ES2358728T3 - Dispositivo de alarma temporizado para el uso junto con un dispositivo de protección de fuga a tierra. - Google Patents
Dispositivo de alarma temporizado para el uso junto con un dispositivo de protección de fuga a tierra. Download PDFInfo
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Abstract
Un dispositivo de alarma temporizada (1) para recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a tierra que debe ejecutar la prueba de integridad en el dispositivo de protección de fuga a tierra comprendiente: Un sistema microprocesador (10) que comprende una CPU (21), una memoria (23), un temporizador de accionamiento de alerta (22) y una interfaz de E/S (25); al menos un anunciador (11) eléctricamente conectado a la interfaz de E/S (25) del sistema microprocesador (10); un circuito de iniciación de accionamiento (20) que comprende una resistencia de corriente limitada (17) conectada en serie a un interruptor de accionamiento (16 o 36) para permitir al usuario del dispositivo de protección de fuga a tierra generar intencionalmente una corriente de fuga a tierra durante la realización de la prueba de integridad; medios para conectar el circuito de iniciación de accionamiento (20) a los cables de fase y de tierra de la zona de instalación eléctrica protegida por el dispositivo de protección de fuga a tierra; medios de detección de prueba (19) para permitir que el sistema microprocesador (10) determine si el usuario ha realizado una prueba de integridad en el dispositivo de protección de fuga a tierra; medios de detección de accionamiento (13) para permitir que el sistema microprocesador (10) determine el accionamiento del dispositivo de protección de fuga de tierra; y medios para conectar los medios de detección de accionado (13) al cable de fase y neutro de la zona de instalación eléctrica protegida por el dispositivo de protección de fuga a tierra; medios para recibir y aplicar un suministro de energía al dispositivo de alarma temporizado (1); donde el sistema microprocesador (10) activa el anunciador o cada anunciador (11) para alertar al usuario de que debe realizar una prueba de integridad en el dispositivo de protección de fuga a tierra cuando el temporizador de accionamiento de alerta (22) del sistema microprocesador (10) temporizado ha expirado; y donde el dispositivo de alarma temporizado (1) reconoce que la prueba de integridad ha sido superada con éxito sólo si el sistema microprocesador (10) del dispositivo de alarma temporizado (1) determina, a través de los medios de detección de prueba (19), que el usuario ha realizado una prueba de integridad y determina posteriormente, a través de medios de detección de accionado (13), que el dispositivo de protección de fuga a tierra ha sido accionado.
Description
Dispositivo de alarma temporizado para el uso
con un dispositivo de protección de fuga a tierra.
Esta invención se refiere a un dispositivo de
alarma temporizado para el uso con un dispositivo de protección de
fuga a tierra que proporciona una alarma visual y/o audible para
recordar al usuario del dispositivo de protección de fuga a tierra,
para que ejecute la prueba de integridad en el dispositivo de
protección de fuga a tierra en un intervalo de tiempo
programado.
Los dispositivos de protección de fuga a tierra
tales como RCDs (dispositivos de corriente residual) o GFCIs
(interruptores del circuito de falla a tierra) o ELCB (disyuntores
de fuga a tierra) son dispositivos eléctricos instalados para
proporcionar una protección contra la electrocución y pueden reducir
el riesgo de que surja fuego de la falla aislante en la instalación
eléctrica. Por ejemplo, los dispositivos de protección de fuga a
tierra de la corriente accionada del tipo típicamente operado con
una corriente residual en el orden de 30 mA a 100 mA, este nivel de
protección nunca puede ser igualado por disyuntores o fusibles
solos. Un dispositivo de protección de fuga a tierra que funcionara
mal no serviría para su función prevista y no daría protección
contra una electrocución y los riesgos asociados a la falla
aislante. Es por lo tanto importante que sea capaz de realizar
pruebas no destructivas en dispositivos de protección de fuga a
tierra regularmente para asegurar que los dispositivos de
protección de fuga a tierra de mal funcionamiento se detecten y se
sustituyan antes de que ocurra algo indeseado. Para este propósito,
cada dispositivo de protección de fuga a tierra dispone de una
tecla de prueba para controlar la integridad electromagnética del
dispositivo de protección de fuga a tierra. Como precaución para
los usuarios de dispositivos de protección de fuga a tierra, en más
dispositivos de protección de fuga a tierra una etiqueta instruye
al usuario para que controle la función del dispositivo de
protección de fuga a tierra de manera que regule los intervalos y
observe si el dispositivo de protección de fuga a tierra falla
instantáneamente. De hecho, incluir tal etiqueta en los caracteres
indelebles de un dispositivo de protección de fuga a tierra es un
requisito de la Norma 514-12-02 de
las Normas de Cableado IEE para recordar al usuario que debe
realizar la prueba de integridad en el dispositivo de protección de
fuga a tierra trimestralmente, mientras la UL recomienda examinar
los dispositivos de protección de fuga a tierra una vez al mes para
verificar que el trabajo se realiza adecuadamente. En la práctica,
muchos usuarios no se molestan en desempeñar tal control en la
integridad electromecánica de los dispositivos de protección de
fuga a tierra, tales como la integridad del circuito de detección y
el mecanismo de accionamiento, principalmente porque los usuarios
no son conscientes de la necesidad y de la importancia de tales
pruebas de integridad. Como resultado, un dispositivo de protección
de fuga a tierra con mal funcionamiento puede no ser detectado
hasta que se ocurre una tragedia o una pérdida de la propiedad.
Es por lo tanto útil tener un dispositivo que
recuerde a los usuarios periódicamente que deben ejecutar las
pruebas de integridad en los dispositivos de protección de fuga a
tierra. Si el dispositivo de protección de fuga a tierra falla en
la prueba de integridad, el usuario detectará que el dispositivo de
protección de fuga a tierra necesita ser sustituido. A través de
tales recordatorios en los intervalos de tiempo programados para
ejecutar las pruebas de integridad, la pérdida de vida o propiedad
debido al mal funcionamiento del dispositivo de protección de fuga
a tierra podría ser minimizada.
Un ejemplo de tal dispositivo de protección
equipado con un recordatorio de las pruebas se describe en la EP 0
665 623. El microprocesador se programa para lanzar periódicamente
una señal - por ejemplo un destello, cada mes - para invitar al
usuario a ejecutar una prueba de integridad. No obstante, el
accionamiento real de la prueba y la interpretación de los
resultados dependen en su totalidad de la voluntad del usuario, con
el riesgo mencionado de malfuncionamiento en caso de descuido del
mismo.
Es necesario un dispositivo recordatorio de las
pruebas que pueda además verificar los resultados de la prueba de
integridad y realizar las acciones adecuadas en caso de respuesta
anómala. La solución la proporciona el dispositivo de alarma
temporizado según las características de la reivindicación 1.
