ES2253065A1 - Dispositivo y metodo de proteccion ampliada de lineas electricas. - Google Patents
Dispositivo y metodo de proteccion ampliada de lineas electricas.Info
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Abstract
Dispositivo de protección de líneas eléctricas que comprende: medios de procesamiento; medios de alimentación; medios de medición de voltaje; medios de alerta; y medios de interruptor que alternativamente envían la corriente propia de la línea por una rama principal (que comprende el resto de componentes) o por una rama de derivación; y método de protección de líneas eléctricas mediante el dispositivo de acuerdo con la invención, que comprende: modo de funcionamiento normal - elemento de seguridad en perfecto estado y dispositivo de protección inactivo; modo de funcionamiento anómalo límite - la intensidad que circula por el elemento de seguridad supera un umbral de precaución y el dispositivo de protección señaliza dicho estado; y modo de funcionamiento anómalo de verificación de línea - tras la interrupción del elemento de seguridad, toda la corriente fluye por el dispositivo de protección y el dispositivo de protección detecta, señaliza y analiza dicho estado.
Description
Dispositivo y método de protección ampliada de
líneas eléctricas.
La presente invención se refiere a un dispositivo
y a un método de protección ampliada de líneas eléctricas, que
aportan esenciales características de novedad y notables ventajas
con respecto a los dispositivos y métodos conocidos utilizados para
los mismos fines en el estado actual de la técnica.
Más particularmente, la presente invención se
refiere a un dispositivo eléctrico/electrónico y un método de
funcionamiento del mismo para proporcionar a las líneas eléctricas
(bien sean de alimentación o de transmisión de señal) una
protección ampliada que incluya tanto la verificación continua del
estado de la línea como la identificación de las causas de
eventuales estados anómalos de la misma.
Los circuitos electrónicos y eléctricos
normalmente se encuentran respaldados por elementos de seguridad,
que proporcionan una cierta protección y una mayor facilidad de
restitución del circuito ante una posible sobrecarga.
Estos elementos de seguridad de circuitos
presentan varios inconvenientes.
En el caso de los circuitos protegidos por
elementos de lámina fundente, es difícil distinguir visualmente si
el elemento de seguridad está fundido o no, y no se puede
determinar la causa de la avería en el circuito o en alguna unidad
que alimenta. Incluso, la línea puede estar funcionando al límite
de la corriente nominal del circuito, por lo que el elemento de
seguridad presentará una resistencia elevada impidiendo que
funcionen correctamente las unidades que alimenta, pero no indicará
el estado anómalo de la línea.
Por otro lado, en los circuitos protegidos
mediante otros elementos de seguridad tales como interruptores
térmicos o fusibles re-armables, la manipulación de
la palanca o pulsador para la reactivación es fácil, pero este
tipo de elemento de seguridad tampoco permite determinar la causa
de la avería en el circuito o en alguna unidad que alimenta, lo que
obliga a repetidas reactivaciones que dan lugar a un rápido
deterioro del elemento de seguridad.
La presente invención aborda los problemas
mencionados anteriormente mediante un dispositivo y un método de
protección de líneas eléctricas que permiten la verificación
continua del estado de la línea y la identificación de las causas
de eventuales estados anómalos de la misma.
Consiguientemente, de acuerdo con un primer
aspecto de la invención, se proporciona, en paralelo con un
elemento de seguridad a la entrada de una unidad a preservar, un
dispositivo eléctrico/electrónico de protección de líneas
eléctricas que comprende: medios de procesamiento que controlan y
vinculan funcionalmente entre sí el resto de componentes del
dispositivo; medios de alimentación que alimentan los medios de
procesamiento durante estados anómalos de la línea, al menos en
ausencia de la alimentación propia de la línea; medios de medición
de voltaje que miden voltajes locales anómalos; medios de alerta
que señalizan los estados detectados por el dispositivo; y medios
de interruptor que alternativamente hacen que la alimentación
propia de la línea alimente el resto de componentes del dispositivo
(rama principal) o que la alimentación propia de la línea evite el
resto de componentes del dispositivo a través de una derivación del
dispositivo (rama de derivación).
