ES2246411T3 - Disposicion de circuito para un interruptor de corriente de defecto. - Google Patents

Abstract

Disposición de circuitos para un interruptor de corriente de defecto que comprende - un dispositivo de detección (10) para una corriente de defecto en una red de suministro (12), a la que se ha postconectado con preferencia un circuito de tratamiento (20) para la corriente de defecto, - un circuito de acumulación de energía (30) que se carga dependiendo de la corriente de defecto detectada, - un interruptor de valor umbral (40) que vigila el estado de carga del circuito de acumulación de energía (30), y - un elemento de conmutación (50) para generar un impulso de tensión de activación para un elemento de activación (60) para un interruptor separador de al menos un consumidor alimentado por la red de suministro (12), en donde el interruptor de valor umbral (40) provoca, al alcanzarse un estado de carga prefijado (estado de carga nominal) del circuito de acumulación de energía (30), que el elemento de conmutación (50) genere un impulso de tensión de activación para el elemento de activación (60), en donde - se ha previsto un segundo interruptor de valor umbral (40¿), caracterizada porque el segundo interruptor de valor umbral, hasta alcanzar un estado de carga prefijado adicional o estado de carga mínima del circuito de acumulación de energía (30), bloquea el elemento de conmutación (50).

Description

Disposición de circuito para un interruptor de corriente de defecto.

La invención se refiere a una disposición de circuitos para un interruptor de corriente de defecto, que comprende un dispositivo de detección para una corriente de defecto en una red de suministro, a la que se ha postconectado con preferencia un circuito de tratamiento para la corriente de defecto, un circuito de acumulación de energía que se carga dependiendo de la corriente de defecto detectada, un interruptor de valor umbral que vigila el estado de carga del circuito de acumulación de energía, y un elemento de conmutación para generar un impulso de tensión de activación para un elemento de activación para un interruptor separador de al menos un consumidor alimentado por la red de suministro, en donde el interruptor de valor umbral provoca, al alcanzarse un estado de carga prefijado (estado de carga nominal) del circuito de acumulación de energía, que el elemento de conmutación genere un impulso de tensión de activación para el elemento de activación.

Se conocen interruptores de protección corriente de defecto o interruptores de vigilancia de corriente de defecto de la clase citada, por ejemplo de los documentos DE 41 12 169 A1 y DE 44 29 007. Normalmente en estas disposiciones de circuitos el primer interruptor de valor umbral está formado por un diodo Z y el elemento de conmutación por un interruptor electrónico, por ejemplo un tiristor.

Mediante la carga creciente de redes de suministro eléctricas con diferentes influencias negativas, por ejemplo mediante corrientes de derivación de aparatos de preconmutación de lámparas, de partes de red de conmutación, incluso de convertidores de frecuencia para accionamientos de motor o influencia meteorológica se produce el problema, en el caso de usarse interruptores de protección de corriente de defecto, de que a menudo incluso pequeñas influencias negativas pueden llevar a una activación indeseada del interruptor de protección de corriente de defecto.

En especial en el caso de elementos de conmutación configurados como tiristores se llega con relación a esto, con frecuencia, a una activación indeseada del interruptor de protección de corriente de defecto a causa de encendido bifrontal del elemento de conmutación. También es posible que el circuito de acumulación de energía después del encendido prematuro indeseado del elemento de conmutación se descargue a través del elemento de activación, sin que éste ejecute la separación de la red. Esto puede conducir a la no activación del interruptor de protección de corriente de defecto. Esta problemática no se reivindica en los documentos antes citados.

El documento GB-A-2.244.396 hace patente una disposición de circuitos conforme al preámbulo de la reivindicación 1.

La misión de la presente invención consiste en presentar una disposición de circuitos para interruptores de protección de corriente de defecto de la clase citada al comienzo, que elimine los inconvenientes descritos y permita suprimir de la mejor forma posible una activación defectuosa o una no activación del interruptor de protección de corriente de defecto o conseguir en general un aumento de la resistencia a las averías.

Conforme a la invención esto se consigue mediante las particularidades de la reivindicación 1, en donde se ha previsto un segundo interruptor de valor umbral que, hasta alcanzar un estado de carga prefijado adicional (estado de carga mínima) del circuito de acumulación de energía, bloquea el elemento de conmutación.

