BRPI0621147A2 - unidade de proteção para uma linha de suprimento de potência em baixa voltagem de ac/dc - Google Patents

Abstract

UNIDADE DE PROTEçãO PARA UMA LINHA DE SUPRIMENTO DE POTêNCIA EM BAIXA VOLTAGEM DO AC/DC. Refere-se a presente invenção a uma unidade de proteção para uma linha de suprimento de potência de baixa voltagem em AC ou DC compreendendo meios para detecção de corrente circulando em um ou mais condutores de linha de suprimento de potência, e ao menos um primeiro meio de proteção eletrónica acoplado operativamente com um interruptor de circuito com ao menos um pólo para inserir ao longo de dito condutor, caracterizada pelo fato de ditos meios de detecção compreenderem ao menos uma resistência adequada para conexão elétrica em série com dito pólo interruptor de circuito, e para possibilitar a passagem da corrente circulando em dito condutor, e ao menos um primeiro circuito de processamento eletrónico que recebe um sinal indicativo da voltagem nos terminais de dita resistência e entrega para dito primeiro meio de proteção eletrónica um sinal que é indicativo da corrente circulando em dito condutor de linha.

Description

Unidade de proteção para uma linha de suprimento de potência em baixa voltagem de AC/DC.

A presente invenção refere-se a uma uriidade de proteção para uma linha de suprimento de potência em baixa voltagem de corrente alternada (AC) ou de corrente contínua (DC).

Em sistemas de potência em baixa voltagem é feito um amplo uso de dispositivos de proteção que são requeridos para monitorar a operação correta das linhas de potência e cortar o fluxo de corrente na eventualidade de condições anômalas de operação de modo a evitar que as próprias linhas ou as cargas e utilidades nelas conectadas sejam danificadas.

Para este propósito, tais dispositivos usam sistemas adequados para gravar valores da corrente circulando na linha que eles estão protegendo e fazem referência a eles em um dispositivo de proteção adequado-tipicamente, um "relê"-o qual dispara um interruptor de circuito toda vez que o valor da corrente seja maior do que um limite pré-ajustado; o interruptor de circuito então interrompe o fluxo de corrente na linha.

Existem várias soluções correntemente disponíveis no mercado, mas, apesar de em muitos casos seu desempenho ser mais do que adequado e garantirem bons resultados, apresentam; todavia, certas desvantagens, particularmente no que se refere aos meios para detectar a corrente circulando na linha.

Até hoje, vários tipos de detector de corrente tem sido usados, para linhas em ambas corrente alternada (AC) e corrente contínua (DC) com base em diferentes princípios de operação.

Por exemplo, um primeiro tipo de dispositivo detector de corrente refere-se a sensores de efeito·. Hall1 enquanto outras soluções são baseadas no uso de sensores magnéticos, cujos núcleos magnéticos são energizados em uma freqüência portadora para explorar as características magnéticas do núcleo, e particularmente do ciclo de histerese do material do qual é feito.

Sendo fortemente suscetível á campos magnéticos externos, as soluções baseadas nos sensores de efeito Hall requerem sistemas complexos de blindagem, os quais são custosos e tomam espaço, as tornando pouco adequadas para uso em produtos compactos e econômicos. É também importante enfatizar que tal blindagem é usualmente ineficaz no caso das aplicações èm (DC), conseqüentemente ainda restringindo seu uso prático. Além disso, estas soluções colocam problemas devido aos seus relativamente altos consumos em operação e à limitada dinâmica de suas medições.

Por causa de suas características estruturais intrínsecas, e, particularmente, à necessária presença de um núcleo magnético cujo volume depende do valor das correntes que estão sendo medidas, as soluções baseadas no uso de sensores magnéticos são principalmente adequadas para valores modestos de corrente, tipicamente variando desde frações de um ampére até umas poucas dúzias de ampéres, tais como aquelas requeridas, por exemplo, em certos tipos de amômetro de precisão, ou em dispositivos de proteção de corrente residual (I Δ),onde são suficientes núcleos magnéticos de pequeno tamanho.