Según un aspecto de esta invención, se
proporciona un dispositivo de alarma temporizado para ser usado
junto con un dispositivo de protección de fuga a tierra que
comprende un sistema de microprocesador con una CPU, memoria, un
accionador de alarma temporizado y una interfaz de E/S (interfaz de
entrada/salida); como mínimo un anunciador eléctricamente conectado
a la interfaz de E/S del sistema microprocesador, el anunciador que
se desencadena en un intervalo de tiempo programado en el accionador
de alarma temporizado del sistema microprocesador para alertar al
usuario de que debe ejecutar una prueba de integridad en el
dispositivo de protección de fuga a tierra en el temporizador de
accionamiento de alerta; un circuito de iniciación accionado con
las extremidades del circuito de iniciación accionado conectado a
los cables de fase y neutro en el lado de carga de la zona de
instalación eléctrica protegida por el dispositivo de protección de
fuga a tierra para permitir que el usuario del dispositivo de
protección de fuga a tierra genere intencionalmente una corriente
de fuga a tierra durante la producción de la prueba de integridad;
medios de detección de rendimiento de prueba para permitir que el
sistema microprocesador determine que el usuario ha realizado una
prueba de integridad en el dispositivo de protección de fuga de
tierra; medios de detección de accionamiento conectados a los cables
de fase y neutro en el lado de carga de la zona de instalación
eléctrica protegida por el dispositivo de protección de fuga a
tierra con la salida de los medios de deleción accionados lindados
con el sistema microprocesador a través de la interfaz de E/S para
detectar el accionamiento del dispositivo de protección de fuga a
tierra y una unidad de suministro de potencia que provee de energía
al dispositivo de alarma temporizado donde el temporizador
accionador de alarma y los anunciadores se reestablecen sólo si los
medios de detección de accionamiento detectan el accionamiento del
suministro eléctrico confirmando el éxito de la prueba de integridad
en el dispositivo de protección de fuga a tierra.
Según otro aspecto de esta invención, se
proporciona un dispositivo de alarma temporizado para ser utilizado
junto con un dispositivo de protección de fuga a tierra que
comprende un sistema de microprocesador con una CPU, memoria, un
temporizador accionador de alarma, un temporizador de accionamiento
y una interfaz E/S (interfaz de entrada/salida); un medio de
detección de accionamiento para detectar accionamiento del
dispositivo de protección de fuga a tierra; al menos un anunciador
conectado eléctricamente a la interfaz de E/S del sistema
microprocesador, siendo el anunciador accionado en un intervalo de
tiempo preprogramado programado en el temporizador accionador de
alerta del sistema microprocesador para alertar al usuario de que
realice un test de integridad en el dispositivo de protección de
fuga a tierra en el momento de la temporización del temporizador
accionador de alarma; un circuito de iniciación de accionamiento con
las extremidades del circuito de iniciación de accionamiento
conectado con los cables de fase y neutro en el lado de carga de la
zona de instalación eléctrica protegida con el dispositivo de
protección de fuga a tierra para permitir que el usuario del
dispositivo de protección de fuga a tierra genere intencionalmente
una corriente de fuga a tierra durante la realización del test de
integridad; los medios de detección de accionamiento conectados a
los cables de fase y neutro en el lado de carga de la zona de
instalación eléctrica protegido por el dispositivo de protección de
fuga a tierra con la salida del medio de detección de accionamiento
unido al sistema de microprocesador a través de la interfaz de E/S
para detectar el accionamiento del dispositivo de protección de fuga
a tierra y unidad de suministro de potencia que suministra potencia
al dispositivo de alarma temporizado donde el temporizador de
accionamiento de alarma se reajusta solo si el medio de detección de
accionamiento detecta el accionamiento del suministro de
electricidad confirmando el éxito del test de integridad del
dispositivo de protección de fuga a tierra, tal y como ha sido
medido por el temporizador de accionamiento en una gama de tiempo de
accionamiento prescrito típica entre 30 ms a 200 ms, dependiendo en
la sensibilidad del dispositivo de protección de fuga a tierra y la
corriente de fuga.
Las características y la utilidad de la
invención será más fácilmente apreciada con la descripción detalla
siguiente si se lee conjuntamente con los dibujos anexos, en los
que:
La fig. 1 es un diagrama de bloques de una forma
de realización del dispositivo de alarma temporizado de esta
invención donde el interruptor de accionamiento del circuito de
iniciación de accionamiento y el interruptor de detección de
prueba de los medios de detección de prueba son conectados
manualmente con un botón de prueba.
La fig. 2 es un diagrama de bloques de otra
forma de realización del dispositivo de alarma temporizada de esta
invención donde el interruptor accionador del circuito de iniciación
de accionamiento es accionado manualmente con un botón de prueba y
donde el medio de detección de prueba es la salida de un
optoacoplador eléctricamente interconectado al botón de
accionamiento.
La fig. 3 es un diagrama de bloques que muestra
una configuración para las interconexiones entre el dispositivo de
alarma temporizado de esta invención, un instrumento (carga) y un
dispositivo de protección de fuga a tierra de la corriente
residual del tipo operado para que se use en conjunto con el
dispositivo de alarma temporizado.
La fig. 4 es un diagrama de bloques que muestra
una configuración para las interconexiones entre el dispositivo de
alarma temporizada de esta invención, un instrumento y un
dispositivo de protección de fuga a tierra del voltaje del tipo
operado para que sea usado con el dispositivo de alarma
temporizada.
Las figuras 5a, 5b, 5c y 5d son algunas
ilustraciones de las configuraciones posibles de un sensor de
voltaje.
La fig. 6 es una ilustración de una
configuración posible de un sensor de corriente.
La fig. 7 es un flujograma que muestra la
secuencia de flujo en la operación del dispositivo de alarma
temporizado de esta invención provisto de un temporizador de
accionamiento de alerta pero no de un temporizador de
accionamiento.
La fig. 8 es un flujograma que muestra la
secuencia de flujo en la operación del dispositivo de alarma
temporizado de esta invención provista de ambos un temporizador de
accionamiento de alerta y un temporizador de accionamiento.
La fig. 9 es un diagrama de bloques de otra
forma de realización del dispositivo de alarma temporizado de esta
invención donde el interruptor accionador del circuito de iniciación
de accionamiento se cierra en respuesta a un comando de encendido
del sistema microprocesador y los medios de detección de prueba es
una tecla de prueba operada manualmente.
La invención será ahora descrita con referencia
a los dibujos anexos, donde los numerales de referencia designan
elementos correspondientes o idénticos en todos los dibujos
variados. Ya que un dispositivo de protección de fuga a tierra es
un componente disponible comercialmente, su operación es bien
conocida por los expertos en la técnica y no está descrita
aquí.