Las influencias negativas por debajo del umbral, producido por el estado de carga prefijado adicional, ya no pueden conducir de este modo a una activación del elemento de conmutación. De este modo puede impedirse con seguridad el encendido defectuoso del interruptor de protección de corriente de
defecto.

Para impedir la no activación del interruptor de protección de corriente de defecto puede estar previsto en una ejecución adicional de la invención, que el estado de carga prefijado adicional (estado de carga mínima) del circuito de acumulación de energía esté situado por encima del estado de carga necesario para el funcionamiento del elemento de activación.

Conforme a una variante adicional de la invención puede estar previsto que el segundo interruptor de valor umbral esté formado por un transistor de efecto de campo Depletion Typ Junction (J4) autoconductor de canal N. De este modo se obtiene una disposición de circuitos especialmente sencilla y fiable operativamente.

Conforme a una variante adicional de la invención puede estar previsto que el transistor de efecto de campo (J4) esté integrado sobre un chip con los otros elementos constructivos semiconductores. Esto hace posible la integración en circuitos especialmente pequeños y ahorradores de espacio.

La invención se describe con más detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que se han representado ejemplos de ejecución especialmente preferidos. Con ello muestran:

la fig. 1 un esquema de conexiones en bloques de un interruptor de protección de corriente de defecto conocido;

la fig. 2 un esquema de conexiones simplificado de un interruptor de protección de corriente de defecto conforme a la invención con un segundo interruptor de valor umbral 40';

la fig. 3 la disposición de circuitos de una forma de ejecución de un interruptor de protección de corriente de defecto conforme a la invención y

la fig. 4 una disposición de circuitos simplificada adicional de una forma de ejecución de un interruptor de protección de corriente de defecto conforme a la invención.

Los interruptores de protección de corriente de defecto, llamados abreviadamente interruptores FI, comprenden interruptores de protección, vigilancia y aviso. Por lo general los interruptores FI vigilan instalaciones eléctricas y desconectan la conexión a la red, antes de que una corriente de defecto que salga de la red y circule hacia tierra pueda resultar peligrosa para las personas. Para esto los interruptores FI están diseñados de tal modo, que las corrientes de defecto por encima de una determinada magnitud conducen a la desconexión o separación de la red de suministro. La corriente de defecto nominal I_{\Delta n}, es decir la máxima corriente de defecto tolerable, es normalmente de unos 30 mA, en donde el interruptor FI no se desconecta hasta transcurrido un tiempo de tolerancia de unos 10 ms. Estos valores se obtienen de las intensidades de corriente y frecuencias peligrosas para el hombre, que pueden conducir por ejemplo a palpitaciones cardiacas.

La fig. 1 muestra la estructura modular de un interruptor FI conocido en forma de esquema de conexiones en bloques.

En una instalación sin defectos, es decir sin corriente de defecto derivada a tierra, la corriente de funcionamiento circula desde la red al consumidor y desde allí de nuevo de regreso a la red. Si como consecuencia de un defecto se deriva una corriente de defecto a tierra, la corriente que circula hacia el consumidor será mayor en esa proporción que la corriente que circula de regreso. Esta corriente de defecto, cuando circula hacia tierra a través de una persona, puede ser peligrosa para ésta o producir graves lesiones. La corriente diferencial entre la corriente que circula de ida y la de regreso, que se corresponde con la corriente de defecto derivada, es detectada por el dispositivo de detección 10.

Éste se compone de un transformador de corriente acumulada, que comprende un núcleo magnético, por ejemplo un núcleo anular. Los diferentes conductores que forman los devanados primarios del transformador de corriente acumulada pueden ser guiados en una o varias espiras alrededor del anillo del transformador de corriente acumulada o bien, en el caso de una intensidad correspondiente de los flujos de corriente a esperar, discurrir sencillamente por el anillo del transformador de corriente acumulada. La corriente diferencial en los conductores que forman el devanado primario genera, en el devanado secundario del transformador de corriente acumulada arrollado igualmente alrededor del núcleo de anillo, un campo magnético que induce una tensión en el devanado secundario.

El dispositivo de detección 10 o el transformador de corriente acumulada detecta de este modo la corriente diferencial o la corriente de defecto que se produce y transforma la misma en una tensión a tratar ulteriormente.