As soluções baseadas em sensores magnéticos também usualmente configuram o uso de um grande numero de componentes. Justamente tal exemplo está descrito na Patente US 4276510, onde é feita a provisão de dois enrolamentos sobre o núcleo, e isto pode introduzir desvantagens técnicas, tais como indesejados fenômenos de "memória magnética", a qual ocorre, por exemplo, após um pico de corrente em um dos condutores que está sendo medido.

O principal alvo técnico da presente invenção é o de realizar uma unidade de proteção para uma linha de suprimento de potência em baixa voltagem que possibilite as acima mencionadas desvantagens serem superadas, e que, em comparação com as soluções conhecidas, assegure particularmente uma alta precisão sobre uma larga faixa de dados de corrente elétrica, por exemplo, desde uns poucos ampéres a dúzias de kA, e que seja igualmente adequada para uso em aplicações de DC ou AC.

Dentro de dito alvo técnico, um objetivo da presente invenção é o de realizar uma unidade de proteção para uma linha de suprimento de potência em baixa voltagem que seja substancialmente imune a campos magnéticos externos e ao fenômeno de memória magnética.

Um outro objetivo da presente invenção é o de realizar uma unidade de proteção para uma linha de suprimento de potência em baixa voltagem que possa funcionar com um consumo de energia muito baixo, e que não introduza qualquer distúrbio significativo nos sinais ou na rede de potência, nem mesmo caso seja energizado diretamente pela linha que está sendo monitorada.

Ainda mais um objetivo da presente invenção é o de realizar uma unidade de proteção para uma linha de suprimento de potência em baixa voltagem que possa ser feita usando um número extremamente limitado de componentes e tenha dimensões globais limitadas.

Um outro objetivo da presente invenção é o de realizar uma unidade de proteção para uma linha de suprimento de potência em baixa voltagem que seja altamente confiável e relativamente fácil de fabricar com custos competitivos.

Os acima anunciados alvos técnicos e objetivos, assim como outros que ficarão evidentes a seguir,são conseguidos por meio de uma unidade de proteção para uma linha de suprimento de potência em baixa voltagem de AC/DC de acordo com o conteúdo das reivindicações aqui estabelecidas.

Mais outras características e vantagens da invenção emergirão da descrição de configurações preferidas, mas não exclusivas, da unidade de proteção de acordo com a invenção, como mostrada em exemplos não restritivos nos desenhos anexos, onde:

- a Figura 1 é um diagrama de blocos mostrando uma possível configuração da unidade de proteção de acordo com a invenção;

- a Figura 2 é um diagrama de blocos mostrando uma possível configuração do circuito para alguns dos componentes na unidade de proteção da fig. 1;

- a Figura 3 é um diagrama de blocos mostrando mais uma configuração do circuito para alguns dos componentes da unidade de proteção da fig. 1;

- a Figura 4 mostra duas configurações do circuito da fig. 3;

- a Figura 5 mostra parcialmente um pólo de um interruptor de circuito de baixa voltagem automático;

- à Figura 6 é uma vista em perspectiva mostrando um eletrodo de um pólo de interruptor de circuito acoplado a uma resistência da unidade de proteção de acordo com a invenção.

A fig. 1 mostra esquematicamente a unidade de proteção de acordo com a invenção, indicada globalmente com o numerai de referência (100), a qual compreende meios para a detecção de corrente (Il) circulando em um ou mais condutores (1) da linha de suprimento de potência, e ao menos um primeiro meio (2) de proteção eletrônica; dito meio (2) de proteção compreende uma unidade de processamento (3), a qual consiste - de acordo com configurações bastante conhecidas - de um micro - controlador ou micro-processador, ou um DSP (Processador de Sinal Digital) com meios de liberação (8), tal como uma bobina de disparo; em condições de operação, os meios (2) eletrônicos estão operativamente acoplados a um interruptor de circuito com ao menos um pólo, mostrado esquematicamente nas fig. 1 e 5 com o numerai de referência (4), para inserção no condutor (1). O meio (2) de proteção consiste preferentemente de um relê eletrônico, tal como uma unidade de proteção ou disparo, ou forma uma sua parte.