Los medios de alerta pueden ser de diversa
índole, dependiendo de la acción a realizar en vista de la
aplicación particular de la invención. Sólo a modo de ejemplo,
dichos medios de alerta pueden incluir simplemente un conjunto de
señalizadores de tipo LED cuya excitación selectiva comunique al
usuario respectivos estados de la línea bajo verificación, o un
señalizador de tipo LCD que además proporcione datos al usuario
sobre los estados de la línea bajo verificación, o pueden incluir
un transmisor que transmita una señal a un centro remoto de
vigilancia de líneas, etc., o incluso una combinación de varios
medios.
Además, el dispositivo de la invención comprende
opcionalmente una carga dispuesta de tal modo que, con los medios
de interruptor en condición de derivación, impide que el
dispositivo se convierta en un cortocircuito.
El dispositivo de la invención presenta la
particularidad de poder estar instalado de manera fija, de manera
que permanece vinculado permanentemente a la línea y reacciona en
tiempo real ante eventualidades de la misma, es decir, el
dispositivo de la invención permite la verificación continua tanto
del elemento de seguridad como de las unidades que se alimentan
conectadas a los terminales en los que está dispuesto también el
dispositivo de la invención.
De acuerdo ahora con un segundo aspecto de la
invención, se proporciona un método de protección de líneas
eléctricas mediante el dispositivo de acuerdo con el primer aspecto
de la invención, que incluye tres modos de funcionamiento
dependiendo del estado de la línea:
- Modo de funcionamiento normal: el
elemento de seguridad está en perfecto estado y la intensidad que
soporta está dentro de un intervalo nominal de funcionamiento,
presentando así el elemento de seguridad una resistencia
esencialmente nula y fluyendo a su través por tanto sustancialmente
toda la corriente eléctrica.
Los medios de medición de voltaje del dispositivo
de protección no miden caída de potencial y el dispositivo de
protección permanece inactivo.
- Modo de funcionamiento anómalo límite:
la intensidad que circula por el elemento de seguridad sube por
encima del margen nominal de funcionamiento, hasta sobrepasar un
umbral de precaución predeterminado que implica una temperatura
próxima a la del punto de ruptura o disparo del elemento de
seguridad, y consiguientemente una resistencia elevada del mismo
(el valor de esta resistencia y la duración de la misma son
variables de diseño del dispositivo de la invención que dependen de
la impedancia nominal y de otros parámetros intrínsecos de la
línea, fundamentalmente de la potencia máxima que pueda suministrar
la fuente emisora).
Parte de la corriente fluye por tanto al
dispositivo de protección de la invención y, debido a la condición
por defecto de los medios de interruptor, es desviada a la rama
principal. Los medios de procesamiento reciben una señal de los
medios de medición de voltaje, relativa a un voltaje que sube hasta
llegar al menos a un valor que corresponde a dicho umbral de
precaución, y habilitan una correspondiente señal de control a los
medios de alerta.
- Modo de funcionamiento anómalo de
verificación de línea: tras la interrupción (ruptura o disparo)
del elemento de seguridad, toda la corriente fluye por el
dispositivo de protección de la invención y, debido a la condición
por defecto de los medios de interruptor, es desviada a la rama
principal.
Los medios de procesamiento reciben una señal de
los medios de medición de voltaje, relativa a un voltaje que sube
hasta llegar al menos al punto de interrupción. Los medios de
procesamiento inician entonces un ciclo operativo que incluye
habilitar una señal de control a los medios de interruptor para que
desvíen la corriente a la rama de derivación (manteniendo los
medios de interruptor en esa condición mediante el uso del voltaje
proporcionado por los medios de alimentación ahora activos),
procesar los parámetros de la línea para verificar el estado de la
misma, habilitar una señal de control a los medios de alerta en
correspondencia con el estado de la línea, y habilitar una señal de
control a los medios de interruptor para que vuelvan a desviar la
corriente a la rama principal.
Si se requiere debido a la naturaleza y
disposición de los medios de medición de voltaje, los medios de
procesamiento habilitan una señal adicional de control, a los
medios de medición de voltaje para que entren en estado de corte
cuando la corriente ha de ser desviada a la rama de derivación.