La tensión aplicada a la salida del dispositivo de detección 10 se alimenta generalmente a un circuito de tratamiento 20. Esto es ventajoso para poder reconocer con seguridad diferentes clases de corriente de defecto, por ejemplo corrientes de defecto continuas y corrientes de defecto alternas pulsatorias y corrientes de defecto con componentes de corriente continua mediante el interruptor FI. El circuito de tratamiento 20 está diseñado por ello de forma diferente en cada caso y adaptado al uso especial del interruptor FI.

Con preferencia se trata en el caso del circuito de tratamiento 20 de un circuito rectificador sencillo, que rectifica la corriente de defecto alterna.

La corriente generada mediante la diferencia de tensión aplicada al dispositivo de detección 10 o al circuito de tratamiento 20 se reconduce hasta un circuito de acumulación de energía 30. En el caso de producirse una corriente de defecto se carga el circuito de acumulación de energía 30. El estado de carga depende con ello de la intensidad y de la duración de la corriente de defecto. Los circuitos de acumulación de energía 30 de este tipo se utilizan en especial en el caso de interruptores FI retardados.

Las corrientes de defecto individuales, cuya duración está situada sin embargo por debajo del tiempo de tolerancia, no conducen con preferencia a una carga lenta acumulada del circuito de acumulación de energía 30. Por medio de esto se garantiza que sólo una corriente de defecto superior a la corriente de defecto nominal y más larga que el tiempo de tolerancia conduzca a la carga del circuito de acumulación de energía 30 y seguidamente a la activación del interruptor FI.

El circuito de acumulación de energía 30 puede estar formado por ejemplo por un condensador o por un elemento R-C, que se descarga automáticamente.

El estado de carga del circuito de acumulación de energía 30 se vigila mediante un circuito de valor umbral 40. Este circuito de valor umbral 40 entrega, al alcanzarse un estado de carga determinado designado a continuación como estado de carga nominal del circuito de acumulación de energía 30, un impulso de control al elemento de conmutación 50 dispuesto a continuación, lo que conduce seguidamente a la desconexión del interruptor FI.

Para la llamada activación normal del interruptor FI se ha prefijado para la tensión aplicada al circuito de acumulación de energía 30 un estado de carga nominal, que está ajustado a la corriente de defecto nominal Ion y al tiempo de tolerancia.

El interruptor de valor umbral 40 está formado con preferencia por un diodo Zener, que presenta una tensión de ruptura definida con mucha precisión.

El impulso de control entregado por el interruptor de valor umbral 40 sirve para controlar el elemento de conmutación 50.

Éste funciona como interruptor de carga y genera un impulso de tensión de activación para el elemento de activación 60. En el caso de un interruptor FI dependiente de la tensión de red el elemento de conmutación 50 aprovecha, por ejemplo, la energía acumulada en el circuito de acumulación de energía 30 para generar el impulso de tensión de activación.

El elemento de conmutación 50 está formado en general por un interruptor electrónico. Este interruptor electrónico es con preferencia un elemento de conmutación auto-amplificador, por ejemplo un tiristor. Sin embargo, aparte de los tiristores también pueden utilizarse otras piezas constructivas como transistores o relés electrónicos.

Los tiristores se encienden automáticamente con una tensión de encendido normal. Sin embargo, para la activación normal del interruptor FI no se utiliza el auto-encendido del tiristor, sino la señal de control procedente del primer interruptor de valor umbral 40, que conduce a la disrupción eléctrica del elemento de conmutación 50.

El impulso de tensión de activación generado por el elemento de conmutación 50 se conduce hasta un elemento de activación 60, que separa el consumidor de la red.

El elemento de activación 60 puede estar configurado como activador de imán permanente (PMA). Con ello se mueve a través de una bobina un inducido que, a través de una cerradura de conmutación y un aparato de contacto, lleva a cabo la separación del consumidor de la red de suministro 12.