Para facilitar a descrição, a fig. 1 mostra somente um único condutor (1) de linha de suprimento de potência, através do qual passa uma linha de corrente (lL), enquanto a descrição que segue é claramente aplicável de exatamente a mesma maneira a qualquer numero de condutores de linha de suprimento de potência e correspondentes pólos de interruptor de circuito. Por exemplo, o circuito nas fig. 2 e 3 mostra esquematicamente a presença de componentes de circuito (200) para associação com mais um pólo, onde aplicável.

Na unidade de proteção (100) de acordo com a presente invenção, o meio de detecção compreende vantajosamente ao menos uma resistência (5) para conectar eletricamente em série com o pólo (4) do interruptor de circuito e para conduzir a corrente (Il) circulando no condutor (1), e ao menos um primeiro circuito de processamento eletrônico, indicado globalmente na fig. 1 pelo numerai de referência (20), que recebe como entrada um sinal indicativo da voltagem (Vsense) nos terminais da resistência (5) e que, após processamento adequado, libera um sinal correspondendo ao primeiro meio (2) de previsão eletrônico que é indicativo da corrente (Il) circulando em dito condutor (1) de linha de suprimento de potência.

De acordo com uma configuração estruturalmente direta, mas não menos funcionalmente efetiva, a resistência (5) compreende ao menos uma extensão do condutor elétrico com uma resistência elétrica (Rsense) com um valor previamente estabelecido ficando entre dois pontos de referência pré-ajustados, por exemplo, entre seus dois terminais. Por exemplo, a resistência (5) pode estar na forma de um comprimento de barra de cobre adequadamente carregado com proporções controladas de outros elementos químicos, tal como Ni 6 %. Dita resistência (5) pode ser instalada diretamente dentro do corpo do interruptor de circuito ou sobre seu exterior.

De acordo com uma configuração preferida, a resistência (5) compreende ao menos uma extensão do condutor ficando ao longo de um eletrodo (6) do pólo (4) do interruptor de circuito, tanto dentro do corpo do interruptor de circuito, como mostrado esquematicamente na fig. 5, como sobre seu exterior. Pra ser mais preciso, em ambas as circunstâncias, a resistência (5) da resistência pré-estabelecida pode consistir diretamente de ao menos uma parte do eletrodo (6), como mostrado esquematicamente na fig. 5, por exemplo, por meio de uma formação adequada de ao menos uma extensão do eletrodo (6) e/ou por meio de uma escolha apropriada dos materiais estruturais pára o todo, ou uma parte, de dito eletrodo. Alternativamente, a resistência (5) pôde ser obtida pela colocação física de um condutor adicional ao longo dó corpo do eletrodo (6), em qual caso dito condutor adicional representando a resistência (5) pode compreender tanto uma peça única como duas ou mais peças separadas. Tal exemplo está mostrado esquematicamente na fig. 6, onde a resistência (5) compreende dois elementos condutores separados (5 a) e (5 b) de resistência conhecida situados em paralelo um com o outro de modo que juntos eles constituem uma resistência (5) em série sobre o eletrodo (6). Nos terminais da resistência (5) existem contactos adequados (51) e (52) dos quis é obtida a voltagem (Vsense)· Usando esta solução surge uma flexibilidade adequada na aplicação por causa das duas peças (5a) e (5b) poderem ser adequadamente "moduladas", por exemplo, pela troca de seu formato e/ou tamanho e/ou composição, para obter várias soluções. Em algumas circunstâncias, além disso, uma ou ambas as peças (5a) e (5b) podem também, ou principalmente (somente uma neste último caso) ter uma função mecânica, tal como para suportar mais elementos, para a finalidade de centralização, e outras.

