BRPI0609339A2 - interface de comunicações por linha de energia e protetor contra surtos - Google Patents

Abstract

INTERFACE DE COMUNICAçõES POR LINHA DE ENERGIA E PROTETOR CONTRA SURTOS. Descreve-se um sistema que inclui uma porta de entrada de energia AC (205) para conexão com uma linha de energia AC (115), uma porta de saída de energia AC (250) para fornecer energia a partir da linha de energia AC, um circuito de supressão de surtos de energia AC (225) para limitar a tensão na porta de saída de energia AC, uma porta de dados (260), um acoplador de dados capacitivo (240) para acoplar um sinal de dados entre a porta de entrada de energia AC e a porta de dados, e um circuito de supressao de surtos de porta de dados (245) para limitar a tensão na porta de dados.

Description

"INTERFACE DE COMUNICAÇÕES POR LINHA DE ENERGIA E PROTETOR CONTRA SURTOS"

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

1♦ Campo da Invenção

A presente descrição refere-se a comunicações delinha de energia e, mais particularmente, a um sistema quefornece uma interface entre uma linha de energia e umdispositivo de comunicação, tal como um modem.

2. Descrição da Técnica Relacionada

Comunicações por linha de energia (PLC), tambémconhecida como Banda Larga sobre Linha de Energia (BPL), éuma tecnologia que engloba transmissão de dados em altasfreqüências através de linhas de energia elétrica, isto é,condutores utilizados para transportar uma correnteelétrica. A corrente de energia é tipicamente transmitidaatravés de linhas de energia em uma freqüência em uma faixade 50-60 hertz (Hz) - Em linhas de baixa tensão, a correntede energia é transmitida com uma tensão entre cerca de 90 e600 volts. BPL também pode ser realizada através de linhasde média tensão, operando em uma faixa de 1.000 a 35.000volts. A freqüência dos sinais de dados é maior do que ouigual a cerca de 1 megahertz (MHz), e uma tensão do sinalde dados varia de uma fração de um volt a algumas dezenasde volts. A comunicação de dados pode empregar váriosesquemas de modulação, tais como modulação por amplitude,modulação por freqüência, modulação por pulso, ou modulaçãopor espalhamento espectral.

Um modem, utilizado como parte de uma rede PLC,pode receber sua energia elétrica de uma linha de energiade baixa tensão. Terminais de linha de energia no modemtambém podem ser utilizados para a transmissão e a recepçãode sinais PLC.Um modem PLC pode ser incluído no nó decomunicações que é instalado em um pólo elétrico e ativadoa partir de linhas aéreas. Relâmpago e outros transientesem tais linhas podem ter amplitudes que excedem asencontradas em tomadas de linha de energia de baixa tensãodentro de edifícios. Portanto, um . circuito de entrada deenergia do nó precisa proteger o conjunto de circuitos donó contra surtos ("surges") de transiente de alta tensão,por exemplo, 6.000 volts♦

Os componentes de proteção contra surtos sãofreqüentemente componentes shunt possuindo capacitânciasubstancial que causaria curto circuito em sinais de dadosde alta freqüência que entram ou saem do nó em sua linha deenergia. Um circuito de entrada de energia deve fornecersimultaneamente um fluxo de sinal de dados de altafreqüência e baixa perda e uma proteção adequada contrasurtos para todas as portas de energia e portas de dados.

Uma exigência adicional para os nós decomunicações aéreas é o diagnóstico remoto de falhas,incluindo a perda de energia de entrada ou abertura defusivel. Os terminais de entrada de energia do nó tambémservem como terminais de sensor para essas condições e,assim, recebem o choque ("brunt") de transientes de surtos.Para nós de comunicação que possuem energia de bateria dereserva, as informações de um sensor podem ser transmitidaspara uma instalação de operações central, de onde o pessoalda manutenção pode ser comunicado.

Um nó exigirá geralmente apenas uma fase e umcondutor neutro para a energia do nó. No entanto, linhas deenergia aéreas freqüentemente possuem duas ou três fases, eé útil acionar todas essas fases com sinais PLC. Oacionamento de todas as linhas de fase com o mesmo sinalPLC pode aumentar a emissão eletromagnética dessas linhas.Em tais casos, é preferível acionar condutores de fasesdiferentes com sinais PLC de fases mutuamente opostas, demodo a obter algum cancelamento de emissões.