En el caso de la activación normal se obtiene el siguiente cuadro. Una corriente de defecto, que muestra al menos la intensidad de la corriente de defecto nominal y circula durante más tiempo que el tiempo de tolerancia, produce la carga del circuito de acumulación de energía 30 hasta el estado de carga nominal. En el caso de alcanzarse el estado de carga nominal el interruptor de valor umbral 40 impulsa el elemento de conmutación 50 con un impulso de control, que lleva éste a encenderse o a transconectarse. El impulso de tensión de activación generado con esto se reconduce al elemento de activación 60, que separa el consumidor de la red.

La disposición de circuitos conforme a la invención puede usarse para interruptores FI tanto independientes de la tensión de red como para dependientes de la tensión de red. En el caso de interruptores FI independientes de la tensión de red es necesario, sin embargo, que la energía acumulada en el circuito de acumulación de energía 30 sea suficiente para hacer posible una separación segura de la red mediante el elemento de activación 60. De este modo, el acumulador de energía 30 y el interruptor de valor umbral 40 deben ajustarse tanto a la corriente de defecto nominal como al elemento de activación 60.

La disposición esquematizada en la fig. 1 presenta el inconveniente de que determinados picos de tensión inevitables por debajo de la tensión de encendido procedente de la red de suministro, aunque no pueden conducir a la carga del acumulador de energía 30 en el estado de carga nominal sí al encendido del elemento de conmutación 50 o del tiristor (llamado encendido bifrontal). Las perturbaciones pueden llegar a través de la red, a través de la propia corriente de defecto, es decir, la inducida por una activación normal o, por el otro lado, desde el elemento de activación 60 o desde el PMA.

El encendido no deseado del elemento de conmutación 50 conduce en general a la separación del consumidor de la red mediante el elemento de activación 60. Esta activación defectuosa del interruptor FI no es deseada.

También es posible que el elemento de conmutación 50 genere un impulso de tensión de activación, pero que éste no sea suficiente para llevar a cabo la separación de la red mediante el elemento de activación 60. Esto es especialmente posible en el caso de interruptores FI independientes de tensión de red. El interruptor FI no se activa de este modo. Sin embargo, al mismo tiempo se impide una carga ulterior del circuito de acumulación de energía 30, porque mediante la apertura del elemento de conmutación 50 se produce un flujo de corriente permanente desde el circuito de acumulación de energía 30 a través del elemento de activación 60. De este modo es posible que el interruptor FI no se active, seguidamente, incluso en el caso de una corriente de defecto por encima de la corriente de defecto nominal. Esta no activación puede conducir a un riesgo para el ser humano.

El núcleo de la invención estriba en prever medidas que impidan que influencias negativas por debajo de un umbral prefijado puedan conducir a activar el elemento de conmutación 50. Esto se consigue mediante la previsión de un segundo interruptor de valor umbral 40'.

La fig. 2 muestra la estructura modular de un interruptor FI conocido en forma de un esquema de conexiones en bloques, que aclara la diferencia respecto a los interruptores FI conocidos.

Conforme a la invención, en el caso de la forma de ejecución mostrada en la fig. 2 se ha preconectado al elemento de conmutación 50 un segundo interruptor de valor umbral 40'. El segundo interruptor de valor umbral 40' bloquea o retiene el elemento de conmutación 50 y no libera el mismo hasta alcanzar un determinado estado de carga, designado a continuación como estado de carga mínima, del circuito de acumulación de energía 30.

Para esto el elemento de conmutación 50 debe presentar una segunda entrada de control, a través de la cual pueda activarse de tal modo el elemento de conmutación 50, que se impida una transconexión. Ésta puede ser por ejemplo la segunda entrada de control de un tiristor tetrodo.

Con la disposición de circuitos conforme a la invención es posible dimensionar el umbral o el estado de carga mínima, de tal manera que se suprima la multiplicidad de activaciones fallidas que se producen. Con esto se consigue una mejor resistencia a la averías. Para alcanzar una máxima resistencia a las averías, puede dimensionarse el estado de carga mínima según la aplicación del interruptor FI.

El estado de carga mínima no debe con ello elegirse naturalmente mayor que el estado de carga nominal, ya que en caso contrario se impediría la activación normal.

Como umbral o estado de carga mínima puede elegirse por ejemplo la mitad de un estado de carga nominal correspondiente a una corriente de defecto en el nivel de la corriente de defecto nominal. Con esta prefijación se puede suprimir más de la mitad de los fallos o influencias negativas normales en los interruptores FI de redes de suministro.