Preferentemente, como mostrado nas fig. 2 como 3, os meios de detecção de corrente compreendem ao menos um sensor (7) de temperatura, por exemplo, um ou mais termo-pares associados operativamente com a resistência (5) e com o primeiro circuito (20) de processamento de modo a liberar um sinal ao dispositivo (2) de proteção eletrônico que é indicativo da temperatura de trabalho da resistência (5), de acordo com configurações e para propósitos que serão melhor explicados mais à frente.

O primeiro circuito (20) de processamento eletrônico compreende um circuito (21) conversor análogo-para-digital (A/D) e um dispositivo (22) de segurança de circuito (ou proteção), do assim chamado tipo "protetor de onda", por exemplo. Na configuração mostrada na fig. 2, o dispositivo de segurança (22) é obtido por meio de um circuito de isolação ou de desacoplamento galvânico compreendendo um primeiro estágio eletrônico (23) para condicionar o sinal de entrada indicativo da voltagem nos terminais da resistência (5). E particular, dito estágio (23) para condicionar pode amplificar ou atenuar o sinal ou a dinâmica; na configuração mostrada na fig. 2, ele tem uma função de amplificador. Além disso, o dispositivo (22) de segurança compreende um segundo estágio (24) de isolação, o quál envia ao conversor (21) (A/D) um sinal que é isolado, ou seja, não tem nenhuma continuidade galvânica, ou nenhuma extensão ininterrupta de material condutor. Alternativamente, os estágios de condicionamento (23) e isolação (24) podem ser convertidos com relação um com o outro, ou seja, o sinal é primeiro isolado e então condicionado (ou seja, amplificado na configuração da fig. 2), sem afetar as funcionalidades gerais do dispositivo.

De acordo com a configuração mostrada na fig. 3, o dispositivo (22) de segurança compreende um circuito de alta impedância que simula um desacoplamento galvânico e compreende um único estágio de processamento, o qual recebe um sinal de entrada indicativo da voltagem nos terminais da resistência (5) e libera ao conversor (21) um correspondente sinal após seu condicionamento (aqui novamente, a função de amplificação é mostrada no exemplo) e desacoplamento de alta impedância.

Como mostrado nas figuras, o dispositivo (22) de segurança é vantajosamente colocado à jusante da resistência (5), entre esta última e o conversor (21) (A/D). Isto cria uma barreira de isolação a montante do conversor (A/D), o qual possibilita a parte de processamento de circuito ser isolada da rede de potência principal ou circuito principal, e conseqüentemente torna dita parte de processamento de circuito virtualmente invulnerável a qualquer pico na corrente, ou especialmente na voltagem, os quais são típicos das aplicações para as quais a unidade (100) de proteção foi concebida.

Na unidade (100), de acordo com a invenção, ao menos o primeiro meio (2) de proteção eletrônico, e particularmente a unidade (3) micro- processadora e o conversor (21) (A/D) são vantajosamente energizados desde a mesma fonte de potência, indicada nas figuras pelo numerai de referência (25); é preferível para a unidade (22) ser energizada desde a mesma fonte de potência também. Como mostrado esquematicamente nas fig. 2 è 3, o conversor (21) (A/D), a unidade (3) micro- processadora e o dispositivo (22) de segurança, caso exista, podem ser energizados desde uma ou mais das seguintes fontes:

- uma unidade de suprimento de potência auxiliar galvanicamente isolada com uma voltagem (VAüx);

- um suprimento de potência desde a linha de voltagens (Vl) via uma fonte de potência em rede esquematicamente mostrada na fig. 1 com o numerai de referência (26). Neste caso, a unidade (26) de suprimento de potência provê um suprimento de potência isolado assim como sinais analógicos, onde aplicável, para medição das voltagens de linha e, como no caso dos sinais de corrente, para processamento pela unidade (3) micro- processadora após sua aquisição pelo conversor (21) (A/D). Baseado nos sinais digitais adquiridos, a unidade (3) de processamento pode então ter medições de voltagem, potência e energia disponíveis assim como medições de corrente, onde esta funcionalidade é requerida.