Conforme a la presente invención, se proporciona
un dispositivo de alarma temporizada (1) para el uso junto con un
dispositivo de protección de fuga a tierra (2 o 6) tal como un RCD
(dispositivo de corriente residual) o GFCI (interruptor de circuito
de avería de tierra) o ELCB (disyuntor de fuga de tierra) para
avisar al usuario de una zona de instalación eléctrica protegida
por el dispositivo de protección de fuga a tierra (2 o 6) de
ejecutar las pruebas de integridad periódicamente en el dispositivo
de protección de fuga a tierra (2 o 6) y en el cableado de conexión
a tierra (45) si el usuario ha no realizado la prueba de integridad,
dentro de un tiempo predeterminado, en el dispositivo de protección
de fuga a tierra en su propio acuerdo.
En referencia a Fig.1, 2 y 9, el dispositivo de
alarma temporizado (1) comprende un sistema de microprocesador
(10), medios de detección de accionamiento (13), un anunciador (11),
un circuito de iniciación de accionamiento (20), medios de
detección de prueba (19), una unidad de suministro de energía (14) y
terminales T1, T2 y T6 (43, 44 y 49) que proveen medios para
conectar el dispositivo de alerta a los cables de fase, neutro y
tierra de la zona de instalación eléctrica protegida por el
dispositivo de protección de fuga a tierra. El dispositivo de
alarma temporizada (1) puede ser así provisto de un panel de
visualización de mensaje (12).
El sistema microprocesador (10) comprende una
unidad de procesamiento central (CPU) (21), una memoria (23), no
volátil y volátil, un temporizador de alerta de accionamiento (22) y
una interfaz de E/S (25). En otra forma de realización, el sistema
de microprocesador (10) puede ser así provisto de un temporizador de
accionamiento (26). La CPU (21) es el cerebro del sistema de
microprocesador (10) y ejecuta instrucciones preprogramadas que
residen en la memoria (23) para el funcionamiento apropiado del
dispositivo de alarma temporizada (1). El accionador de alerta
temporizado (22) y el temporizador opcional de accionamiento (26)
son temporizadores controlados por un software con su temporización
y de lógica controlada por la CPU (21) del sistema de
microprocesador (10).
El medio de detección de accionamiento (13) es
un circuito o dispositivo para detectar si el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2 o 6) se ha accionado cuando un
usuario del dispositivo de protección de fuga a tierra (2 o 6)
ejecuta la prueba de integridad en el dispositivo de protección de
fuga a tierra (2 o 6). Los medios de detección de accionamiento
(13) puede ser un sensor de voltaje para la detección del voltaje a
través de los cables de fase y neutro de la zona de instalación
eléctrica protegida por el dispositivo de protección de fuga a
tierra (2 o 6) o un sensor de corriente para detectar indirectamente
el voltaje a través del cable de fase y neutro de la zona de
instalación eléctrica protegida por el dispositivo de protección de
fuga a tierra (2 o 6). En funcionamiento, esto se realiza porque
conecta los terminales de entrada T1 y T2 (43 y 44) del dispositivo
de alarma temporizado (1) al cable de fase y neutro de la zona de
instalación eléctrica. La salida de los medios de detección de
accionamiento (13) se interconecta al sistema de microprocesador
(10) a través de la interfaz de E/S (25) para permitir que el
sistema de microprocesador (10) muestre continuamente la salida de
medios de detección de accionamiento (12).
El anunciador (11) proporciona señales de alerta
audibles y visibles al usuario del dispositivo de protección de
fuga a tierra (2 o 6) para ejecutar la prueba de integridad en el
dispositivo de protección de fuga a tierra (2 o 6) en un intervalo
de tiempo programado. El anunciador (11) es eléctricamente conectado
al sistema de microprocesador (10) a través de la interfaz de E/S
(25) del sistema microprocesador (10) para permitir que el sistema
microprocesador (10) controle el encendido y apagado de las señales
de alerta audibles y visibles. El anunciador (11) consiste al menos
en un altavoz o timbre u otras formas de dispositivos capaces de
generar un sonido o voz de advertencia audible y/o un indicador
visual para alertar al usuario de que debe ejecutar una prueba de
integridad en el dispositivo de protección de fuga a tierra (2 o 6)
como y cuando el temporizador de alerta de accionamiento (22) del
sistema microprocesador (10) se desconecte como se describe más
tarde.
El panel de visualización de mensajes (12) puede
ser opcionalmente proporcionado y cuando se proporciona se
interconecta al sistema microprocesador (10) a través de la interfaz
de E/S (25) para permitir que el sistema microprocesador (10)
exponga instrucciones escritas al usuario del dispositivo de
protección de fuga a tierra (2 o 6) sobre qué acciones debe
emprender. El panel de visualización de mensajes (12) es capaz de
mostrar mensajes estáticos o en desplazamiento. Estos mensajes
incluyen instrucciones al usuario del dispositivo de protección de
fuga a tierra (2 o 6) a propósito de los anuncios y las acciones
necesitadas por el usuario. En el caso de una prueba fallida, un
mensaje podría aparecer para notificar al usuario por consiguiente y
pedir al usuario que busque ayuda de un experto. Estos mensajes se
predefinen y prealmacenan en la memoria (23) de sistema
microprocesador (10).
El circuito de iniciación de accionamiento (20)
habilita al usuario del dispositivo de protección de fuga a tierra
para que genere intencionadamente una corriente de fuga a tierra,
durante la realización de la prueba de integridad, para accionar el
dispositivo de protección de fuga a tierra (2 o 6) y el medio que
permite la detección (19) es un dispositivo o circuito conectado al
sistema microprocesador (10) que permite que el sistema
microprocesador (10) determine que el usuario ha realizado una
prueba de integridad en el dispositivo de protección de fuga a
tierra (2 o 6). Una vez que el sistema microprocesador (10)
determine que una prueba de integridad ha sido realizada, el
sistema microprocesador (10) comparará la salida de medios de
detección de accionamiento (13) como se ha probado después de que
un retraso de tiempo predefinido, siendo al menos más largo que el
tiempo de accionamiento descrito del dispositivo de protección de
fuga a tierra (2 o 6), para que el voltaje estimado determine si el
dispositivo de protección de fuga a tierra (2 o 6) se acciona como
debería si el dispositivo de protección de fuga a tierra estuviera
funcionando adecuadamente.