Existe uma necessidade por um circuito deinterface de linha de energia para um modem PLC que atendade forma harmoniosa as exigências supracitadas.

SUMARIO DA INVENÇÃO

É fornecido um sistema que inclui uma porta deentrada de energia AC para conexão com uma linha de energiaAC, uma porta de saida de energia AC para fornecer energiada linha de energia AC, um circuito de supressão de surtosde energia AC para limitar a tensão na porta de saida deenergia AC, uma porta de dados, um acoplador de dadoscapacitivo para acoplar um sinal de dados entre a porta deentrada de energia AC e a porta de dados, e um circuito desupressão de surtos de porta de dados para limitar a tensãona porta de dados.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é um diagrama de blocos de um nó decomunicações PLC que inclui uma interface de linha deenergia;

A figura 2 é um diagrama de blocos de umainterface de linha de energia da figura 1;

A figura 3 é um esquema da interface de linha deenergia da figura 1;

A figura 4 é um esquema de uma interface de linhade energia para acoplar sinais a duas linhas de energia AC,cada uma das quais incluindo uma pluralidade de linhas defase.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

A figura 1 é um diagrama de blocos de um nó decomunicações PLC 100, tal como deve ser instalado em umposte de instalações de serviços públicos para linhasaéreas. O nó 100 inclui uma interface de linha de energia(PLI) 110, uma fonte de alimentação 160, um controlador decarga 170, uma bateria 175, modems 120, 130 e 140, e umprocessador de dados 150. Energia de corrente alternada (AC) é fornecida para o nó 100 através de um cabo deenergia 115.

O cabo de energia 115 inclui uma linha neutra (N)e três linhas de fase, isto é, fase 1 (Ol), fase 2 (02) efase 3 (<t>3) . Apesar de o cabo de energia 115 ser mostrado como possuindo três linhas de fase, na prática, o cabo deenergia 115 pode incluir qualquer quantidade adequada deuma ou mais linhas de fase.

PLI 110 recebe energia AC do cabo de energia 115,e fornece energia AC para a fonte de alimentação 160. PLI 110 também é acoplada ao modem 140 através de um cabo 142,e, dessa forma, acopla os sinais de comunicação de dadosentre o cabo de energia 115 e o modem 140.

A fonte de alimentação 160 fornece energia decorrente continua (DC) para as cargas (não mostradas)através das linhas 165, e também fornece energia para ocontrolador de carga 170. O controlador de carga controla ocarregamento da bateria 175, que fornece energia para o nó100 em um caso no qual energia AC, da linha de energia 115,falha.

Os modems 120, 130 e 140 possuem, cada um, umaporta acopladora 121, 131 e 141, respectivamente, paraconectar os sinais de modem a acopladores indutivos ecapacitivos externos em linhas de baixa tensão ou de médiatensão. O modem 140 também possui uma porta de sinal 143, conectada à PLI 110 através do cabo 142, para acoplar umsinal ao cabo de energia 115. Os conectores 121, 131 e 141servem para conectar acopladores de dados indutivos oucapacitivos a linhas de energia de baixa tensão ou de médiatensão.

Quando o nó 100 é energizado por uma linha deenergia de baixa tensão à qual também precisa acoplardados, então um percurso é fornecido através da PLI 110, eo conector 141 não é utilizado. Além disso, visto queapenas um modem, por exemplo, o modem 140, servirá paracomunicação através da linha de energia de baixa tensão queestá energizando o nó 100, o nó 100 pode ser configurado de modo que o modem 140 seja esse modem.

O processador de dados 150 controla os modems120, 130 e 140, enviando comandos que configuram os modems120, 130 e 140 para um conjunto de parâmetros operacionaise enviando e recebendo dados digitais para e de uma linhade energia através de um ou mais dos modems 120, 130 e 140.

Uma linha 152 transporta dados lógicos da PLI 110para o processador de dados 150. Os dados lógicos indicam ostatus referente a uma ou mais das linhas de fase.

A figura 2 é um diagrama de blocos da PLI 110. APLI 110 inclui uma porta de entrada de energia AC 205, umbloco de fusivel 210, um circuito de isolamento deradiofreqüência (RF) 220, um circuito de supressão desurtos de energia AC 225, um sensor de linha 230, umacoplador de dados capacitivo 240 e um circuito de supressão de surtos de porta de dados 245. A PLI 110 tambéminclui uma porta de saida de energia AC 250, uma porta dedados 260 e uma porta lógica 270.