El estado de carga mínima debe elegirse con preferencia de tal modo que, al aplicarse precisamente este estado de carga mínima a la salida del circuito de acumulación de energía 30, la energía acumulada en el circuito de acumulación de energía 30 sea suficiente para que el elemento de activación 60 haga posible la separación de la red. Por medio de esto puede evitarse con seguridad el caso antes descrito de la no activación.

La fig. 3 muestra los elementos de la disposición de circuitos de un interruptor FI conforme a la invención. Los módulos 10, 20, 30, 40, 50 y 60 de la disposición de circuitos se corresponden con un interruptor FI retardado conocido.

Con Tx1 se ha designado un transformador de corriente acumulada en la red de suministro 12. El transformador de corriente acumulada Tx1 forma el dispositivo de detección 10 en el sentido de la invención. A través del transformador de corriente acumulada Tx1 se detecta la corriente de defecto, pero también llegan otro tipo de influencias negativas a la disposición de circuitos.

Después del devanado secundario del transformador de corriente acumulada se ha dispuesto el circuito de tratamiento 20.

El circuito de tratamiento 20 comprende en principio una resistencia R1 que sirve para amortiguar núcleos anulares con una tensión secundaria excesivamente elevada.

El condensador C1 sirve para adaptarse a la inductividad secundaria. De este modo es posible obtener un ajuste de resonancia del circuito de tratamiento 20 a 50 Hz o a la frecuencia de red.

Asimismo comprende el circuito de tratamiento 20 un rectificador con doblado de tensión. La conexión en puente del rectificador con circuito Delon está formada por los diodos D1 y D2 y los condensadores C2 y C3.

Después de la conexión en puente del rectificador se ha dispuesto un diodo Z D3 como elemento de referencia de tensión. Con este diodo Z D3 se limita la tensión del circuito de tratamiento 20. Esto impide una carga excesivamente elevada del condensador acumulador C4 postconectado en el caso de corrientes de defecto superiores (a partir de 5xI_{\Delta n}).

Después del circuito de tratamiento 20 se ha dispuesto un circuito de acumulación de energía 30. Éste comprende en la ejecución representada una fuente de corriente constante, que está formada por la capa de detención FET J1 y la resistencia R2. La resistencia R2 sirve para ajustar la corriente constante deseada. La FET funciona en el margen de corte. La fuente de corriente constante hace fluir una corriente, que sólo depende en pequeña medida de la tensión aplicada. Por medio de esto el condensador acumulador sólo se carga paulatinamente y se obtiene un retardo de tiempo en el comportamiento de activación. Sin embargo no es imprescindible la previsión de una fuente de corriente constante.

El núcleo del circuito de acumulación de energía 30 se compone del condensador acumulador C4, que se carga al aparecer una corriente de defecto.

El condensador acumulador C4 se descarga a propósito a través de la resistencia R3. Por medio de esto las corrientes de defecto breves, cuya duración sea inferior al tiempo de tolerancia del interruptor FI, o conducen a una carga permanente del circuito de acumulación de energía 30.

El primer circuito de valor umbral 40, que vigila de forma conocida la tensión a la salida del circuito de acumulación de energía 30, está formado por un diodo Z D4 conectado en la dirección de bloqueo. Si la tensión aplicada al diodo Z D4 alcanza su tensión de ruptura, se une mediante el diodo Z D4 la primera entrada de control GK del elemento de conmutación 50 a la salida del circuito de acumulación de energía 30.

La resistencia R8 conectada en serie al diodo Z D4 sirve para ajustar la tensión aplicada al diodo Z D4 y, de este modo, para ajustar el estado de carga nominal.

A partir del estado de carga nominal del circuito de acumulación de energía 30, ajustable mediante la tensión de ruptura del diodo Z D4 y la resistencia R8, se unen los puntos P3 y P4 a través de la resistencia R5. De este modo se genera mediante el interruptor de valor umbral 40 un impulso de control hacia la primera entrada de control GK del elemento de conmutación 50.

El elemento de conmutación 50 o el interruptor electrónico está formado, en el caso de la forma de ejecución representada, por un esquema equivalente de tiristor con una conexión anódica A y una catódica K así como por una GA por el lado del ánodo y una conexión Gate GK por el lado del cátodo. El esquema equivalente de tiristor contiene un transistor pnp Q1 y un transistor npn Q2, cuyos colectores y bases están unidos entre sí alternativamente, así como una resistencia R6.