Haciendo referencia ahora sólo a la Fig. 1, en
una forma de realización del circuito de iniciación de
accionamiento (20) y los medios de detección de prueba (19), el
circuito de iniciación de accionamiento (20) comprende un
interruptor accionador (16) conectado en serie con una resistencia
que limita la corriente (17) con las extremidades del circuito de
iniciación de accionamiento (20) conectado al cable de fase y neutro
de la zona de instalación eléctrica protegida por el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2 o 6) a través de los terminales T1
(43) y T6 (49) del dispositivo de alarma temporizada (1) y el medio
de detección de prueba (19) es un interruptor de detección de
prueba (15). El interruptor accionador (16) en el circuito de
iniciación de accionamiento (20) es el primer par de contactos de
una tecla de prueba operada manualmente (5) mientras que el
interruptor de detección de prueba (15) es el segundo par de
contactos de la tecla de prueba (5). El interruptor de detección de
prueba (15) es mecánicamente o eléctricamente interconectado o
interconectado mecánicamente y eléctricamente con el interruptor
accionador (16) y con las extremidades del interruptor de detección
de prueba (15) eléctricamente interconectadas al sistema
microprocesador (10) a través de la interfaz de E/S (25) del
sistema microprocesador (10). El valor del resistor limitador de
corriente (17) del circuito de iniciación de accionamiento (20) se
determina por la sensibilidad del dispositivo de protección de fuga
a tierra (2 o 6). Cuando el dispositivo de alarma temporizada (1) se
conecta en uso a la zona de instalación eléctrica protegida por el
dispositivo de protección de fuga a tierra (2 o 6), el accionamiento
de la tecla de prueba (5) cierra el interruptor accionador (16),
completando el trayecto del circuito del cable de fase al cable de
tierra y generando así intencionadamente una corriente de pérdidas a
través del resistor de limitación de corriente (17) de tierra para
accionar el dispositivo de protección de fuga a tierra (2 o 6). Al
mismo tiempo, el accionamiento de la tecla de prueba (5) cambia el
estado del interruptor de detección de prueba (15). Cuando el
sistema microprocesador (10) detecta un cambio en el estado del
interruptor de detección de prueba (15), el sistema microprocesador
(10) determina que el usuario ha realizado una prueba de integridad
en el dispositivo de protección de fuga a tierra (2) y el sistema
microprocesador (10) luego muestra la salida de los medios de
detección de accionamiento (13) después de que un retraso de tiempo
predefinido determine si la prueba de integridad ha sido realizada
con éxito. Como se ha descrito anteriormente, el retraso de tiempo
predefinido está provisto para evitar que el sistema microprocesador
(10) examine un valor de salida de los medios de detección de
accionamiento (13) antes del accionamiento del dispositivo de
protección de fuga a tierra (2 o 6). Las condiciones de
predeterminación determinadas deben satisfacerse para que el sistema
microprocesador (10) del dispositivo de alarma temporizada (1)
reconozca si la prueba de integridad ha sido exitosa. Estas
condiciones predeterminadas serán descritas después.
Haciendo referencia ahora sólo a la Fig. 2, en
otra forma de realización del circuito de iniciación de
accionamiento (20) y los medios de detección de prueba (19), el
circuito de iniciación de accionamiento (20) comprende un
interruptor accionador (16), una resistencia de corriente limitada
(17) y un optoacoplador (18) conectado en serie con las
extremidades del circuito de iniciación de accionamiento (20)
conectado en uso al cable de fase y neutro de la zona de
instalación eléctrica protegida por el dispositivo de protección de
fuga a tierra (2 o 6) a través de los terminales T1 (43) y T6 (49)
del dispositivo de alarma temporizada (1) y el medio de detección
de prueba (19) es la salida del optoacoplador (18) con las
extremidades de la salida del optoacoplador (18) eléctricamente
interconectadas al sistema microprocesador (10) a través de la
interfaz de E/S (25) del sistema microprocesador (10). El
interruptor accionador (16) en el circuito de iniciación de
accionamiento (20) es el par de contactos de una tecla de prueba
operada manualmente (5). El valor de la resistencia de corriente
limitada (17) del circuito de iniciación de accionamiento (20) se
determina por la sensibilidad del dispositivo de protección de fuga
a tierra (2 o 6). En esta configuración, la salida del
optoacoplador (18) es eléctricamente interconectada al interruptor
accionador (16). El optoacoplador (18) del circuito de iniciación
de accionamiento (20) puede ser también provisto de un diodo inverso
polarizado (33) para proteger el optoacoplador (18) contra un
potencial inverso durante cada medio ciclo del suministro AC. El
optoacoplador (18) y el diodo inverso polarizado (33) se pueden
sustituir con un optoacoplador disponible comercialmente provisto
de un diodo inverso polarizado como unidad integral. Cuando el
dispositivo de alarma temporizada (1) se conecta a la zona de
instalación eléctrica protegida por el dispositivo de protección de
fuga a tierra (2 o 6), el accionamiento de la tecla de prueba
operada manualmente (5) cierra el interruptor accionador (16),
completando el trayecto de circuito del cable de fase al de tierra y
así generando intencionadamente una corriente de pérdidas a través
de la resistencia de corriente limitada (17) a tierra para accionar
el dispositivo de protección de fuga a tierra. La corriente de fuga
a tierra activa el optoacoplador (18) y cambia el estado de la
salida del optoacoplador (18). Cuando el sistema microprocesador
(10) detecta un cambio en el estado de la salida del optoacoplador
(18), el sistema microprocesador (10) determina que el usuario ha
realizado una prueba de integridad en el dispositivo de protección
de fuga a tierra (2) y el sistema microprocesador (10) luego
muestra la salida de los medios de detección de accionamiento (13)
después de que un retraso de tiempo predefinido determine si la
prueba de integridad es exitosa. El propósito del retraso de tiempo
predefinido ha sido descrito anteriormente. Ciertas condiciones de
predeterminación deben satisfacerse para que el sistema
microprocesador (10) del dispositivo de alarma temporizada (1)
reconozca si la prueba de integridad ha resultado exitosa. Estas
condiciones predeterminadas serán descritas posteriormente.
En otra forma de realización, el optoacoplador
de la Fig. 2 se puede sustituir con un relé en estado sólido para
proporcionar un medio de detección de prueba (19) que está
interconectado también eléctricamente con el interruptor accionador
(16). En esta forma de realización, la iniciación de accionamiento,
el circuito (20) comprende un interruptor accionador (16), un
resistor de limitación de corriente (17) y un relé de estado sólido
(no mostrado) conectado en serie con las extremidades del circuito
de iniciación de accionamiento (20) conectado en uso al cable de
fase y neutro de la zona de instalación eléctrica protegida por el
dispositivo de protección de fuga a tierra (2 o 6) vía los
terminales T1 (43) y T6 (49) del dispositivo de alarma temporizada
(1) y el medio de detección de prueba (19) es un par de contactos
del relé en estado sólido con las extremidades de los contactos del
relé de estado sólido eléctricamente interconectado al sistema
microprocesador (10) a través de la interfaz de E/S (25) del
sistema microprocesador (25). El interruptor accionador (16) en el
circuito de iniciación de accionamiento (20) es el par de contactos
de una tecla de prueba operada manualmente (5). Cuando el
dispositivo de alarma temporizada (1) se conecta cuando está en uso
a la zona de instalación eléctrica protegida por el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2 o 6), el accionamiento de la tecla de
prueba operada manualmente (5) cierra el interruptor de
accionamiento (16), generando una corriente de fuga para accionar
el dispositivo de protección de fuga a tierra. La corriente de fuga
a tierra activa el relé en estado sólido (no mostrado) y cambia el
estado del par de contactos del relé en estado sólido. Cuando el
sistema microprocesador (10) detecta un cambio en el estado del par
de contactos del relé en estado sólido, el sistema microprocesador
(10) determina que el usuario ha realizado una prueba de integridad
en el dispositivo de protección de fuga a tierra (2) y el sistema
microprocesador (10) determina si la condición de predeterminación
para una prueba de integridad exitosa está satisfecha, como se
describe anteriormente, a través del muestreo de las salidas de los
medios de detección de accionamiento (13).
