ES2291599T3 - Procedimiento y dispositivo de identificacion del sentido de rotacion de dos fases de un sistema de tension trifasico. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de identificación del sentido de rotación de dos señales eléctricas periódicas (SL1, SL2) presentes en dos conductores eléctricos (L1, L2), especialmente de un sistema de tensión trifásico, según el cual se recogen las señales en ambos conductores (L1, L2) mediante dos hilos (3, 4) de un aparato de pruebas, dotados de una conexión a la tierra (8) vía el utilizador (7) del aparato y determinar dicho sentido de rotación a partir de la información proporcionada por ambas señales, sirviendo una de ambas señales de fase (SL2) de referencia de tensión, estando la otra señal de fase (SL1) desfasada para compensar el desfase provocado por la conexión a la tierra vía el utilizador, caracterizado porque el desfase de la otra señal está realizado mediante un circuito de entrada que incluye una capacidad (26).

Description

Procedimiento y dispositivo de identificación del sentido de rotación de dos fases de un sistema de tensión trifásico.

La invención se refiere a un procedimiento de identificación del sentido de rotación de dos señales eléctricas periódicas de misma frecuencia, presentes cada una en un conductor eléctrico, especialmente un sistema de tensión trifásico, según el cual se recogen señales de ambos conductores y se determina el sentido de rotación mediante puesta en relación de las señales recogidas, con la ayuda de un dispositivo que incluye una conexión a la tierra vía el utilizador de este último. La invención se refiere asimismo a un aparato para la puesta en marcha de dicho procedimiento.

Se conocen ya procedimientos y aparatos de este tipo. De este modo, se conoce un procedimiento que se basa en el uso de dos hilos conectados a sólo dos fases y de un electrodo de tacto para la aplicación de un dedo de un utilizador. Este procedimiento implica el uso de un puente divisor constituido esencialmente por resistencias y presenta un inconveniente en caso de que se lleven guantes aislantes. Por otra parte, la unión capacitiva con el utilizador provoca un desfase que corrompe la indicación. Además, la referencia eléctrica del sistema, incluso sin guantes, no es con seguridad el potencial de la tierra. Para la seguridad del utilizador, no existe aislamiento, sino sólo una limitación de corriente que sólo es efectiva en condiciones de uso normales.

En otro procedimiento conocido se emplean dos hilos con memorización de la fase, comparada con otra fase, con abertura de una ventana temporal. Este procedimiento presenta el inconveniente de exigir una operación en un tiempo muy corto en una red, y no funciona correctamente con grupos electrógenos debido a la inestabilidad. Por otra parte, sólo funciona con una horquilla de frecuencias muy reducida y se debe poder diferenciar las fases del neutro para poder evitar un error de indicación de sentido de rotación tras una mala conexión.

El documento DE 298 15 829 U describe un procedimiento y un aparato de identificación del sentido de rotación de dos señales eléctricas periódicas presentes en dos conductores eléctricos, según el cual se recogen las señales en ambos conductores mediante dos hilos de un aparato de pruebas dotados de una conexión a la tierra vía el utilizador del aparato, y determina dicho sentido de rotación a partir de la información proporcionada por las dos señales, sirviendo una de las dos señales de fase de referencia de tensión. Dicho documento divulga asimismo un desfase debido a la conexión a la tierra vía el utilizador.

La invención tiene por objeto proponer un procedimiento y un aparato que palia los inconvenientes del estado de la técnica que se acaban de mencionar.

Se consigue dicho objeto mediante el procedimiento según la reivindicación 1.

Según una característica de la invención, una de las dos fases está unida a la masa interna para servir de referencia en tensión y la recogida de la señal en la otra fase se realiza por medio de una conexión capacitiva destinada a compensar el desfase inducido por la capacidad de conexión con la tierra, vía el utilizador.

La invención se entenderá mejor, y otras objetivos, características, detalles y ventajas de la misma aparecerán con mayor claridad en el transcurso de la siguiente descripción explicativa, realizada con referencia a los dibujos adjuntos, proporcionados únicamente a título de ejemplo ilustrativo de un modo de realización de la invención, y en los cuales:

- la figura 1 muestra una vista sinóptica, en forma de un esquema bloque, del aparato de puesta en práctica del procedimiento de la invención, y

- las figuras 2A y 2B ilustran dos variantes de las etapas del procedimiento de la invención y del funcionamiento del aparato de puesta en práctica de dicho procedimiento.