Em condições de operação, a corrente (Il) circulando no condutor (1) flui através da resistência (5) e pólo (4); uma queda de voltagem (V sense) é gerada na extremidade da resistência (5) que é substancialmente proporcional à corrente (II). O sinal (Vsense) torna-se a entriada para o primeiro circuito (20) de processamento onde é primeiro isolado/dês-acoplado e então condicionado no dispositivo (22) de segurança. Para ser mais preciso, o dispositivo (22) de segurança pode ser implementado em dois modos, como explicado previamente: na configuração mostrada na fig. 2, o sinal é inicialmente condicionado (ou seja, amplificado na situação mostrada) e então isolado - ou, vice versa, primeiro isolado e então condicionado-usando amplificadores operacionais isolados e fontes de potência galvanicamente isoladas (VDCJSO, GNDJSO isolado desde Vdc e GND) para as duas seções de ditos amplificadores; por outro lado, na configuração mostrada na fig. 3, o sinal vindo da resistência (5) é condicionado (no exemplo mostrado ele é amplificado) e dês-acoplado por meio de um estágio de alta impedância, o qual pode ser implementado usando amplificadores diferenciais com uma impedância de entrada alta, como mostrado na fig. 4 na seção A, ou por meio de amplificadores de instrumentação, como mostrado na fig. 4 na seção Β. O sinal (VSi) de voltagem condicionado e isolado/dês-acoplado [cujo valor é proporcional a (Vsense)] é então convertido no conversor (21) (A/D) e é finalmente adquirido na forma de um fluxo de dados digital (VD|G) pela unidade (3) de processamento, a qual toma a medição e opera o atuador (8) do interruptor de circuito na eventualidade das condições de operação sendo monitoradas requererem a intervenção do interruptor de circuito.

A unidade (3) de processamento também recebe um sinal desde o sensor (7) de temperatura, caso exista, e este sinal é também condicionado/isolado e convertido na maioria no mesmo modo como explicado antes para o sinal apanhado nos terminais da resistência (5); a unidade (3) micro-processadora então também executa uma compensação relativa à temperatura para o comportamento da resistência (5). Como resultado, o efeito de qualquer variação no valor da (Rsense) relacionado com uma mudança de temperatura não coloca um problema por que, provendo o comportamento R-T dos materiais usados que é conhecido adiantadamente, um simples algoritmo incorporado na unidade de processamento (3) pode ser usado para fazer os ajustes necessários.

De acordo com uma configuração esquematicamente mostrada na fig. 1, a unidade (100) também compreende um sensor (10) de corrente, por exemplo, um transformador (CT) de corrente, associado operativamente com o pólo (4) do interruptor de circuito, e um segundo meio (11) de proteção eletrônico, consistindo preferentemente de um relê eletrônico de tipo convencional, capaz de adquirir um sinal, o comparar com um limite e, caso necessário, disparar um interruptor de circuito. Dito segundo meio (11) de proteção está conectado operativamente, e energizado, com o sensor (10) de corrente.

O segundo meio (11) de proteção eletrônico recebe um sinal desde o sensor (10) de corrente que é indicativo da corrente circulando no condutor (1), e compara este com um valor limite previamente estabelecido (o qual pode ser ajustado, por exemplo, por meio de chaves de mergulho) correspondendo, por exemplo, a uma condição (lSc) de corrente de curto-circuito. Quando dito limite é excedido, o segundo meio (11) de proteção envia um sinal (12) correspondente para o meio de disparo para o interruptor de circuito, tal como uma liberação eletro-magnética que abre o interruptor de circuito.

Alternativamente, o meio de detecção pode compreender um primeiro sensor (10) de corrente, tal como um transformador de corrente, associado operativamente como pólo de interruptor de circuito que libera ao segundo meio (11) de proteção eletrônico somente a potência necessária para sua operação, e um segundo sensor (14) de corrente, por exemplo, uma bobina Rogowski, também associada operativamente com o pólo (4), que envia um sinal ao meio (11) de proteção que é indicativo da corrente circulando no condutor (1). Aqui, novamente, o meio (11) de proteção processa o sinal gerado pelo sensor Rogowski o integrando e comparando o resultado com um limite que pode ser ajustado, por exemplo, por meio de chaves de mergulho. Quando dito limite é excedido, um comando de disparo (12) é enviado aos meios de disparo do interruptor de circuito.