A porta de entrada de energia AC 205 serve paraconexão com a linha de energia AC 115. A porta de saida deenergia AC 250 fornece energia da linha de energia AC 115.O circuito de supressão de surtos de energia AC 225 limitaa tensão na porta de saida de energia AC 250. O acopladorde dados capacitivo 240 acopla um sinal de dados entre aporta de entrada de energia AC 205 e a porta de dados 260.O circuito de supressão de surtos da porta de dados 245limita a tensão na porta de dados 260.

A porta de entrada de energia AC 205 recebe alinha neutra (N) e as três linhas de fase (Ol, 02, 03) docabo de energia 115 (vide figura 1), e roteia ou direcionaessas linhas para o bloco de fusivel 210. Como explicado emmaiores detalhes abaixo, em associação com a figura 3,vários subconjuntos da linha neutra (N) e das três linhas de fase (Ol, 02, 03) são roteados para o circuito deisolamento RF 220, para o sensor de linha 230 e para oacoplador de dados capacitivo 240. Uma saida do circuito deisolamento RF 220 é roteada para o circuito de supressão desurtos de energia AC 225. Uma saida do circuito de supressão de surtos de energia AC 225 é roteada para aporta de saida de energia AC 250. Uma saida do sensor delinha 230 é roteada para a porta lógica 270. O acoplador dedados capacitivo 240 é acoplado ao circuito de supressão desurtos de porta de dados 245, que está, por sua vez,acoplado à porta de dados 260.

A figura 3 é um esquema da PLI 110, e fornecedetalhes adicionais referentes à implementação da porta deentrada de energia AC 205, bloco de fusivel 210, circuitode isolamento de RF 220, circuito de supressão de surtos deenergia AC 225, sensor de linha 230, acoplador de dadoscapacitivos 240 e circuito de supressão de surtos de portade dados 245.

A porta de entrada de energia AC 205 éimplementada pelos terminais 301, 302, 303 e 304, que são conectados à linha neutra (N) e às três linhas de fase(Ol, 02, 03) (vide figura 2), respectivamente.Um terminal 105 é um terra de segurança. Oterminal 105 é conectado a um terra elétrico, que pode seracessado pela conexão a um envoltório, chassi ou outrocomponente estrutural do nó 100. Por exemplo, o terminal105 pode ser conectado ao chassi da PLI 110 e ao chassi dafonte de alimentação 160.

O bloco de fusível 210 é conectado à porta deentrada de energia AC 205 e é implementado pelos fusiveis310, 311, 312 e 313, em série com a linha neutra (N) e as três linhas de fase (OI, 02, 03} , respectivamente. Osfusiveis 310, 311, 312 e 313 protegem a PLI 110 contrasurtos na linha neutra (N) e nas três linhas de fase (Ol,<D2, <D3) .

O circuito de isolamento RF 220 é implementado por reatores ("chokes") 343, 344, 345, 346, 355 e 356,capacitores 350, 351 e 353, e tubos de gás 380 e 381.

0 circuito de supressão de surtos de energia AC225 é implementado por resistores 360 e 361, e cincoarrestors de surtos de varistor de oxido metálico (MOV)362.

O sensor de linha 230 é implementado por pontesretificadoras de onda cheia 380 e 390, um isolador ópticoduplo 393, resistores 387, 391, 388, 392, 396 e 397, ecapacitores 394 e 395. Uma saida do sensor de linha 230 é fornecida para a porta lógica 270. A porta lógica 270 éimplementada por terminais 398 e 399.

O acoplador de dados capacitivo 240 éimplementado por resistores 328, 327 e 326, e capacitores323, 322 e 321.

O circuito de supressão de surtos de porta dedados 245 serve para limitar a tensão na porta de saida deenergia AC 250. 0 circuito de supressão de surtos de portade dados 245 é implementado por tubos de gás 330 e 331, umtransformador de sinal 335, seqüências de diodo avalanche332 e 333, e um resistor 334.

A porta de saida de energia AC 250 é implementadapor terminais 370, 371 e 372. Através da porta de saida deenergia AC 250, a PLI 110 fornece energia AC para a fontede alimentação 160 (vide figura 1).