En el esquema sinóptico de la figura 1, se han indicado, mediante las referencias L1, L2 y L3, los tres conductores de fase de una red trifásica, cuyo sentido de la rotación de fase debe determinarse con la ayuda de un aparato según la invención, designado mediante la referencia general 1. El neutro de la red, con referencia N, queda libre en el marco de la invención.

El aparato de la invención incluye dos hilos 3, 4 de recogida de las señales eléctricas en conductores de fase L1 a L3, terminando cada hilo por una punta de recogida o táctil, de manera conocida en sí, que constituye una entrada del aparato. En el caso de la figura 1, proporcionada a título de ejemplo, los hilos 3 y 4 están unidos a las fases L1 y L2, y el aparato tiene por misión establecer el sentido de rotación de dichas dos fases en el sistema trifásico representado que incluye las tres fases L1 a L3. El aparato incluye además una zona de tacto 6 para la aplicación de un dedo del utilizador, como se ilustra mediante la representación esquemática en 7 del utilizador mostrado de pie en la tierra indicada en 8.

Más concretamente, el aparato incluye una capacidad de unión con la tierra 8 formada por un elemento metálico 10 dispuesto en el interior de la caja del aparato, a cierta distancia de la pared indicada esquemáticamente en 11 de dicha caja. Ésta incluye, a nivel del elemento 10, en la cara exterior de la pared 11, una zona táctil, como se indica esquemáticamente en 12. La pared 11 de la caja y el intervalo de aire entre ésta y el elemento metálico 10 sirven de dieléctrico para la capacidad de unión.

El aparato 1 incluye asimismo dos basculantes del tipo D 14 y 15 que están destinadas a determinar la rotación de las dos fases elegidas, en el ejemplo representado las fases L1 y L2. Las salidas Q de los basculantes 14 y 15 están unidas por medio de un circuito de puerta lógica del tipo "O exclusivo" 17 a un dispositivo de exhibición 19 que incluye dos testigos 20, 21 ventajosamente en forma de diodos electroluminiscentes (ED), destinándose el testigo 20 a mostrar el estado de salida Q del basculante 14 y el testigo 21 el estado a la salida Q del basculante 15. Ambos testigos 20, 21 se muestran cada uno en el circuito colector de un transistor 22, 23 cuyos emisores están interconectados y unidos por medio de un contacto interruptor 24 a un potencial de la fuente de alimentación de energía eléctrica del dispositivo de exhibición 19

Según una característica esencial de la invención, una de las fases, la fase L1 en el ejemplo representado, está unida por medio de una capacidad 26 directamente a la entrada de reloj del basculante 14 y, por medio de un inversor 27, a la entrada de reloj H del basculante 15.

La segunda fase, L2 en el ejemplo representado, está unida, por una parte, por el hilo de entrada 3 del aparato a los bornes de referencia R de ambos basculantes 14 y 15 y, por otra parte, por medio de un dispositivo 29 que tiene como función aplicar a las entradas de datos D de los basculantes 14 y 15 la señal que representa el signo positivo o negativo, es decir el valor lógico, de la tensión existente entre la fase L2 y la tierra 8, como se explicará a continuación. La capacidad 26 en el hilo de entrada 4 tiene como función compensar el desfase ocasionado por la capacidad 6 de unión con la tierra, vía el utilizador 7.

A continuación, se describe, con referencia a las figuras 2A y 2B, el funcionamiento del aparato 1 de la invención y las distintas etapas del procedimiento que dicho aparato pone en práctica.

La figura 2A afecta al caso de utilización representado en la figura 1, donde se trata de determinar el signo del ángulo de fase entre las dos fases L1 y L2. Con objeto de simplificar, las señales de fase con forma normalmente sinusoidal están representadas mediante señales que evolucionan en el tiempo de forma lineal. Dado que en la figura 1 la señal de la fase L2 sirve de referencia en tensión siendo aplicada a los bornes de referencia R que constituyen la masa interna del aparato, la señal SL2 de la fase L2 se muestra constante, y la señal ST representativa de la tierra es periódica y constituye una señal alternativa con relación a la señal SL2 de referencia. La señal SL1 de la fase L1 aplicada por medio de la capacidad 26 a las entradas de reloj H de los basculantes del tipo D 14 y D 15 constituye asimismo una señal alternativa con relación a la señal de referencia SL2.