Haciendo referencia ahora sólo a la Fig. 9 , en
otra forma de realización del circuito de iniciación de
accionamiento (20) y medios de detección de prueba (19), el circuito
de iniciación de accionamiento (20) comprende un interruptor
accionador (36) conectado en serie con un resistor de limitación de
corriente (17) con las extremidades del circuito de iniciación de
accionamiento (20) conectadas en uso al cable de fase y neutro de
la zona de instalación eléctrica protegida por el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2 o 6) a través de los terminales T1
(43) y T6 (49) del dispositivo de alarma temporizada (1) y el medio
de detección de prueba (19) es una tecla de prueba operada
manualmente (35) con las extremidades de la tecla de prueba (35)
eléctricamente interconectadas al sistema microprocesador (10) a
través de la interfaz de E/S (25) del sistema microprocesador (25).
El valor del resistor de limitación de corriente (17) del circuito
de iniciación de accionamiento (20) se determina por la sensibilidad
del dispositivo de protección de fuga a tierra (2 o 6). El circuito
de iniciación de accionamiento (20) se interconecta con el sistema
microprocesador (10) a través de la interfaz de E/S (25) para
permitir que el sistema microprocesador (10) entregue una orden al
interruptor accionador (36) del circuito de iniciación de
accionamiento (20) y donde el encendido y apagado del interruptor
accionador (36) se controla por el sistema microprocesador (10).
Las formas de realización preferidas para el
interruptor accionador (36) son un interruptor electrónico y un
interruptor electromecánico. Cuando el dispositivo de alarma
temporizada (1) se conecta en uso a la zona de instalación
eléctrica protegida por el dispositivo de protección de fuga a
tierra (2 o 6), el accionamiento de la tecla de prueba (35)
habilita que el sistema microprocesador (10) determine que el
usuario ha realizado una prueba de integridad en el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2 o 6) y el sistema microprocesador
(10) enviará una orden de encendido para cerrar el interruptor
accionador (36) del circuito de iniciación de accionamiento (20)
para generar intencionadamente una corriente de fuga a tierra a
través del resistor de limitación de corriente (17) para accionar
el dispositivo de protección de fuga a tierra (2 o 6). El sistema
microprocesador (10) muestra la salida de medios de detección de
accionado (13) después de que un retraso de tiempo predefinido
determine si la prueba de integridad ha sido superada con éxito. Las
condiciones de predeterminación determinadas deben ser satisfechas
para que el sistema microprocesador (10) del dispositivo de alarma
temporizada (1) reconozca que la prueba de integridad ha sido
superada con éxito. Estas condiciones predeterminadas serán
descritas posteriormente.
En el caso de un interruptor electrónico, la
forma de realización preferida para el interruptor electrónico es
un triac o un relé en estado sólido. En el caso de un interruptor
electromagnético, el interruptor accionador (36) es un par de
contactos normalmente abiertos de un relé electromecánico.
En el caso de interruptor electrónico tal como
un triac o un relé en estado sólido, en el momento de recibir una
orden de encendido del sistema microprocesador (10), el interruptor
electrónico se cierra, causando que una corriente de fuga a tierra
fluya a través del resistor limitador de corriente (17) a tierra
para causar que el dispositivo de protección de fuga a tierra sea
accionado.
En el caso de un interruptor electromagnético,
el par de contactos normalmente abiertos del relé electromagnético
que está conectado en serie con el resistor limitador de corriente
se cierra cuando el relé electromagnético se activa para recibir
una orden de encendido del sistema microprocesador (10), el cierre
del par de contactos resulta en una corriente de fuga a tierra que
fluye a través del resistor limitador de corriente (17) a tierra.
La fuga a tierra causa sucesivamente que el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2 o 6) se accione.
Refiriéndonos nuevamente a las Fig. 1, 2 y 9, el
dispositivo de alerta temporizado (1) se acciona por una unidad de
suministro de energía (14) en forma de un convertidor AC/DC que se
conecta en uso al cable de fase y neutro de la zona de instalación
eléctrica protegida por el dispositivo de protección de fuga a
tierra (2 o 3) a través de los terminales de entrada T1 y T2 (43 y
44) del dispositivo de alarma temporizado (1). La unidad de
suministro de energía (14) puede también ser una batería externa (no
mostrada). Alternativamente, una batería interna (no mostrada) se
puede proporcionar para servir como unidad de suministro de energía
(14) o como una reserva al convertidor AC/DC en el caso de que el
suministro eléctrico AC se corte. La batería habilita el
temporizador de alerta de accionamiento (22) para que continúe
contando el tiempo incluso cuando el suministro de energía de la
instalación eléctrica esté apagado por cualquier motivo. Mientras
que la batería proporciona una exactitud a la hora de contar, no es
esencial ya que el corte de un suministro de energía durante unas
dos horas o incluso uno o dos días, aunque el resultado de la prueba
de integridad se retrase ligeramente, no arriesgaría la
característica de alerta de esta invención.
Las Figs 3 y 4 muestran la disposición cableada
del dispositivo de alarma temporizada (1) cuando está en uso.
En uso, los terminales de entrada T1 y T2 (43 y
44 respectivamente) del dispositivo de alarma temporizada (1) se
conectan respectivamente al cable de fase y neutro (46 y 47
respectivamente de las figuras 3 y 4) en el lado de carga del
dispositivo de protección de fuga a tierra (2 o 6) de la zona de
instalación eléctrica de electricidad para la unidad de suministro
de energía (14), si la unidad de suministro de energía (14) es un
convertidor AC/DC, para recibir el requerido suministro de energía
AC y para que los medios de detección de accionamiento (13)
detecten el accionamiento del dispositivo de protección de fuga a
tierra (2 o 6). En uso, el terminal de tierra (49) del dispositivo
de alarma temporizada (1) se conecta al conductor de tierra (45) en
el caso del dispositivo de protección de fuga a tierra (2) del tipo
operado por la corriente (Fig. 3) o al cable de tierra (45) a
través de la bobina de accionamiento (60) del dispositivo de
protección de fuga a tierra (6) del de tipo operado por voltaje
(Fig. 4) en el caso del dispositivo de protección de fuga a tierra
(6) del tipo operado por voltaje. Las figuras de 5a a 5d ilustran
algunas de las configuraciones posibles de un sensor de voltaje. La
fig. 5a muestra un circuito divisor de tensión con la entrada
conectada a las líneas de suministro de la zona de instalación
eléctrica protegida por el dispositivo de protección de fuga a
tierra (2 o 6) y la salida interconectada al sistema microprocesador
(10) a través de la interfaz de E/S (25). La fig. 5b muestra un
transformador de baja tensión con la entrada conectada a las líneas
de suministro y la salida interconectada al sistema microprocesador
(10) a través de la interfaz de E/S (25). La fig. 5c muestra un
interruptor ópticamente aislado o un relé en estado sólido con la
entrada conectada a las líneas de suministro y la salida
interconectada al sistema microprocesador (10) a través de la
interfaz de E/S (25). La fig. 5d muestra un relé electromagnético
de AC con la entrada conectada a las líneas de suministro y con el
relé con un par de contactos interconectados al sistema
microprocesador (10) a través de la interfaz de E/S (25), donde el
cierre o apertura de los contactos se determina si existe un voltaje
a través de los terminales de entrada.