A porta de dados 260 é implementada como BNC 340.BNC 340 é conectado ao modem 140 (vide figura 1). PLI 110fornece comunicação de dados entre o modem 14 0 e a linha deenergia 115. A comunicação de dados é bidirecional, noentanto, nos vários parágrafos a seguir, para fins desimplicidade, a comunicação de dados é descrita comoprosseguindo do modem 14 0 para a linha de energia 115

Um sinal de dados do modem é acoplado através deBNC 34 0 a um enrolamento direito do transformador de sinal335, e através do transformador de sinal 335. Do terminalsuperior, enrolamento esquerdo do transformador de sinal335, o sinal de dados prossegue (a) através do capacitor

321, fusivel 312, e terminal 302 para a linha de fase 1, e(b) através do capacitor 323, fusivel 310 e terminal 304para a linha de fase 3. Da saida central ("center tap"),enrolamento esquerdo do transformador de sinal 335, o sinalde dados prossegue através do fusivel 313 e do terminal 301para a linha neutra. Do terminal inferior, enrolamentoesquerdo, do transformador de sinal 335, o sinal de dadosprossegue através de uma ponte de conexão 338, capacitor

322, fusivel 311 e terminal 303 para a linha de fase 2.

A fase do sinal de dados que aparece no terminalinferior, enrolamento esquerdo do transformador de sinal,335 é oposta à que aparece no terminal superior,enrolamento esquerdo, do transformador de sinal 335. Deacordo, devido à colocação da ponte de conexão 338, comomostrado na figura 3, a fase do sinal de dados na linha defase 2 será oposta à da linha de fase 1 e à da linha defase 3. Note-se, no entanto, que a ponte de conexão 338pode ser removda, e, ao invés disso, uma ponte de conexãopode ser inserida no local 339 de modo que o sinal de dadosdo terminal superior, enrolamento esquerdo, dotransformador de sinal 335 também seja roteado através docapacitor 322 para a linha de fase 2, e como tal, os sinaisde dados estarão em fase um com o outro em cada uma daslinhas de fase 1, 2 e 3.

Quando o nó 100 é instalado em um local ondemenos de três fases estão disponíveis nas linhas de baixatensão do sistema de distribuição de energia, condutoresnão utilizados que emanam dos terminais 303 e 304 podem serconectados à Fase 1. Essa disposição pode reduzir aatenuação de RF no cabo de energia.

Os capacitor es 321, 322 e 323 devem suportarquaisquer surtos de entrada que apareçam na porta deentrada de energia AC 205, e devem ser graduados de acordo,por exemplo, 6kV. Os capacitor es 321, 322 e 323 devem teruma baixa impedância e uma baixa perda nas freqüências emuma faixa operacional de 1 a 4 0 MHz, e podem serconfigurados a partir de um dielétrico de cerâmica. Osresistores 326, 327 e 328 são conectados em paralelo com oscapacitores 321, 322 e 323, respectivamente, e servem comoresistores de sangria (Mbleeder resistors") para descargados capacitores 321, 322 e 323 por motivos de segurança, nocaso de os capacitores 321, 322 e 323 serem carregados eentão desconectados. Os resistores 326, 327 e 328 tambémsão graduados para alta tensão.

Surtos de impulso devidos a relâmpagos outransientes de comutação podem chegar à porta de entrada deenergia AC 205. Tais surtos devem passar através decapacitores de acoplamento 321, 322 e 323 de formarelativamente não atingida, mas devem ser impedidos dealcançar o BNC 340. Uma proteção contra surto inicial éfornecida pelas seqüências de diodo avalanche 332 e 333,que são parcialmente isolados um do outro pelo resistor334. A conexão de diodos avalanche em uma seqüência emsérie, como em cada uma das seqüências de diodo avalanche332 e 333, reduz a capacitância da seqüência com relação aum único diodo. Tipicamente, a capacitância é inferior a 3picof arads (pF) para uma seqüência de três diodos,possuindo, assim, um efeito de carga capacitiva desprezívelnos sinais PLC cujas freqüências podem alcançar dezenas deMHz. A conexão em série fornece uma capacidade de absorçãode energia combinada superior a um dispositivo similar decapacitância similar.

Dada uma ocorrência de um surto, após um retardode tipicamente 100 a 200 nanosegundos (ns), os tubos de gás330 e/ou 331 disparam, prendendo a tensão de surto a menosde 50 volts, e removendo a maior parte da tensão dasseqüências de diodo avalanche de energia relativamentebaixa 332 e 333. Um efeito desse esquema de proteção decamada tripla (isto é, tubos de gás 330, 331, seqüência dediodo avalanche 332, e seqüência de diodo avalanche 333) élimitar a tensão de pico na porta de modem para menos de 60volts por um periodo inferior a 200 ns.