Por lo tanto, los basculantes 14 y 15 reciben tres señales, es decir una primera señal SL1 en las entradas de reloj H, una segunda señal formada por la Señal SL2 que sirve de referencia y aplicada a la entrada R de referencia y de masa interna, y una tercera señal de marcación de fase de la segunda señal SR2 con relación a la tierra 8, que es positiva o negativa con relación a esta última. Esta tercera señal se aplica a las entradas de datos D de los basculantes.

La figura 2A muestra asimismo la evolución de la señal SD. Se comprueba que dicha señal representa un estado lógico 1 o 2 según que la tercera señal ST sea positiva o negativa con relación a la señal de referencia SL2. La figura 2A ilustra asimismo las señales de reloj SL1 aplicadas a la entrada H del basculante 14 y la señal SL1i, invertida por el inversor 27 con relación a la señal SL1, a la entrada de reloj H del basculante 15.

Cabe subrayar que el procedimiento no requiere el uso de un basculante, es decir el basculante 14, constituyendo el basculante 15 una ventaja adicional, como se explica más adelante.

Dado que la especificidad de un basculante del tipo D es transferir a su salida Q la información presente en la entrada de datos D durante la aparición en la entrada de reloj de un evento, como el paso por cero de la señal SL1, en el presente caso, la salida Q del basculante 14 indica el signo del ángulo de fase entre la señal de fase SL1 y la señal de fase SL2. En efecto, como se observa claramente en la figura 2A, el signo del ángulo de fase de la señal SL1, con relación a la señal SL2 cambia en los puntos A y B para volverse positivo y negativo, siendo en dichos puntos A y B donde la señal de reloj cambia en la entrada de reloj H, mostrando en la salida Q los estados lógicos de la entrada de datos SD, que son distintos en los puntos A y B. El estado lógico en la salida Q determina si el testigo 20 está o no encendido, señalando así el signo de fase y el sentido de rotación entre las fases L1 y L2 del sistema trifásico.

Dado que el basculante 15 recibe una señal de reloj invertida con relación a la señal de reloj aplicada al basculante 14, el estado lógico a su salida Q es distinto con relación a la señal de salida del basculante 4.

Ambos basculantes, 14 y 15, están previstos para permitir una confirmación de la interpretación de las señales de entrada. El montaje del tipo "O exclusivo" 17, intercalado entre los basculantes 14 y 15 y el dispositivo de exhibición 19, prohíbe cualquier aplicación errónea de dos testigos encendidos simultáneamente.

Dado que las señales procedentes de las dos fases son fiables, en caso de acoplamiento defectuoso de la tercera en unión con la tierra, los dos basculantes estarán en el mismo estado, y ninguno de los testigos 20, 21 estará activado. Por el contrario, la inversión de las señales de reloj en los basculantes 14 y 15 permite el encendido de un testigo en el sentido de rotación directo y del otro en el sentido de rotación inverso.

La figura 2B ilustra el caso en que la primera señal que sirve de señal de reloj para los basculantes es la señal SL1 presente en la fase L1 que sirve de referencia y la señal SL3 presente en la fase L3.

El aparato de prueba de la invención, debido a que una entrada está acoplada capacitivamente con la tierra, puede servir, con la ayuda del circuito de marcación 29, para detectar la presencia de las fases en oposición con el neutro. Por lo tanto, este circuito de entrada es común a la detección de fase y a la marcación del sentido de rotación de las fases.

El contacto interruptor 24, en forma de botón pulsador está situado a proximidad del elemento sensor capacitivo 6 de la señal de tierra, con objeto de obligar al utilizador a colocar su dedo en éste. Si el botón pulsador no está cerrado, los circuitos de excitación de los testigos 20, 21 están abiertos y se impide que los testigos se enciendan.

El interruptor 24 sirve asimismo, al soltarlo, para efectuar una puesta a cero de los dos basculantes 14 y 15 por medio de una conexión de su borne unido a los circuitos de entrada de puesta a cero Rz de los basculantes, de la manera representada en la figura 1.

Resulta de la descripción de la invención que se acaba de realizar, que los principales aspectos de la invención residen en la utilización del potencial de una fase como referencia y una unión capacitiva para las demás señales, y de aplicar este principio a un sistema de detección de la presencia de las fases, utilizando un circuito común.