A unidade (3) micro-processadora do meio (2) de proteção eletrônico está vantajosamente acoplada operativamente com o segundo meio (11) de proteção eletrônico, e configurada de modo a supervisionar funcionalmente dito segundo meio (11) de proteção quando o dispositivo (100) está operando em um estado estável; dita supervisão pode ser conseguida, por exemplo, por meio de um dispositivo de chaveamento de tipo conhecido, esquematicamente representado na fig. 1 pelo numerai de referência (30) ao qual a unidade (3) envia um sinal adequado.

Ambas as configurações então asseguram uma proteção adequada mesmo durante o curto período de tempo que é levado para o dispositivo (100) atingir um estado estável, particularmente ém vista do circuito (20) e do meio (2). De fato, o tempo de partida, especialmente no caso de um suprimento de potência desde os meios de rede (VL), pode tomar grosseiramente de 10 a 100 ms, assim isto podendo ser particularmente útil na eventualidade de um latente curto-circuito estar presente na rede requerendo proteção já nos estágios iniciais, quando ò interruptor de circuito é ligado na posição de ON.

Foi demonstrado experimentalmente que a unidade de proteção de acordo com a invenção preenche o alvo técnico e os objetivos previamente descritos, também conseguindo um numero significante de vantagens e avanços técnicos e funcionais acima do estado conhecido da arte. Em particular, a unidade (100) tem uma capacidade de medições altamente dinâmica que é traduzida em uma alta precisão e uma larga faixa de detecção, com uma construção direta e de pouco custo que é adequada para garantir um desempenho estável e repetitivo, e que é particularmente eficiente e preciso mesmo em altos valores de corrente, para os quais as soluções do estado conhecido da arte provam ser particularmente inadequados. A unidade (100) é também substancialmente imune a qualquer fenômeno de memória magnética graças ao fato de que o único componente magnético envolvido, caso exista - ou seja, o sensor (10) de corrente, funciona somente por extremamente limitados períodos de tempo.

Uma realização longe de ser desprezível reside no fato de que a solução específica envolvendo a resistência (5) sendo instalada dentro do corpo do interruptor de circuito, e particularmente no caso desta consistir de um comprimento de um eletrodo do pólo (4), é extremamente vantajosa do ponto de vista das dimensões globais do dispositivo, dados os espaços usualmente restritos disponíveis dentro do corpo dos interruptores de circuito. Por outro lado, a solução envolvendo a resistência (5) estando no exterior do interruptor de circuito é particularmente adequada e vantajosa quando equipando tipos tradicionais de interruptor de circuito (que não tem sido especificamente pré-dispostos para este propósito) com as funcionalidades inovadoras da unidade (100), e especialmente ro relê (2) eletrônico. Além disso, o fato de que o sistema todo está isolado da linha de suprimento de potência primária e/ou fonte de potência auxiliar possibilita operação segura e execução com sucesso dos testes dielétricos especificados para interruptores de circuito automáticos pelos padrões de referência sem ter que remover os circuitos eletrônicos. Adicionalmente, graças à sua absorção de energia otimizada caracterizada por um consumo extremamente limitado, a unidade (10) assim realizada é também adequada para a instalação em sistemas onde a energia disponível é limitada , ou onde o usuário quer evitar interferência apreciável com o balanço de energia geral, e a unidade pode operar mesmo em valores extremamente limitados da voltagem (Vsense), e conseqüentemente da resistência da resistência (Rsense)· Por exemplo, a resistência de amostra (Rsense) pode ter um valor de resistência ficando a grosso modo entre 8 e 30 μ Ω, assim evitando qualquer interferência significativa com as condições elétricas do sistema e induzindo nenhum fenômeno de aquecimento significativo no interruptor de circuito. Por exemplo, onde (Rsense) = 30 μΩ e (IL) = 600 A, há uma dissipação (Pr) = (Rsense) x (IL) χ (IL) = (Vsense) χ (IL) = 30 χ 10^6 χ 600 χ 600 = 10,8 W. Como resultado, as correntes podem mesmo exceder 50 k A sem colocar nenhum problema, ou seja, sem (Vsense) ir além da magnitude de uns poucos Volts.