Características y ventajas adicionales de la
invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la
siguiente descripción detallada de una realización preferida, dada
únicamente a modo de ejemplo ilustrativo y no limitativo, con
referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:
la figura 1 muestra un diagrama de bloques del
dispositivo de protección de la invención;
la figura 2 muestra un esquema eléctrico de una
primera realización del dispositivo de protección de la invención;
y
la figura 3 muestra un esquema eléctrico de una
segunda realización del dispositivo de protección de la
invención.
Haciendo referencia a la figura 1, en ella se
muestra un diagrama de bloques que ilustra el fundamento de un
dispositivo de protección de acuerdo con la presente invención,
ubicado en un elemento F de seguridad de la línea de manera que
dicho dispositivo de protección permanece vinculado permanentemente
a la línea y reacciona en tiempo real ante eventualidades de la
misma, es decir, dicho dispositivo de protección permite el control
continuo tanto de dicho elemento F de seguridad como de los
circuitos que se alimentan conectados a los terminales A, B en los
que se encuentra conectado también dicho dispositivo de protección.
Por tanto, dicho dispositivo de protección servirá de enlace entre
la fuente de alimentación o la fuente de transmisión de un
determinado tipo de señal, y el circuito que se pretende
proteger.
El dispositivo de protección comprende una rama
principal que incluye medios 60 de alimentación, así como medios 10
de medición de voltaje y medios 30 de procesamiento alimentados por
dichos medios 60 de alimentación. Dichos medios 30 de procesamiento
están provistos además de medios 40 de alerta.
Adicionalmente, el dispositivo de protección
comprende una rama de derivación, en paralelo a dicha rama
principal.
Ambas ramas, principal y de derivación, convergen
en unos medios 50 de interruptor.
Haciendo referencia ahora a la figura 2, en ella
se muestra una primera realización, básica, del dispositivo de
protección de acuerdo con la presente invención.
En esta realización, los medios 60 de
alimentación comprenden un condensador C_{1}, los medios 10 de
medición de voltaje comprenden un montaje R_{1}, R_{2}, R_{3}
de resistencias, los medios 30 de procesamiento comprenden un
microprocesador M_{1}, y los medios 40 de alerta comprenden un
montaje L_{1}, L_{2}, L_{3} de señalizadores de tipo LED.
Como se puede ver en la figura 2, los medios de
interruptor comprenden un transistor T_{1}, de tipo MOSFET de
canal n.
Con esta realización, si la corriente a través
del elemento de seguridad (no mostrado por motivos de
simplificación de la ilustración), ubicado entre los terminales A,
B del dispositivo de protección, está dentro de un intervalo
nominal de funcionamiento, dicho elemento de seguridad presenta una
resistencia esencialmente nula y sustancialmente toda la corriente
eléctrica fluye por tanto a su través. El dispositivo de protección
no recibe corriente y permanece inactivo.
Por otro lado, si la corriente a través del
elemento de seguridad sube hasta superar un umbral de precaución
(predefinido mediante una caída de tensión V_{U} a través de
dicho elemento de seguridad), presentando entonces dicho elemento
de seguridad cierta resistencia, parte de la corriente que llega a
los terminales A, B será desviada al dispositivo de protección y,
como la condición por defecto del transistor T_{1} es de corte,
dicha cantidad de corriente pasará por la rama principal del
dispositivo de protección, esto es, por el montaje R_{1},
R_{2}, R_{3} de resistencias. El microprocesador M_{1} será
alimentado entonces con una señal, interpretará dicha señal como un
estado de funcionamiento anómalo límite y habilitará a su vez una
señal a un correspondiente señalizador L_{1} que indica tal
estado.
Finalmente, si la corriente a través del elemento
de seguridad sube hasta superar el punto de interrupción (ruptura
o disparo) (predefinido mediante una caída de tensión V_{R} a
través de dicho elemento de seguridad) del elemento de seguridad,
sustancialmente toda la corriente fluye al dispositivo de
protección de la invención y, como la condición por defecto del
transistor T_{1} es de corte, dicha corriente pasará por la rama
principal del dispositivo de protección, esto es, por el montaje
R_{1}, R_{2}, R_{3} de resistencias, cargando además el
condensador C_{1}. El microprocesador M_{1} será alimentado
entonces con una señal, interpretará dicha señal como un estado de
funcionamiento anómalo de verificación de línea y habilitará a su
vez una señal a un correspondiente señalizador L_{2} que indica
tal estado y una señal al transistor T_{1} que pasará a estar
entonces en la región de saturación (estado de conducción).