La fig. 6 muestra una configuración posible de
un sensor de corriente donde un transformador de corriente mide el
flujo de corriente a través de un resistor de derivación conectado a
través de los terminales de entrada T1 y T2 (43 y 44) del
dispositivo de protección de fuga a tierra (2). La salida del
transformador de corriente se interconecta al sistema
microprocesador (10) a través de la interfaz de E/S (25) para
detectar la interrupción al flujo de corriente a través del
resistor de derivación.
Mientras que arriba se describe el uso de
sistema microprocesador implementando la invención, es fácilmente
comprendido por algunos expertos en la técnica que la anterior
secuencia lógica y de control puede también ser conseguida a través
de circuitos lógicos discretos y/o circuitos analógicos o el
microcontrolador.
La operación del dispositivo de alarma
temporizada (1) de esta invención cuando se usa junto con un
dispositivo de protección de fuga a tierra (2) de tipo operado por
corriente será ahora descrito con referencia a las figuras 3, 7 y
8.
Inicialmente, cuando el dispositivo de alarma
temporizada (1) es activado (paso 100 en la figura 7 o 8) el
temporizador de alerta de accionamiento (22) del sistema
microprocesador (10) se reestablece a la condición inicial para
inicio del contador de tiempo (paso 101). Cuando el temporizador de
alerta de accionamiento (22) superara el tiempo (paso 102) del
lapso de un tiempo programado, el sistema microprocesador (10)
inicia un recordatorio audio o recordatorio visual y audio al
usuario a través del anunciador (11) (paso 104) para recordar al
usuario que ejecute una prueba de integridad en el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2). Los recordatorios visuales y audio
pueden incluir un indicador con destellos, un sonido de pitido corto
intermitente o un mensaje de voz para informar al usuario en el
propósito de la anunciación audio y la acción que debería ser
tomada por el usuario o una combinación de estos recordatorios. En
el caso de un dispositivo de alarma temporizada (1) provisto de un
panel de visualización de mensajes opcional (12), un mensaje
recordatorio será enviado simultáneamente por el sistema
microprocesador (10) a través de la interfaz de E/S (25) al panel
de visualización de mensajes (12) para visualizar el propósito del
recordatorio y la acción que debería ser tomada por el usuario
(paso 105). Con estos medios de doble-indicación
incluso los usuarios sordos o disminuidos visuales pueden ser
alertados. El paso 105 será saltado en el caso de dispositivo de
alarma temporizada no provisto del panel de visualización de
mensajes opcional (12).
Para ejecutar una prueba de integridad en el
dispositivo de protección de fuga a tierra (2), el usuario presiona
la tecla de prueba (5). El accionamiento de la tecla de prueba (5)
cierra el interruptor accionador (16). El cierre del interruptor
accionador (16) completa el trayecto de circuito del cable de fase
al de tierra y así genera intencionadamente una corriente de fuga a
tierra a través de la resistencia de corriente limitada (17) al
conductor de tierra (45). La corriente de fuga a tierra resultará en
una corriente diferencial entre el cable de fase y neutro en el
lado de carga del dispositivo de protección de fuga a tierra (2)
como se ha visto para el dispositivo de protección de fuga a tierra
(2). Esta corriente diferencial causará que el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2), si funciona adecuadamente, accione
el suministro eléctrico a sus terminales de salida T9 y T10 (53 y
54 Fig. 3), examinando así la integridad del dispositivo de
protección de fuga a tierra (2).
Como se ha descrito anteriormente, el
accionamiento de la tecla de prueba (5) cambia simultáneamente el
estado del interruptor de detección de prueba (15) y cuando el
sistema microprocesador (10) del dispositivo de alarma temporizada
(I) detecta un cambio en el estado del interruptor de detección de
prueba (15) (paso 106), el sistema microprocesador (10) determina
que el usuario ha realizado una prueba de integridad en el
dispositivo de protección de fuga a tierra (2) y en el cable de
tierra (45). El sistema microprocesador (10) determinará
sucesivamente si la condición o condiciones de predeterminación para
una prueba de integridad exitosa se encuentran y restauran el
temporizador de alerta de accionamiento (22), los anunciadores (11)
y el panel de visualización de mensajes (12), si uno está provisto
y si la prueba de integridad ha sido superada con éxito. En el caso
de un dispositivo de alarma temporizada (1) provisto de un
temporizador de alerta de accionamiento (22) pero no de un
temporizador de accionamiento (26) (Fig. 7), una condición de
predeterminación debe ser satisfecha para que el dispositivo de
alarma temporizada (1) reconozca que la prueba de integridad ha
sido completada exitosamente. La condición predeterminada es la
detección por el dispositivo de alarma temporizada (1) de una
interrupción en el suministro eléctrico AC (paso 109) después de un
retraso de tiempo predefinido (paso 107 Fig. 7) de la detección del
rendimiento de la prueba de integridad (paso 106), en este caso del
tiempo de detección de un cambio en el estado del interruptor de
detección de prueba (15). El retraso de tiempo predefinido (paso
107) debería ser al menos el más largo de la gama de tiempo de
accionamiento prescrita del dispositivo de protección de fuga a
tierra (2). Este retraso de tiempo predefinido (paso 107) está
provisto para evitar que el sistema microprocesador (10) examine el
valor de salida de los medios de detección de accionamiento (13)
antes de que el dispositivo de protección de fuga a tierra (2) se
accione. Sino el sistema microprocesador (10) puede interpretar
erróneamente que el dispositivo de protección de fuga a tierra (2)
falla en el accionamiento. Después del lapso del retraso de tiempo
predefinido, el sistema microprocesador (10) evalúa la salida de los
medios de detección de accionamiento (13) y compara el valor de la
salida al voltaje estimado para determinar si el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2) se ha accionado y ha interrumpido el
suministro AC.
Los medios de detección de accionamiento (13)
podrían ser un sensor de voltaje o un sensor de corriente. Si la
carga o instrumento acoplados al dispositivo de protección de fuga a
tierra (2) es una carga inductiva, el voltaje o corriente puede
tomarse su tiempo para su deterioro tras la interrupción del
suministro eléctrico. Como resultado, si el medio de detección de
accionamiento (13) usado es un sensor de voltaje o un sensor de
corriente, el sensor de voltaje o el sensor de corriente continuará
detectando un voltaje o corriente respectivamente inmediatamente
después del accionamiento del dispositivo de protección de fuga a
tierra (2). Para la medición del tiempo de accionamiento, el método
que será descrito más tarde, plantea un problema en la exactitud del
tiempo de accionamiento medido. Para asegurar que el tiempo de
accionamiento es lo suficientemente preciso, en el accionamiento de
la tecla de prueba (5), un voltaje de prueba probado de típicamente
85% o por debajo del voltaje estimado se interpreta como que el
dispositivo de protección de fuga a tierra (2) ha sido
accionado.