Finalmente, mas certamente não menos importante, a unidade (100) de acordo com a invenção pode ser usada acoplada tanto com uma linha de potência de baixa voltagem em (DC) como em (AC), em uma variedade de sistemas elétricos, particularmente em aplicações industriais. Então, mais um objetivo da presente invenção é o de um sistema elétrico de baixa voltagem caracterizado pelo fato de compreender uma unidade de proteção (100) como previamente descrita e afirmada nas reivindicações

Do ponto de vista estrutural, além disso, a unidade (100) pode ser feita usando um jogo de componentes discretos montados operativamente juntos em aplicações práticas, os acoplando fisicamente a diferentes componentes, ou os dispondo sobre placa de aplicação única e os fazendo em um único elemento, ou em várias partes componentes separadas. Como previamente descrito, por exemplo, a resistência (5) pode ser contida dentro do corpo do interruptor de circuito è a parte eletrônica pode ser fixada inteiramente sobre uma placa instalada no relê eletrônico, ou somente parcialmente, por exemplo, colocando o conversor (21) sobre o relê; ou pode ser feito todo em um ou mais componentes instalados sobre um relê que é então acoplado aos interruptores de circuito; ou ainda, a unidade (100) pode ser feita em uma ou mais partes separadas diretamente associadas com o corpo do interruptor de circuito, no seu interior e/ou no seu exterior. Assim, mais um objetivo da presente invenção compreende uma unidade de proteção (100) de acordo com as descrições prévias e reivindicações, e um interruptor de circuito compreendendo dito relê eletrônico; um interruptor de circuito de baixa voltagem compreendendo uma unidade de proteção (100) como previamente descrita, preferentemente acoplada diretamente com o corpo de dito interruptor de circuito.

A unidade de proteção assim concebida pode sofrer numerosas modificações e se apresentar em muitas variantes, todas ficando dentro do escopo do conceito inventivo. Além disso, todas as partes componentes aqui descritas podem ser substituídas por outros elementos tecnicamente equivalentes. Na prática, os materiais e dimensões dos componentes do dispositivo podem ser de qualquer natureza e de acordo com a necessidade e estado da arte.

Claims (19)

1. Unidade de proteção para a proteção de uma linha de suprimento de potência em baixa voltagem de AC/DC, compreendendo meios para a detecção de corrente circulando em um ou mais condutores de linha de suprimento de potência, e ao menos um primeiro meio de proteção eletrônica acoplado operativamente com um interruptor de circuito tendo ao menos um pólo para inserção em dito condutor, caracterizada pelo fato de ditos meios de detecção compreenderem ao menos uma resistência adequada para ser conectada eletricamente em série com dito pólo de interruptor de circuito e possibilitando a passagem da corrente circulando em dito condutor, e ao menos um primeiro circuito de processamento eletrônico que recebe um sinal indicativo da voltagem nos terminais de dita resistência e que libera um sinal para dito primeiro meio de proteção eletrônico que é indicativo da corrente circulando em dito condutor de linha.

2. Unidade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de dita resistência compreender um comprimento de um condutor elétrico tendo uma resistência elétrica pré-definida.

3. Unidade, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de dita resistência consistir de uma extensão de condutor elétrico que fica diretamente dentro do corpo do interruptor de circuito.

4. Unidade, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de dita resistência consistir de um comprimento de condutor elétrico acoplado ao pólo do interruptor de circuito e instalado sobre o exterior do interruptor de circuito.