Durante el tiempo en el que dicho transistor
T_{1} está en estado de conducción (por ejemplo, 100 \mus), el
microprocesador M_{1} mantiene habilitada la señal a dicho
señalizador L_{2} y a dicho transistor T_{1} gracias a la
alimentación recibida desde el condensador C_{1} que, con dicho
transistor T_{1} en estado de conducción, pasa a una condición de
descarga.
Durante este tiempo de 100 \mus, el
microprocesador M_{1} analiza los parámetros de la línea y, si
los parámetros analizados indican cortocircuito en la línea, el
microprocesador M_{1} también habilita una señal a un
correspondiente señalizador L_{3}.
Al término de este tiempo de 100 \mus, el
microprocesador M_{1} deshabilita la señal a dicho transistor
T_{1}, volviendo entonces dicho transistor T_{1} a la condición
de corte haciendo que la corriente fluya de nuevo por la rama
principal del dispositivo de protección.
Llegado este punto, el microprocesador M_{1}
estará programado para habilitar la señal a dicho transistor
T_{1} periódicamente, al menos un número de veces predeterminado,
durante dicho tiempo de 100 \mus, para mantener una verificación
continuada de la línea.
No obstante, en este estado de la línea, el
señalizador L_{2}, y el señalizador L_{3} si procede,
permanecerán excitados indicando tal estado.
Evidentemente, tanto el tiempo de habilitación de
la señal a dicho transistor T_{1} (establecido en 100 \mus como
ejemplo en esta realización), como el período de habilitación de la
señal a dicho transistor T_{1}, como el número de veces de
habilitaciones de la señal a dicho transistor T_{1}, estarán
dimensionados en base a los parámetros de diseño de la línea para
evitar daños a la línea y a las unidades que alimenta.
Haciendo referencia ahora a la figura 3, en la
que los componentes similares a los de la figura 2 tienen
referencias iguales, en ella se muestra una segunda realización del
dispositivo de protección de acuerdo con la presente invención.
Considerando que dicha segunda realización es un
desarrollo de la primera realización descrita aquí en detalle, y con
el fin de evitar reiteraciones, a continuación se describirán los
rasgos particulares de dicha segunda realización haciendo
referencia puntualmente a dicha primera realización.
En concreto, dicha segunda realización incorpora
sobre la primera realización un rectificador D_{1} que posibilita
el uso del dispositivo de protección independientemente de la
polaridad de la línea, siendo dicho rectificador D_{1} un puente
de diodos conectado a ambos terminales A, B y a la rama principal
del dispositivo de protección. El proceso de configuración de
duchos rectificadores es conocido en la técnica y existen muchas
variantes de ellos técnicamente equivalentes.
Dicha segunda realización también incorpora sobre
la primera realización un segundo transistor T_{2}, de tipo
MOSFET de canal n al igual que T_{1}, posicionado simétricamente
en oposición al transistor T_{1}. Este montaje T_{1}, T_{2}
de transistores constituye en esta realización los medios de
interruptor.
Además, dicha segunda realización incorpora sobre
la primera realización una rama principal alternativa que conecta
directamente los terminales A, B entre sí, con la intermediación de
unos medios adicionales L_{1'}, L_{1''} de medición de voltaje
(que en este caso también hacen las veces de medios adicionales de
alerta) y unos medios S_{1} de corte.
Dicha rama principal alternativa asegura que el
dispositivo de protección de la segunda realización funcione
correctamente con elementos de seguridad de alta sensibilidad, esto
es, con elementos de seguridad que alcanzan su punto de interrupción
presentando una resistencia relativamente baja. En este caso, la
rama principal puede presentar una carga elevada con relación a la
máxima carga (justo antes del punto de interrupción) del elemento
de seguridad, de modo que la mayor parte de la corriente derivada
hacia el dispositivo de protección durante un estado de
funcionamiento anómalo límite puede ser insuficiente para que el
microprocesador M_{1} actúe.