La conexión anódica A o el emisor del transistor pnp Q1 hace con ello contacto con el potencial de la salida del circuito de acumulación de energía 30. La conexión catódica K está unida al elemento de activación 60.

El esquema equivalente de tiristor sirve de interruptor electrónico. En funcionamiento normal de la red, es decir, en el caso de ausencia de una corriente de defecto, el tiristor está bloqueado, es decir, no puede circular ninguna corriente entre la conexión anódica A y la conexión catódica K y más allá a través del elemento de activación 60.

En el caso de alcanzarse el estado de carga nominal se impulsa la conexión Gate GK por el lado del cátodo a través del diodo Z D4 disruptivo con un impulso de control, que conduce a la disrupción del esquema equivalente de tiristor.

La conexión Gate GK por el lado del cátodo fija la tensión emisor-base del transistor npn Q2 a través de la resistencia R5. Una tensión positiva en la conexión Gate GK por el lado del cátodo conduce de este modo a la activación del transistor npn Q2. Esto produce que los transistores Q1 y Q2 se controlen mutuamente y que se controlen por completo, dentro de un intervalo de tiempo muy corto, a causa de la influencia recíproca.

El esquema equivalente de tiristor sigue siendo conductor incluso después del impulso de control.

El elemento de conmutación 50 puede naturalmente estar compuesto, en lugar de por dos transistores bipolares, naturalmente también por un tetrodo tiristor con un Gate anódico y otro catódico, que está ejecutado como elemento constructivo propio. Éste puede conectarse o desconectarse a través de las conexiones de control.

El condensador C7 no es una pieza constructiva imprescindible para el elemento de conmutación 50. Sin embargo, forma una capacidad protectora adicional contra activaciones fallidas, ya que se amortiguan las perturbaciones procedentes del elemento de activación 60 o del PMA. En especial en el caso de un estado de carga mínimo situado considerablemente por debajo del estado de carga nominal es ventajoso prever el condensador C7. El segundo interruptor de valor umbral 40' bloquea el elemento de conmutación 50 hasta alcanzar el estado de carga mínima del circuito de acumulación de energía 30, por lo que no existe ningún riesgo de no activación del interruptor FI a causa de encendidos fallidos del elemento de conmutación 50; pero sin embargo pueden seguir produciéndose activaciones fallidas del interruptor FI en el caso de valores por encima del estado de carga mínima y por debajo del estado de carga nominal. Estas activaciones fallidas se suprimen en gran medida mediante el condensador C7.

La segunda conexión de control GA del elemento de conmutación 50 está unida a un segundo interruptor de valor umbral 40'.

El segundo interruptor de valor umbral 40' está formado, en el caso del circuito esquematizado en la fig. 3, por un transistor de efecto de campo J con conexión Gate G, Drain D y Source S.

Como transistor de efecto de campo J4 se utiliza una capa de detención autoconductora de canal n Fet (n-JFet). Ésta es conductora al aplicarse una tensión de control U_{GS}. La unión entre conexión Drain D y Source S sólo se excita en tensión cuando se aplica una tensión de control negativa U_{GS}, que sea mayor que la tensión umbral dependiente del fabricante (tensión Treshold: U_{th}). Un valor normal de la tensión Treshold es de 5 voltios.

En el presente circuito la conexión Drain D del transistor de efecto de campo J4 está dimensionada sobre la base del transistor pnp Q1.

La conexión Gate G del transistor de efecto de campo J4 está unida al potencial cero 0 y la conexión Source S a la salida del circuito de acumulación de energía 30. La tensión aplicada a la salida del circuito de acumulación de energía 30 sirve de este modo de tensión de control U_{GS}.

En esta disposición, el transistor de efecto de campo J4 es conductor hasta alcanzar la tensión Treshold U_{th} a la salida del circuito de acumulación de energía 30. Por medio de esto se encuentran en cortocircuito Source S y Drain D del transistor de efecto de campo J4 y, con esto, la base y el emisor del transistor pnp Q1. El transistor pnp Q1 está de este modo bloqueado y con ello también todo el esquema equivalente de tiristor. De este modo se impide de forma eficaz un encendido fallido del elemento de conmutación 50.