5. Unidade, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de dita resistência consistir de ao menos uma extensão de um eletrodo do pólo do interruptor de circuito.

6. Unidade, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de dita resistência consistir de ao menos uma extensão de condutor elétrico acoplado, e ficando ao longo, em um eletrodo do pólo do interruptor de circuito.

7. Unidade, de acordo com as reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de dita resistência compreender dois condutores elétricos em paralelo um com o outro e juntos em série com dito eletrodo.

8. Unidade, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 7, caracterizada pelo fato de dito primeiro circuito de processamento eletrônico compreender uma unidade conversora análogo-para-digital (A/D) e um dispositivo de segurança de circuito inserido entre dita resistência e dita conversora (A/D).

9. Unidade, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de dito dispositivo de segurança compreender um primeiro estágio de condicionamento eletrônico e um segundo estágio de desacoplamento galvânico ou de isolação, ditos primeiro e segundo estágios estando acoplados juntos de modo a liberar um sinal, isolado e condicionado, à unidade conversora que corresponde ao sinal recebido e que é indicativo da voltagem nos terminais da resistência, ditos primeiro e segundo estágios sendo passíveis de arranjo em qualquer ordem seqüencial em relação de um com o outro.

10. Unidade, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato do dispositivo de segurança de circuito compreender um único estágio de processamento de alta-impedância que recebe dito sinal indicativo da voltagem nos terminais da resistência é libera um correspondente sinal condicionado e desacoplado a dita unidade conversora.

11. Unidade, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 10, caracterizada pelo fato dos meios de detecção compreenderem ao menos um sensor de temperatura acoplado operativamente com a resistência e com o primeiro circuito processador de modo a liberar um sinal indicativo da temperatura de trabalho da resistência a dito primeiro meio de proteção eletrônico.

12. Unidade, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 11, caracterizada pelo fato do primeiro meio de proteção eletrônico compreender uma unidade micro-processadora alimentada pela mesma fronte de potência do dito conversor (A/D).

13. Unidade, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 12, caracterizada pelo fato de compreender um sensor de corrente associado operativamente com dito pólo interruptor de circuito e segundo meio de proteção eletrônico conectado operativamente, e alimentado, com dito sensor de corrente, dito segundo meio de proteção eletrônico sendo adequado para produzir um sinal para disparar a abertura do interruptor de circuito toda vez que a entrada de dito sensor de corrente indicando a corrente circulando no condutor de linha exceder um limite pré-ajustado.

14. Unidade, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 12, caracterizada pelo fato de compreender um primeiro sensor de corrente associado operativamente com dito pólo interruptor de circuito, um segundo meio de proteção eletrônico conectado operativamente, e alimentado, com dito sensor de corrente, um segundo sensor de corrente que envia a dito segundo meio de proteção eletrônico um sinal indicativo da corrente circulando em dito condutor, dito segundo meio de proteção eletrônico sendo adequado para produzir um sinal para disparar a abertura do interruptor de circuito toda vez que dito sinal de entrada indicativo da corrente circulando no condutor exceder um limite pré-ajustado.

15. Unidade, de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 14, caracterizada pelo fato de dita unidade micro-processadora do primeiro meio de proteção eletrônico estar acoplada operativamente com dito segundo meio de proteção eletrônico de modo a atravessar este último durante operação em um estado estável.

16. Sistema elétrico de baixa voltagem AC/DC caracterizado pelo fato de compreender uma unidade de proteção de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 15.

17. "Relê" eletrônico caracterizado pelo fato de compreender uma unidade de proteção de acordo com uma ou mais das reivindicações -10 de 1 a 15.

18. Interruptor de circuito de baixa-voltagem caracterizado pelo fato de compreender uma unidade de proteção de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 15, dita unidade de proteção estando acoplada diretamente ao corpo de dito interruptor de circuito.

19. Interruptor de circuito de baixa-voltagem caracterizado pelo fato de compreender um "relê" eletrônico de acordo com a reivindicação 17.