Dichos medios adicionales de medición de voltaje
están compuestos, en esta realización, por un montaje L_{1'},
L_{1''} de señalizadores de tipo LED (que hacen las veces de
medios adicionales de alerta y que, en el caso de estar dispuestos
en una rama principal alternativa que forma parte de un dispositivo
de protección como se ilustra en la primera realización, estarían
compuestos por un único señalizador de tipo LED debidamente
dispuesto considerando la polaridad de la línea) y dichos medios
S_{1} de corte están compuestos, en esta realización, por un relé
normalmente cerrado.
Teniendo en cuenta la presencia de dicho
rectificador D_{1}, dicho montaje T_{1}, T_{2} de
transistores, y dicha rama principal alternativa, en esta segunda
realización el funcionamiento sería el siguiente:
- Funcionamiento normal (V_{AB}\sim0): El
elemento de seguridad presenta una resistencia esencialmente nula,
sustancialmente toda la corriente eléctrica fluye por tanto a su
través y el dispositivo de protección no recibe corriente y
permanece inactivo.
- Funcionamiento anómalo límite
(V_{U}<|V_{AB}|<V_{R}, donde V_{U} es el voltaje
correspondiente al mencionado umbral de precaución y V_{R} es el
voltaje correspondiente al punto de ruptura del elemento de
seguridad): El elemento de seguridad presenta cierta resistencia y
parte de la corriente que llega a los terminales A, B es desviada
al dispositivo de protección. Como la condición por defecto de
ambos transistores T_{1} y T_{2} es de corte, la condición por
defecto de dicho relé S_{1} es de conducción y la carga de la
rama principal es alta con relación a la carga del elemento de
seguridad, dicha cantidad de corriente desviada pasa por la rama
principal alternativa del dispositivo de protección, esto es, por
el montaje L_{1'}, L_{1''} de señalizadores de tipo LED. El
correspondiente señalizador L_{1'}; L_{1''} es excitado y el
microprocesador M_{1} permanece inactivo.
- Funcionamiento anómalo de verificación de línea
(V_{AB}>0 y |V_{AB}| >V_{R}, donde V_{R} es el
voltaje correspondiente al punto de ruptura del elemento de
seguridad): Toda la corriente fluye al dispositivo de protección de
la invención y, como la condición por defecto de ambos
transistores T_{1} y T_{2} es de corte, dicha corriente se
divide entre la rama principal y la rama principal alternativa del
dispositivo de protección. La corriente que circula por la rama
principal es ahora suficiente para activar el microprocesador
M_{1} con el fin de enviar una señal de apertura al relé S_{1}.
De este modo, toda la corriente fluirá entonces por la rama
principal, esto es, por el montaje R_{1}, R_{2}, R_{3} de
resistencias, cargando además el condensador C_{1}. El
microprocesador M_{1} es alimentado entonces con una señal
procedente del montaje R_{1}, R_{2}, R_{3} de resistencias,
interpreta dicha señal como un estado de funcionamiento anómalo de
verificación de línea y habilita a su vez una señal a un
correspondiente señalizador L_{2} que indica tal estado y una
señal a dichos transistores T_{1} y T_{2} que pasarán a estar
entonces en estado de conducción. Gracias a la disposición
simétricamente opuesta de dichos transistores T_{1} y T_{2},
T_{1} se limitará a permitir el paso de corriente a su través
pero T_{2} se convertirá en una resistencia, por lo que el
funcionamiento global será por lo demás análogo al de la primera
realización.
- Funcionamiento anómalo de verificación de línea
(V_{AB}<0 y |V_{AB}| >V_{R}, donde V_{R} es el
voltaje correspondiente al punto de ruptura del elemento de
seguridad): Toda la corriente fluye al dispositivo de protección de
la invención y, como la condición por defecto de ambos
transistores T_{1} y T_{2} es de corte, dicha corriente se
divide entre la rama principal y la rama principal alternativa del
dispositivo de protección. La corriente que circula por la rama
principal es ahora suficiente para activar el microprocesador
M_{1} con el fin de enviar una señal de apertura al relé S_{1}.