Claims (12)

1. Procedimiento de identificación del sentido de rotación de dos señales eléctricas periódicas (SL1, SL2) presentes en dos conductores eléctricos (L1, L2), especialmente de un sistema de tensión trifásico, según el cual se recogen las señales en ambos conductores (L1, L2) mediante dos hilos (3, 4) de un aparato de pruebas, dotados de una conexión a la tierra (8) vía el utilizador (7) del aparato y determinar dicho sentido de rotación a partir de la información proporcionada por ambas señales, sirviendo una de ambas señales de fase (SL2) de referencia de tensión, estando la otra señal de fase (SL1) desfasada para compensar el desfase provocado por la conexión a la tierra vía el utilizador, caracterizado porque el desfase de la otra señal está realizado mediante un circuito de entrada que incluye una capacidad (26).

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque se determina el sentido de rotación durante el paso a cero de la tensión existente entre las dos señales de fase (SL1, SL2).

3. Aparato para la puesta en práctica del procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, incluyendo el aparato un hilo de recogida de la señal de fase (SL2) que sirve de referencia, un hilo de recogida de la otra señal de fase (SL1), una conexión a la tierra vía el utilizador, y por lo menos un dispositivo (14) adaptado para producir una señal representativa del sentido de rotación de las fases en función de la señal (SL2) que sirve de referencia, de la otra señal (SL1) tras su desfase, y de la señal recibida por la conexión a la tierra, caracterizado porque incluye un circuito de entrada que recibe la otra señal de fase (SL1) e incluyendo una capacidad (26) de compensación del desfase provocado por la puesta a la tierra vía el utilizador.

4. Aparato, según la reivindicación 3, caracterizado porque el dispositivo mencionado incluye una entrada (R) de recepción de la señal de fase (SL2) que sirve de referencia, una entrada (H) de recepción de la otra señal (SL1) tras su desfase y una entrada D de recepción de una señal representativa del signo de la señal de referencia (SL2) con relación a la tierra (8).

5. Aparato, según la reivindicación 3, caracterizado porque incluye un basculante del tipo D (14) que recibe en su entrada de referencia la señal de fase (SL2) que sirve de señal de referencia, en su entrada de reloj (H) la otra señal de fase (SL1) tras su desfase, y en su entrada de datos (D) una señal representativa del signo de la señal de referencia con relación a la tierra (8), indicando el estado en la salida (Q) del basculante el sentido de rotación de las fases.

6. Aparato, según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque incluye un dispositivo de exhibición 19 del sentido de rotación de las fases (L1, L2).

7. Aparato, según una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque los medios de puesta a la tierra vía el utilizador del aparato incluyen un elemento metálico en el interior de la caja del aparato, a cierta distancia de la pared (11) de la misma, y una zona táctil (12) en la cara exterior de la caja a nivel del elemento metálico (10), sirviendo de dieléctrico la caja y el intervalo entre el elemento metálico (10) y la pared (11).

8. Aparato, según una de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque incluye un dispositivo (29) de establecimiento del signo de la señal de referencia (SL2) con relación a la tierra (8) y de aplicación de dicha señal a la entrada de datos D del dispositivo de establecimiento del sentido de rotación (14).

9. Aparato, según la reivindicación 8, caracterizado porque el dispositivo mencionado (29) está adaptado para captar la presencia de una señal de fase (SL2) que sirve de fase de referencia.

10. Aparato, según la reivindicación 9, caracterizado porque incluye un contacto interruptor (24) previsto en el circuito de activación del dispositivo de exhibición (19) del sentido de rotación, que está cerrado cuando el utilizador toca la zona de contacto (12) de la caja del aparato.

11. Aparato, según una de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado porque incluye un segundo basculante (15) del tipo D montado en paralelo al primer basculante (14) del tipo D, pero que recibe en su entrada de reloj (H) la señal de fase (SL1) invertida, permitiendo dicho segundo basculante confirmar el resultado proporcionado por el basculante (14).

12. Aparato, según la reivindicación 11, caracterizado porque un montaje del tipo "O exclusivo" está intercalado entre los basculantes y el dispositivo de exhibición (19), de manera a prohibir cualquier indicación errónea.