En el caso de un dispositivo de alarma
temporizado (1) provisto de un temporizador de alerta de
accionamiento (22) y un temporizador de accionamiento (26) (Fig.
8), dos condiciones predeterminadas debe ser satisfechas para que
el dispositivo de alarma temporizado (1) reconozca que la prueba de
integridad ha sido superada con éxito. Estas condiciones
predeterminadas incluyen la precondición antes descrita y una
segunda condición predeterminante. La segunda condición
predeterminante es que el tiempo de accionamiento del dispositivo de
protección de fuga a tierra (2) mientras sea medido por el
dispositivo de alarma temporizado (1) debe estar dentro de una gama
de accionamiento prescrita (paso 110) típicamente de entre 30 ms y
200 ms, dependiendo de la sensibilidad del dispositivo de
protección de fuga a tierra (2) y de la corriente de pérdidas. La
medición del tiempo de accionamiento del dispositivo de protección
de fuga a tierra (2) será descrito posteriormente. El accionamiento
de la tecla de prueba (5) cambia el estado del interruptor de
detección de prueba (15) y en la detección de la realización de una
prueba de integridad, la CPU (21) del sistema microprocesador (10)
empieza a contar el tiempo del temporizador de tiempo de
accionamiento (26). El sistema microprocesador (10) muestrea
continuamente la salida de los medios de detección de accionamiento
(13) para una confirmación del accionamiento del dispositivo de
protección de fuga a tierra (2), estando la salida de medios de
detección de accionado (13) interconectada a través de la Interfaz
de E/S (25) al sistema microprocesador (10). La indicación necesaria
para una confirmación del accionamiento del dispositivo de
protección de fuga a tierra depende del tipo de medio de detección
de accionamiento (13) adoptado. Como se ha descrito anteriormente,
un voltaje de prueba de típicamente 85% o menos en comparación con
el voltaje estimado sería interpretado como que el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2) se ha accionado. En la detección
del accionamiento del dispositivo de protección de fuga a tierra
(2), la CPU (21) del sistema microprocesador (10) detiene
inmediatamente el conteo del tiempo del temporizador de tiempo de
accionamiento (26). El tiempo de accionamiento tal y como ha sido
medido por el temporizador de accionamiento (26) se compara con la
gama de tiempo de accionamiento prescrita del dispositivo de
protección de fuga a tierra mientras es almacenado en la memoria
(23) del sistema microprocesador (10) para determinar si el
dispositivo de protección de fuga a tierra (2) quiebra en la gama de
tiempo de accionamiento prescrita para esta marca o modelo
particular.
Una vez que la condición de predeterminación o
condiciones se encuentran, el sistema microprocesador (10) restaura
el anunciador (11) y el panel de visualización de mensajes (12) (de
uno está provisto) (paso 111 figs 7 y 8). El sistema
microprocesador (10) también restaura o inicializa el software
temporizador controlado de alerta de accionamiento (22) para el
siguiente turno de ciclo de prueba (paso 101).
En el caso de un dispositivo de alarma
temporizada (1) que solo tiene el temporizador de alerta de
accionamiento (22), si el sistema microprocesador (10) detecta un
cambio en el estado del interruptor de detección de prueba (15)
pero no una confirmación del accionamiento del dispositivo de
protección de fuga a tierra, interpreta esta condición como una
prueba fallida (paso 112 Fig. 7) y el dispositivo de protección de
fuga a tierra (2) de corriente de tipo operada es considerado
defectuoso.
En el caso de un dispositivo de alarma
temporizado (1) provisto del temporizador de alerta de accionamiento
(22) y el temporizador de tiempo de accionamiento (26), las dos
condiciones predeterminantes antes descritas deben ser encontradas
o sino el sistema microprocesador (10) interpreta la prueba como una
prueba fallida (paso 112 Fig. 8) y el dispositivo de protección de
fuga a tierra de (2) corriente de tipo operada es considerado
defectuoso.
Aunque la Fig. 3 se refiere a la forma de
realización donde el circuito de iniciación de accionamiento (20)
comprende un interruptor de accionamiento (16) y una resistencia de
corriente limitada (17) conectada en serie y el medio de detección
de prueba (19) es un interruptor de detección de prueba (15)
interconectado mecánicamente o eléctricamente o ambos
interconectados mecánicamente y eléctricamente al interruptor de
accionamiento (16), la descripción anterior podría ser fácilmente
adaptada a otras formas de realización. Por ejemplo, en la forma de
realización donde el circuito de iniciación de accionamiento (20)
comprende un interruptor de accionamiento (16), una resistencia de
corriente limitada (17) y un optoacoplador (18) conectado en serie
y siendo los medios de detección de prueba (19) son la salida del
optoacoplador (18), la diferencia con la forma de realización
descrita anteriormente reside en los medios de detección de prueba
(19) que habilita el sistema microprocesador (10) determina cuando
el usuario ejecuta una prueba de integridad en el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2). En la forma de realización
anterior, el medio de detección de prueba (19) es el interruptor de
detección de prueba (15) interconectado mecánicamente o
eléctricamente o interconectados mecánicamente y eléctricamente al
interruptor de accinoamiento (16) y donde el interruptor de
detección de prueba (15) y el interruptor de accionamiento (16) son
contactos de la tecla de prueba (5). En la forma de realización
descrita más tarde el medio de detección de prueba (19) es la salida
del optoacoplador que está eléctricamente interconectada al
interruptor accionador (16) que es el par de contactos de la tecla
de prueba (5). La misma descripción podría ser fácilmente adaptada
para la forma de realización en la que el circuito de iniciación de
accionamiento (20) comprende un interruptor de accionamiento (16),
una resistencia de corriente limitada (17) y un relé en estado
sólido conectado en serie y el medio de detección de prueba (19) es
un par de contactos del relé de estado sólido y donde el
interruptor accionador (16) es un par de contactos de la tecla de
prueba (5). En la forma de realización de este relé en estado
sólido, el par de contactos del relé en estado sólido está
eléctricamente interconectado al interruptor de accionamiento (16).
La descripción en la secuencia operativa para estas dos formas de
realización por lo tanto no se repetirá aquí.
La operación del dispositivo de alarma
temporizado (1) con la forma de realización con una conmutación en
y fuera del interruptor de accionamiento (36) en el circuito de
iniciación de accionamiento (20) se controla por el sistema
microprocesador (10) como se muestra en la fig. 9, cuando se usa
junto con un dispositivo de protección de fuga a tierra (2) de
corriente de tipo operada son los mismos que en la forma de
realización de la figura 1 y ahora serán brevemente descritos con
referencia a las figuras 7, 8 y 9.