Os reatores 343, 344, 345 e 346 representam umaalta impedância nas freqüências de RF, e assim, tambémrepresentam uma alta impedância nas freqüências de sinal dedados. Eles impedem um sinal de alta freqüência do BNC 340,que alcança os pontos 315 e 316, de sofrerem curto circuitopelos capacitores 350, 351 e 353 e por uma capacitância dosarrestors de surtos MOV 362.Em um reator prático, uma determinada quantidadede capacitância inter-volta é inerente em seu enrolamento,e uma ressonância paralela dessa capacitância com aindutância do reator ocorre em uma freqüência de auto-ressonância. Acima dessa freqüência, o reator se comportacomo um capacitor cuj a magnitude de impedância diminui coma freqüência. A freqüência auto-ressonante deve alcançarpelo menos as proximidades da freqüência mais alta de modemutilizada.

Uma abordagem para o aumento da freqüência auto-ressonante consiste na substituição de um único reator poruma série de múltiplos reatores em combinação, cada um comindutância reduzida e capacitância dispersa comparadas comum único reator de valor combinado, Essa disposição aumentasubstancialmente a freqüência auto-ressonante, e éimplementada na figura 3 pela realização de um reator nalinha neutra pelo par de reatores em série 343 e 344, e deforma similar, na linha de fase 1, pelos reatores 34 5 e34 6. Uma abordagem alternativa consiste na utilização doschamados reatores de enrolamento pi (x'pi-wound chokes") ,que possuem tipicamente cerca de quatro seções e sãoenrolados em uma geometria de capacitância mínima.

Os capacitores 350, 351, 353, 355 e 356, e osreatores 343, 344, 345 e 346, coletivamente, operam como umfiltro passa baixa. 0 filtro passa baixa está em série comos terminais AC 370 e 371, e a finalidade primária dofiltro passa baixa é bloquear o ruído gerado na fonte dealimentação 160 (mostrada na figura 1) e aplicado atravésdos terminais 370, 371 e 372, impedindo que alcance a portade entrada de energia AC 205 e cause emissõeseletromagnéticas irradiadas ou conduzidas em excesso.

Outros circuitos dentro do nó 100, tal comocartões de modem e CPU, podem gerar ruído eletromagnéticoambiente. Tal ruido, se não amortecido, pode ser induzidopara os fios conectados às portas 250, 260 e/ou 270, epassar através da PLI 110, causando emissõeseletromagnéticas irradiadas ou conduzidas em excesso. Ofiltro passa baixa supracitado serve também para bloqueartal ruido e reduzir tais emissões.

O ruido eletromagnético acima mencionado tambémpode ser induzido em condutores dentro da PLI 110.Portanto, PLI 110 pode ser empacotada dentro de uma caixa blindada, para minimizar tal indução e emissõesresultantes.

Quando um pulso transiente forte chega aoterminal 302, ou ao terminal 301, os reatores 343, 344,345, 346, 355 e 356 agem como circuitos abertos e bloqueiam a parte inicial do pulso transiente. Isso é particularmenteimportante em um caso onde arrestors de surtos MOV 362possuem uma resposta que é muito lenta para absorver aporção inicial do pulso transiente.

A característica do circuito aberto inicial de uma disposição em série de reatores 343, 344 e 356, e umadisposição em série de reatores 345, 346 e 355, faz com quequase todo o pulso transiente forte apareça através dessasduas disposições em série, e pode causar faiscas através deuma ou ambas. Para absorver a energia inicial de pulso comsegurança, tubos de gás 380 e 381 são conectados atravésdas respectivas disposições em série de reatores. Cada tubode gás possui uma tensão de disparo na faixa de 100 a 300volts. O tubo de gás 380 é conectado em shunt (bloqueio)com a disposição em série de reatores 343, 344 e 356, e. o tubo de gás 381 é conectado em shunt com a disposição emsérie de reatores 345, 346 e 355. O tubo de gás 380 disparaquando a tensão através da disposição em série de reatores343, 355 e 356 excede sua tensão de disparo, e o tubo degás 381 dispara quando a tensão através da disposição emsérie de reatores 345, 346 e 355 excede sua tensão dedisparo. 0 disparo dos tubos de gás 380 e 381 transfereenergia do pulso para os arrestors de surtos MOV 362.