De este modo, toda la corriente fluirá entonces por la rama
principal, esto es, por el montaje R_{1}, R_{2}, R_{3} de
resistencias, cargando además el condensador C_{1}. El
microprocesador M_{1} es alimentado entonces con una señal
procedente del montaje R_{1}, R_{2}, R_{3} de resistencias,
interpreta dicha señal como un estado de funcionamiento anómalo de
verificación de línea y habilita a su vez una señal a un
correspondiente señalizador L_{2} que indica tal estado y una
señal a dichos transistores T_{1} y T_{2} que pasarán a estar
entonces en estado de conducción. Gracias a la disposición
simétricamente opuesta de dichos transistores T_{1} y T_{2},
T_{2} se limitará a permitir el paso de corriente a su través
pero T_{1} se convertirá en una resistencia, por lo que el
funcionamiento global será por lo demás análogo al de la primera
realización.
Tanto en la realización de la figura 2 como en la
realización de la figura 3, el experto en la técnica entenderá que
se deberán disponer componentes convencionalmente adecuados para el
perfecto funcionamiento del dispositivo dependiendo de la aplicación
concreta del dispositivo de protección.
En este sentido, únicamente a modo de ejemplo no
limitador, el condensador C_{1} puede estar complementado con
medios convencionales de estabilización tales como un diodo de tipo
Zener montado en paralelo con dicho condensador C_{1}.
Igualmente, en concreto en la segunda
realización, el montaje T_{1} y T_{2} de transistores puede
estar complementado con medios para reducir el voltaje de
puerta-fuente del transistor T_{1} o T_{2}
(dependiendo de la polaridad de la línea) durante el período
inicial de estabilización del microprocesador M_{1}, siendo, por
ejemplo, tales medios un tercer transistor, también de tipo MOSFET
de canal n, montado de modo que su puerta está conectada al
microprocesador M_{1}, su fuente está conectada a tierra y su
sumidero está conectado a las puertas de dichos transistores
T_{1} y T_{2}.
Similarmente, tanto en la realización de la
figura 2 como en la realización de la figura 3, el experto en la
técnica entenderá que los valores de diseño para V_{U} y V_{R}
(predefinidos respectivamente para el umbral de precaución y punto
de interrupción) se determinarán considerando los parámetros de la
línea y el nivel de seguridad pretendido, llegando V_{u} a ser
prácticamente cero para aplicaciones de alta seguridad y/o alta
sensibilidad.
Naturalmente, manteniéndose el principio de la
invención, las realizaciones y los detalles de construcción se
pueden variar ampliamente con respecto a lo descrito e ilustrado
sin por ello salir del alcance de la presente invención.
Tales variaciones pueden afectar a la forma, al
tamaño y/o a los materiales de fabricación de los componentes
físicos del dispositivo, y por supuesto a las características de
implementación del equipo lógico requerido.
Únicamente con fines ilustrativos, cabe citar los
siguientes ejemplos.
Como ya se ha mencionado anteriormente, los
medios de alerta pueden incluir simplemente un conjunto de
señalizadores de tipo LED como en las realizaciones descritas, cuya
excitación selectiva comunique al usuario respectivos estados de la
línea bajo verificación, o pueden incluir un señalizador de tipo
LCD que además proporcione datos al usuario sobre los estados de la
línea bajo verificación, o pueden incluir un transmisor que
transmita una señal a un centro remoto de vigilancia de líneas,
etc.; o incluso pueden consistir en una combinación de varios
medios.
Igualmente, los medios de procesamiento pueden
comprender un microprocesador como en las realizaciones descritas,
o pueden incluir un circuito analógico equivalente, o pueden
incluir un circuito analógico diseñado específicamente para una
aplicación concreta.
Asimismo, una parte o la totalidad del
dispositivo puede estar fabricado en una pastilla de circuito
integrado.
Por supuesto, en caso de usar un microprocesador
para cualquier tarea, la lógica interna del mismo dependerá de la
aplicación concreta y de los correspondientes parámetros concretos
de diseño de la línea.