Cuando sube el estado de carga del circuito de acumulación de energía 30 y de este modo el potencial en la conexión Source, lo que es el caso cuando aparece una corriente de defecto a desconectar, se obtiene una activación del transistor de efecto de campo J4 con tensión Gate negativa con respecto a Source. Al alcanzarse la tensión Treshold se excita en tensión el transistor de efecto de campo J4.

Por medio de esto la base y el emisor del transistor pnp Q1 ya no están en cortocircuito y los transistores Q1, Q2 quedan libres para transconectar el impulso de tensión de activación al elemento de activación 60.

Con los valores indicados los impulsos de tensión alimentados en la disposición de circuitos, que permanecen en la conexión Gate G del transistor de efecto de campo J4 por debajo de la tensión Treshold U_{th}, no conducen al encendido del tiristor o del elemento de conmutación 50. Mediante la modificación de las magnitudes físicas semiconductoras del transistor de efecto de campo J4 puede variar este valor dentro de determinados límites, de tal manera que con la disposición de circuitos puede ajustarse casi a voluntad el umbral de tensión parásita con relación a la corriente de defecto nominal.

En lugar de la capa de detención autoconductora de canal n Fet (n-JFet) también son posibles otros transistores como por ejemplo una capa de detención de canal p (p-JFet), y transistores autoconductores n o p-Mosfet. Éstos deben activarse sin embargo con otra polaridad. La ventaja en el caso de estas piezas constructivas es que los Mosfets y Fets de capa de detención son principalmente simétricos, es decir, pueden intercambiarse Drain y Source.

Para la fabricación de disposiciones de circuitos lo más pequeñas posible, el transistor de efecto de campo está integrado junto con los otros elementos constructivos semiconductores con preferencia sobre un chip.

Como alternativa al transistor de efecto de campo J4 pueden utilizarse naturalmente también, representado en la fig. 4 mediante el bloque 42', un transistor bipolar, tiristor, una resistencia controlada por tensión o un relé que puedan activarse mediante un divisor de tensión, amplificador diferencial o comparador, simbolizados por el bloque 41'.

Aquí es esencial que la tensión aplicada al circuito de acumulación de energía 30 sea vigilada por el segundo interruptor de valor umbral 40' y que, al alcanzarse el estado de carga mínima, se libere el elemento de conmutación 50.

Claims (4)

1. Disposición de circuitos para un interruptor de corriente de defecto que comprende

- un dispositivo de detección (10) para una corriente de defecto en una red de suministro (12), a la que se ha postconectado con preferencia un circuito de tratamiento (20) para la corriente de defecto,

- un circuito de acumulación de energía (30) que se carga dependiendo de la corriente de defecto detectada,

- un interruptor de valor umbral (40) que vigila el estado de carga del circuito de acumulación de energía (30), y

- un elemento de conmutación (50) para generar un impulso de tensión de activación para un elemento de activación (60) para un interruptor separador de al menos un consumidor alimentado por la red de suministro (12),

en donde el interruptor de valor umbral (40) provoca, al alcanzarse un estado de carga prefijado (estado de carga nominal) del circuito de acumulación de energía (30), que el elemento de conmutación (50) genere un impulso de tensión de activación para el elemento de activación (60), en donde

- se ha previsto un segundo interruptor de valor umbral (40'), caracterizada porque el segundo interruptor de valor umbral, hasta alcanzar un estado de carga prefijado adicional o estado de carga mínima del circuito de acumulación de energía (30), bloquea el elemento de conmutación (50).

2. Disposición de circuitos según la reivindicación 1, caracterizada porque el estado de carga prefijado adicional o estado de carga mínima del circuito de acumulación de energía (30) está situado por encima del estado de carga necesario para el funcionamiento del elemento de activación (60).

3. Disposición de circuitos según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el segundo interruptor de valor umbral (40') está formado por un transistor de efecto de campo Depletion Typ Junction (J4) autoconductor de canal N.

4. Disposición de circuitos según las reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizada porque el transistor de efecto de campo (J4) está integrado sobre un chip con los otros elementos constructivos semiconductores.