda tensiones (V1 y V2) mediante un dispositivo electrónico comparador (21 ) y; en el caso de que dentro de un intervalo mínimo de tiempo, predeterminado, una diferencia detectada entre las primera y segunda tensiones (V1 y V2) sea mayor que un umbral predeterminado indicativo de una interrupción súbita en la citada vía (5) de paso de energía eléctrica o en dichos segundos medios de detección, c) cortar, mediante un dispositivo de protección por desconexión (7) asociado a la unidad electrónica (20), el suministro de energía eléctrica a la citada vía (5) hacia la carga de potencia (10) a través del conector (11).
2.- Método, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque dicha red de suministro y distribución de energía eléctrica incluye varias de dichas cargas (10a, 10b) alimentadas a través de unas respectivas vías (5a, 5b) de paso de energía eléctrica, estando al menos uno de dichos conectores (11a, 11 b) intercalado en cada una de dichas vías (5a, 5b) entre los citados primer y segundo puntos (22, 23), comprendiendo dicho método: efectuar simultáneamente los citados pasos a) y b) para cada una de las varias vías (5a, 5b); discriminar, mediante un circuito de identificación (16) asociado a la unidad electrónica (20), aquel conector o conectores (11a, 11 b) para los cuales el resultado de la comparación del paso b) sea mayor que dicho umbral predeterminado; y efectuar el paso c) para la vía o vías (5a, 5b) discriminadas.
3.- Método, de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque, simultáneamente o alternativamente, comprende además detectar unos primer y segundo valores de intensidad en dichos primer y segundo puntos (22 y 23), respectivamente, y efectuar el paso c) en el caso de que dentro de un intervalo mínimo de tiempo, predeterminado, una diferencia detectada entre dichos primer y segundo valores de intensidad sea mayor que un umbral predeterminado.
4.- Método, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque comprende establecer, para cada vía (5, 5a, 5b) de paso de energía eléctrica hacia una carga (10, 10a, 10b), una primera conexión (14, 14a, 14b) entre el citado primer punto (22) y dicho dispositivo electrónico comparador (21 ), en funciones de dichos primeros medios de detección, y una segunda conexión (15, 15a, 15b) entre el citado segundo punto (23) próximo a la carga de potencia (10, 10a, 10b) y el dispositivo electrónico comparador (21 ), en funciones de dichos segundos medios de detección.
5.- Método, de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque comprende utilizar un segundo par de terminales (12, 13) asociados respectivamente a dichos primer y segundo soportes electroaislantes (1 y 2) de cada conector (11 , 11a, 11 b) para establecer, cuando el conector (11 , 11a, 11 b) se encuentra en dicha posición de acoplamiento, la citada segunda conexión (15, 15a, 15b) entre dicho segundo punto (23) y el dispositivo electrónico comparador (21 ).
6.- Método, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende generar, desde dicho dispositivo comparador (21) una interrupción prioritaria a un microprocesador (8) para que éste actúe sobre el dispositivo de protección por desconexión (7) para efectuar el citado corte de suministro de energía eléctrica a la citada vía (5). (
7.- Método, de acuerdo con la reivindicación 2, 4 ó 5, caracterizado porque comprende generar, desde dicho circuito de identificación (16), una interrupción prioritaria a un microprocesador (8) para que éste actúe sobre el dispositivo de protección por desconexión (7) para efectuar el citado corte de suministro de energía eléctrica a la citada vía (5a, 5b) discriminada.
8.- Sistema para evitar la formación de arcos eléctricos en un conector intercalado en una línea de alimentación de una carga de potencia, siendo dicho conector (11) del tipo que comprende unos primer y segundo soportes electroaislantes (1 , 2) portadores de al menos un primer par de terminales (3, 4) susceptibles de acoplar a enchufe de manera liberable, estando dichos terminales (3, 4), en una posición de acoplamiento de dichos soportes electroaislantes (1 , 2), empalmados eléctricamente entre sí estableciendo una vía (5) de paso de energía eléctrica hacia dicha carga de potencia (10) y, en una posición de desacoplamiento de los soportes electroaislantes (1 , 2), los terminales (3, 4) se separan físicamente interrumpiendo dicha vía (5), estando dicho conector intercalado en una red de suministro y distribución de energía eléctrica en la que existen una primera conexión (14) entre un primer punto (22) situado en dicha vía (5) antes del conector (11 ) y una unidad electrónica (20) para detectar continuamente una primera tensión (V1 ) y/o intensidad de alimentación de dicha red, siendo la citada tensión y/o intensidad tal que la citada separación física del par de terminales (3, 4) puede generar un arco eléctrico, caracterizado porque comprende una segunda conexión (15) entre un segundo punto (23) situado en dicha vía (5) próximo a la carga de potencia (10) y después del conector (11) y dicha unidad electrónica (20) para detectar una segunda tensión (V2) y/o intensidad en dicho segundo punto (23), estando previsto en la unidad electrónica (20) un dispositivo electrónico comparador (21) para comparar dichas primera y segunda tensiones (V1 y V2) y/o intensidades, un microprocesador (8) para tratar el resultado de dicha comparación y un dispositivo de protección por desconexión (7) capaz de cortar, a instancias del microprocesador (8), el suministro de energía eléctrica a la citada vía (5) en el caso de que el resultado de dicha comparación, en un intervalo mínimo de tiempo, predeterminado, de una diferencia entre las primera y segunda tensiones (V1 y V2) y/o intensidades mayor que un umbral predeterminado.
9.- Sistema, de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque dicha red de suministro y distribución de energía eléctrica incluye varias de dichas cargas (10a, 10b) alimentadas a través de unas respectivas vías (5a, 5b) de paso de energía eléctrica, cada una provista de dichas primera y segunda conexiones de detección (14, 15) y dispositivo comparador (21), estando al menos uno de dichos conectores (11a, 11b) intercalado en cada una de dichas vías (5a, 5b) entre los citados primer y segundo puntos (22, 23), estando dispuesto un circuito de identificación (16) asociado a la unidad electrónica (20) para discriminar aquella línea o líneas (5a, 5b) para las cuales el resultado de la comparación sea mayor que dicho umbral predeterminado y generar una interrupción prioritaria al microprocesador (8) para que éste actúe sobre el dispositivo de protección por desconexión (7) para efectuar el citado corte de suministro de energía eléctrica a la vía (5a, 5b) implicada.
10.- Sistema, de acuerdo con la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque comprende utilizar un segundo par de terminales (12, 13) asociados respectivamente a dichos primer y segundo soportes electroaislantes (1 y 2) de cada conector (11 , 11a, 11b) para establecer, cuando el conector (11 , 11a, 11b) se encuentra en dicha posición de acoplamiento, la citada segunda conexión (15, 15a, 15b) entre dicho segundo punto (23) y el dispositivo electrónico comparador (21).
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