Además, los medios de alimentación pueden incluir
medios capacitivos como en las realizaciones descritas, o pueden
incluir una fuente externa de alimentación, como por ejemplo una
batería, que complemente o sustituya dichos medios capacitivos.
Por último, una disposición dentro del alcance de
la invención consistiría en una pluralidad de dispositivos de
protección de la invención compartiendo unos únicos medios de
procesamiento, protegiendo una correspondiente pluralidad de
elementos de seguridad con sus respectivos circuitos.
Claims (34)
1. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas, ubicado en paralelo con un elemento de seguridad a la
entrada de una unidad a preservar, caracterizado porque
comprende medios de procesamiento que controlan y vinculan
funcionalmente entre sí el resto de componentes del dispositivo;
medios de alimentación que alimentan los medios de procesamiento
durante estados anómalos de la línea, al menos en ausencia de la
alimentación propia de la línea; medios de medición de voltaje que
miden voltajes locales anómalos; medios de alerta que señalizan
los estados detectados por el dispositivo; y medios de interruptor
que alternativamente hacen que la alimentación propia de la línea
alimente el resto de componentes del dispositivo (rama principal) o
que la alimentación propia de la línea evite el resto de
componentes del dispositivo a través de una derivación del
dispositivo (rama de derivación).
2. Dispositivo de protección de líneas eléctricas
de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque
está instalado de manera fija.
3. Dispositivo de protección de líneas eléctricas
de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque comprende una carga dispuesta fuera de
dicha rama principal.
4. Dispositivo de protección de líneas eléctricas
de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque dichos medios de alerta comprenden al
menos un señalizador de tipo LED.
5. Dispositivo de protección de líneas eléctricas
de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque dichos medios de alerta comprenden al
menos un dispositivo de visualización de tipo LCD.
6. Dispositivo de protección de líneas eléctricas
de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque dichos medios de alerta comprenden un
montaje de transmisor.
7. Dispositivo de protección de líneas eléctricas
de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque dichos medios de procesamiento
comprenden un circuito analógico.
8. Dispositivo de protección de líneas eléctricas
de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque dichos medios de procesamiento
comprenden un microprocesador.
9. Dispositivo de protección de líneas eléctricas
de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque dichos medios de alimentación
comprenden medios capacitivos.
10. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado
porque dichos medios capacitivos comprenden un condensador.
11. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1
a 8, caracterizado porque dichos medios de alimentación
comprenden medios capacitivos y medios de estabilización.
12. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con la reivindicación 11,
caracterizado porque dichos medios capacitivos comprenden un
condensador y dichos medios de estabilización comprenden un diodo
de tipo Zener.
13. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque dichos medios de
alimentación comprenden una fuente de alimentación externa.
14. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con la reivindicación 13,
caracterizado porque dicha fuente de alimentación externa
comprende una batería.
15. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque dichos medios de medición de
voltaje comprenden un montaje de resistencias.
16. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque dichos medios de
interruptor comprenden al menos un transistor.
17. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con la reivindicación 16,
caracterizado porque dicho transistor es un transistor de
tipo MOSFET de canal n.
18. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1
a 15, caracterizado porque dichos medios de interruptor
comprenden un relé.
19. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque comprende un rectificador
para asegurar una polaridad constante en el dispositivo de
protección.
20. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con la reivindicación 19,
caracterizado porque dicho rectificador es un puente de
diodos.
21. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1
a 15, caracterizado porque dichos medios de interruptor
comprenden unos transistores primero y segundo de tipo MOSFET de
canal n, montados en serie simétricamente de modo que sus puertas
están conectadas entre sí y a los medios de procesamiento y sus
sumideros están conectados directamente entre sí, y porque dicha
rama principal está conectada por un extremo a dichos medios de
interruptor y por el otro extremo a ambos terminales del
dispositivo de protección mediante un rectificador.
22. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con la reivindicación 21,
caracterizado porque dichos medios de interruptor comprenden
además un tercer transistor, también de tipo MOSFET de canal n,
montado de modo que su puerta está conectada a los medios de
procesamiento, su fuente está conectada a tierra y su sumidero está
conectado a las puertas de dichos transistores primero y
segundo.
23. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con la reivindicación 21,
caracterizado porque dicho rectificador es un puente de
diodos.
24. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque comprende una rama
principal alternativa que incluye medios de corte y medios
adicionales de medición de voltaje conectados a dichos medios de
procesamiento.
25. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con la reivindicación 24,
caracterizado porque dichos medios de corte comprenden un
relé.
26. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con la reivindicación 24 o con la
reivindicación 25, caracterizado porque dichos medios
adicionales de medición de voltaje comprenden medios adicionales de
alerta.
27. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con la reivindicación 26,
caracterizado porque dichos medios adicionales de alerta
comprenden al menos un señalizador de tipo LED.
28. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque dichos medios de
procesamiento están compartidos con otros dispositivos de
protección de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores.
29. Dispositivo de protección de líneas
eléctricas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque al menos parte de dicho
dispositivo de protección está fabricado en una pastilla de
circuito integrado.
30. Método de protección de líneas eléctricas
mediante el dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye
tres modos de funcionamiento dependiendo del estado de la
línea:
- Modo de funcionamiento normal en el que el
elemento de seguridad está en perfecto estado y la intensidad que
soporta está dentro de un intervalo nominal de funcionamiento,
presentando así el elemento de seguridad una resistencia
esencialmente nula y fluyendo a su través por tanto sustancialmente
toda la corriente eléctrica (los medios de medición de voltaje del
dispositivo de protección no miden caída de potencial y el
dispositivo de protección permanece inactivo);
- Modo de funcionamiento anómalo límite en el que
la intensidad que circula por el elemento de seguridad sube por
encima del margen nominal de funcionamiento, hasta sobrepasar un
umbral de precaución predeterminado que implica una temperatura
próxima a la del punto de ruptura o disparo del elemento de
seguridad, y consiguientemente una resistencia elevada del mismo
(parte de la corriente fluye por tanto al dispositivo de protección
y, debido a la condición por defecto de los medios de interruptor,
es desviada a la rama principal, en donde los medios de
procesamiento reciben una señal de los medios de medición de
voltaje, relativa a un voltaje que sube hasta llegar al menos a un
valor que corresponde a dicho umbral de precaución, y habilitan una
correspondiente señal de control a los medios de alerta); y
- Modo de funcionamiento anómalo de verificación
de línea en el que, tras la interrupción (ruptura o disparo) del
elemento de seguridad, toda la corriente fluye por el dispositivo
de protección y, debido a la condición por defecto de los medios de
interruptor, es desviada a la rama principal, en donde los medios
de procesamiento reciben una señal de los medios de medición de
voltaje, relativa a un voltaje que sube hasta llegar al menos al
punto de interrupción, e inician entonces un ciclo operativo que
incluye habilitar una señal de control a los medios de interruptor
para que desvíen la corriente a la rama de derivación (manteniendo
los medios de interruptor en esa condición mediante el uso del
voltaje proporcionado por los medios de alimentación ahora
activos), procesar los parámetros de la línea para verificar el
estado de la misma, habilitar una señal de control a los medios de
alerta en correspondencia con el estado de la línea, y habilitar
una señal de control a los medios de interruptor para que vuelvan a
desviar la corriente a la rama principal.
31. Método de acuerdo con la reivindicación 30,
caracterizado porque dichos medios de procesamiento
habilitan una señal adicional de control, a los medios de medición
de voltaje para que entren en estado de corte cuando la corriente
ha de ser desviada a la rama de derivación.
32. Método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 30 ó 31, caracterizado porque dichos medios
de procesamiento están programados para desarrollar periódicamente
dicho ciclo operativo.
33. Método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 30 a 32, caracterizado porque dichos medios
de procesamiento están programados para mantener dichos medios de
interruptor desviando la corriente a la rama de derivación durante
un tiempo de alrededor de 100 \mus por ciclo operativo.
34. Método de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 30 a 33, caracterizado porque dichos medios
de procesamiento están programados para que los medios de alerta
permanezcan continuamente excitados señalizando el estado de la
línea durante toda la duración de dicho modo de funcionamiento
anómalo de verificación de línea, independientemente del momento
del ciclo operativo.
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