Durante todo o tempo, os tubos de gás 380 e 381 agem comoum circuito aberto de baixa capacitância, e não afetam afunção de isolamento de sinal dos reatores 343, 344, 345 e346.

Em uma disposição tipica, o terminal 301 (isto é, neutro) e o terminal 105 (isto é, terra elétrico) serãoconectados juntos nas linhas de energia. Se um pulsotransiente forte for impresso entre o terminal 302 (isto é,fase 1) e os terminais conectados em conjunto 301 e 105,então quedas de tensão se desenvolvem através da disposição em série de reatores 343, 344, e 356 e a disposição emsérie de reatores 345, 346 e 355, mas não se desenvolvementre o terminal 105 e o terminal 372, que são conectadosdiretamente juntos. Dessa forma, sem uma medida deintervenção, uma alta tensão de modo comum será aplicada aos terminais 370 e 371 com relação ao terminal 372,possivelmente excedendo a graduação de tensão de entrada demodo comum da fonte de alimentação 160. No entanto, sobtais condições, o tubo de gás 382 conduz, fornecendo,assim, a medida de intervenção supracitada, e reduzindo a tensão de modo comum para niveis seguros.

Os resistores 360 e 361 são resistores de energiade baixo valor, tipicamente 1 ohm e 5 watts, cada. Osresistores 360 e 361 limitam a corrente de surto de picoque os arrestors de surtos MOV 362 devem absorver, aumentando a longevidade dos arrestors de surtos MOV 362.Para uma corrente de entrada de fonte de alimentação decerca de 1 ampère, a queda de tensão de cerca de 2 voltspara os resistores 360 e 361 não afetaria a operação dafonte de alimentação 160.

O fusivel 313 (isto é, neutro) e o fusivel 312(isto é, fase 1) possuem uma graduação de correnteprojetada para explodir mediante a chegada de um pulso desurtos transiente de uma amplitude que danificaria a PLI110. A graduação de corrente para os fusíveis 312 e 313 émaior do que a adequada para proteger a fonte dealimentação 160. Portanto, um fusivel adicional 367 écolocado a jusante do circuito de supressão de surtos deenergia AC 225, em série com o terminal 371. Um cortetérmico 368 protege o nó 100 contra superaquecimento, ecorta a energia para a fonte de alimentação 160, no caso dea temperatura dentro do envoltório do nó 100 exceder umvalor pré-configurado.

O sensor de linha 230 é um sensor de tensão delinha dupla. O resistor 387 é conectado ao terminal 302, eo resistor 388 é conectado ao lado a jusante do fusivel312, isto é, o ponto 316, para detectar se a tensão de fase está presente no terminal 302 e se o fusivel 312 estáqueimado. Os resistores 387 e 388 são de alto valor,tipicamente 120 k ohms, graduados para pelo menos 6 kV demodo a sobreviver aos surtos de transiente de entrada nosterminais 301 e 302. Os resistores 387 e 388 conduzem uma pequena quantidade de corrente de linha para as pontesretif icadoras de onda cheia 389 e 390. As pontesretificadoras de onda cheia 389 convertem a tensãodetectada pelo resistor 387 e fornecem uma saida DC. Assaidas DC das pontes retificadoras de onda cheia 389 e 390são roteadas, através de resistores limitadores de corrente391 e 392, para diodos de emissão de luz (LEDs) no isoladoróptico duplo 393. Os capacitores 394 e 395 minimizam aondulação, e mantêm os LEDs conduzindo por todo o ciclo defreqüência de energia, quando o terminal 302 e o ponto 316são energizados. 0 isolador óptico duplo 393 fornece sinaisisolados, através dos resistores 396 e 397, para osterminais 398 e 399. Os resistores 396 e 397 limitam ascorrentes de saida no caso de falhas de curto circuito nosterminais 398 e 399. As saidas dos terminais 398 e 399 sãofornecidas para circuitos de entrada lógicos (nãomostrados) do processador de dados 150 (vide figura 1).

A figura 4 é um subconjunto conceituai daimplementação da figura 3, e mostra uma disposiçãoalternativa que se refere ao acoplamento capacitivo ondenenhum fluxo de energia AC é necessário. A figura 4introduz capacitores de acoplamento 421, 422 e 423 e seusresistores de sangria correspondentes 426, 427 e 428 paraconectar a uma porta de entrada de energia AC 405. A portade entrada de energia AC 405 é criada separadamente pelosfusiveis 410, 411, e 412, que protegem contra sobrecorrenteno caso de um capacitor de acoplamento 421, 422 ou 423falhar por motivo de curto circuito. Como explicado acima, a porta de entrada de energia AC 205 conecta a linha deenergia 115. A porta de entrada de energia AC 405 conecta auma linha de energia adicional possuindo até três fases.

As técnicas descritas aqui são ilustrativas, enão devem ser consideradas como implicando qualquer limitação particular na presente invenção. Deve-secompreender que várias alternativas, combinações emodificações podem ser vislumbradas pelos versados natécnica. A presente invenção deve englobar todas as ditasalternativas, modificações e variações que se encontrem dentro do escopo das reivindicações em anexo.

Claims (16)

1. Sistema, compreendendo:uma porta de entrada de energia AC para conexãocom uma linha de energia AC;uma porta de saida de energia AC para fornecerenergia a partir da linha de energia AC;um circuito de supressão de surtos de energia ACpara limitar a tensão na porta de saida de energia AC;uma porta de dados;um acoplador de dados capacitivo para acoplar umsinal de dados entre a porta de entrada de energia AC e aporta de dados; eum circuito de supressão de surtos de porta dedados para limitar a tensão na porta de dados.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, emque a linha de energia AC inclui uma pluralidade de linhasde fase de energia; eem que a porta de entrada de energia AC servepara conexão com a pluralidade de linhas de fase deenergia.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, emque o acoplador de dados capacitivo acopla sinais de dadosentre a porta de dados e mais de uma da pluralidade delinhas de fase de energia.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, emque o acoplador de dados capacitivo acopla um primeirosinal de dados possuindo uma primeira fase a uma primeiralinha da pluralidade de linhas de fase de energia; eem que o acoplador de dados capacitivo acopla umsegundo sinal de dados possuindo uma segunda fase a umasegunda linha da pluralidade de linhas de fase de energia.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente um reator indutivo que isola ocircuito de supressão de surtos de energia AC da porta deentrada de energia AC, em que o reator indutivo possui altaimpedância em uma freqüência do sinal de dados.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, emque o reator indutivo compreende uma pluralidade dereatores em série com a porta de entrada de energia AC.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 5,compreendendo adicionalmente:um fusivel para proteger a porta de saida deenergia AC;em que o circuito de supressão de surtos deenergia AC compreende um arrestor de surtos de baixacapacitância possuindo (a) um primeiro terminal conectado aum terminal do reator indutivo mais próximo da porta deentrada de energia AC, e (b) um segundo terminal conectadoa um terminal do reator indutivo mais próximo da porta desaida de energia AC.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, emque o circuito de supressão de surtos de energia ACcompreende um arrestor de surtos conectado em shunt atravésdo reator indutivo.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, emque o arrestor de surtos compreende um arrestor de tubo degás.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo adicionalmente um filtro passa baixa em sériecom a porta de saida de energia AC.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, emque o circuito de supressão de surtos de energia ACcompreende um arrestor de surtos conectado entre a porta desaida de energia AC e um terra elétrico.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, emque o circuito de supressão de surtos de porta de dadoscompreende um arrestor de tubo de gás e um arrestor de diodo avalanche.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo adicionalmente:um resistor que detecta uma tensão da porta de entrada de energia AC;um conversor que converte a tensão detectada em uma tensão DC; eum isolador óptico que recebe a tensão DC, e fornece um sinal isolado para uma porta de saida lógica.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo adicionalmente:um primeiro fusivel possuindo uma primeira graduação de corrente, em série com a porta de entrada de energia AC; eum segundo fusível possuindo uma segunda graduação de corrente, em série com a porta de saida de energia AC;em que as primeira e segunda graduações de corrente são diferentes uma da outra.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, em que a porta de entrada de energia AC é uma primeira porta de energia AC, e a linha de energia AC é uma primeira linha de energia AC, eem que o sistema compreende adicionalmente uma segunda porta de entrada de energia AC para conexão com uma segunda linha de energia AC.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, em que a segunda linha de energia AC inclui uma pluralidade de linhas de fase de energia, eem que a segunda porta de entrada de energia AC serve para conexão com a pluralidade de linhas de fase de energia.