Inicialmente, cuando el dispositivo de alarma
temporizado (1) es activado (paso 100 de la figura 7 o 8) el
temporizador de alerta de accionamiento (22) del sistema
microprocesador (10) es reestablecido a la condición inicial para
iniciar el conteo de tiempo (paso 101). Cuando el temporizador de
alerta de accionamiento (22) es vencido (paso 102) en el lapso de
un tiempo programado, el sistema microprocesador (10) inicia un
recordatorio audio o un recordatorio audio y visual al usuario a
través del anunciador (11) (paso 104) recordando al usuario que
debe ejecutar una prueba de integridad en el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2).
En el caso de un dispositivo de alarma
temporizado (1) provisto del panel de visualización de mensajes
opcional (12), un mensaje guardado con anterioridad será enviado
simultáneamente por el sistema microprocesador (10) a través de la
interfaz de E/S (25) al panel de visualización de mensajes (12) para
exponer el propósito de los recordatorios y la acción que debería
ser tomada por el usuario (paso 105).
Para ejecutar una prueba de integridad en el
dispositivo de protección de fuga a tierra (2), el usuario debe
accionar la tecla de prueba (35). El accionamiento de la tecla de
prueba (35) habilita el sistema microprocesador (10) para
determinar que el usuario ha realizado una prueba de integridad en
el dispositivo de protección de fuga a tierra (2) (paso 106) y el
sistema microprocesador (10) entregará una orden de encendido para
cerrar el interruptor de accionamiento (36) del circuito de
iniciación de accionamiento (20) para generar intencionalmente una
corriente de fugas a través del la resistencia de corriente limitada
(17) a tierra para accionar el dispositivo de protección de fuga a
tierra (2). El interruptor accionador (36) puede ser un interruptor
electrónico como un triac o un relé de estado sólido o un
interruptor electromagnético como se ha descrito anteriormente. En
el caso en el que sistema microprocesador (10) dispone sólo del
temporizador de alerta de accionamiento (22), el sistema
microprocesador (10) prueba la salida de los medios de detección de
accionado (13) después de que un retraso de tiempo predefinido
(paso 107) contra el voltaje estimado para determinar si la prueba
de integridad ha sido resuelta con éxito. El propósito del retraso
de tiempo predefinido ha sido descrito anteriormente. La condición
predeterminada (pasos 109) que debe ser satisfecha para que el
sistema microprocesador (10) del dispositivo de alarma temporizada
(1) reconozca que la prueba de integridad ha sido superada con
éxito ha sido descrita anteriormente. En el caso en el que el
sistema microprocesador (10) es posteriormente provisto de un
temporizador de accionamiento (26), para determinar que el usuario
ha realizado una prueba de integridad en el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2) (paso 106), el sistema
microprocesador (10) inicia por el temporizador de accionamiento el
conteo de tiempo (26) para determinar la satisfacción de la segunda
condición predeterminada (paso 110) descrita anteriormente.
Una vez la condición predeterminada o
condiciones son encontradas, el sistema microprocesador (10)
restaura el anunciador (11) y el panel de visualización de mensajes
(12) (en el caso de que haya) (paso 111 figs 7 y 8).
El sistema microprocesador (10) también restaura
o inicializa el temporizador de alerta de accionamiento controlado
por software (22) para el siguiente turno de ciclo de prueba (paso
101).
En el caso de un dispositivo de alarma
temporizado (1) que tiene sólo el temporizador de alerta de
accionamiento (22), si el sistema microprocesador (10) detecta un
cambio en el estado del interruptor de detección de prueba (15)
pero no una confirmación del accionamiento del dispositivo de
protección de fuga a tierra, interpreta esta condición como una
prueba fallida (paso 112 Fig. 7) y el dispositivo de protección de
fuga a tierra (2) de corriente de tipo operada es considerado
defectuoso.
En el caso de un dispositivo de alarma
temporizada (1) provisto del temporizador de alerta de accionamiento
(22) y el temporizador de accionamiento (26), las dos condiciones
predeterminadas antes descritas deben ser encontradas no sea que el
sistema microprocesador (10) interprete la prueba como una prueba
fallida (paso 112 Fig. 8) y el dispositivo de protección de fuga a
tierra de (2) tipo de corriente operada sea considerado
defectuoso.
En todas las formas de realización anteriormente
descritas, en caso de una prueba fallida, la alerta audiovisual del
anunciador (11) continua y el temporizador de alerta de
accionamiento (22) no es reestablecido. Donde el dispositivo de
alarma temporizado (1) es opcionalmente provisto de un panel de
visualización de mensajes (12), la CPU (21) del sistema
microprocesador (10) debe, en una prueba fallida, conseguir un
mensaje prealmacenado en la memoria (23) para que sea enviado al
panel de visualización de mensajes (12) a través de la interfaz de
E/S (25) del sistema microprocesador (10) notificando al usuario de
una prueba de integridad fallida y de que es necesaria una atención
experta en el dispositivo de protección de fuga a tierra (2)
inmediatamente.
En otra situación, si el sistema microprocesador
(10) detecta una interrupción del suministro eléctrico AC sin
detectar cambios en el estado del interruptor de detección de prueba
(15), interpreta esta condición como un fallo de potencia normal
manteniendo así el presente estado del sistema y ninguna anunciación
será accionada.
En otra situación, si el sistema microprocesador
(10) detecta un ausencia de voltaje a través de las líneas de
suministro conectadas a la salida del dispositivo de protección de
fuga a tierra (2 o 6) antes del accionamiento de la tecla de prueba
(5), ignora la prueba y en el caso en el que un panel de
visualización de mensajes (12) está provisto y una batería está
provista como un suministro de energía, un mensaje podría ser
visualizado para notificar al usuario de que la prueba no ha sido
efectiva dado que no hay ninguna potencia en la línea de
distribución.
El usuario del dispositivo de protección de fuga
a tierra (2) puede desempeñar una prueba de integridad en el
dispositivo de protección de fuga a tierra (2) en cualquier momento
antes de que el temporizador de alerta de accionamiento (22) haya
superado el tiempo completando el trayecto de circuito a tierra del
circuito de iniciación de accionamiento (20). Esto se consigue
presionando la tecla de prueba (5 o 35) (paso 103). Cuando el
sistema microprocesador (10) detecta un cambio en el estado del
interruptor de detección de prueba (15 Fig. 1 y 2) o la tecla de
prueba (35 Fig. 9), el sistema microprocesador (10) prueba y
supervisa la salida de medios de detección de accionamiento (13)
para determinar la satisfacción de la condición de predeterminación
o condiciones, como es apropiado, como se describe anteriormente,
antes de reestablecer el temporizador de alerta de accionamiento
(22), el anunciador (11) y el panel de visualización de mensajes
(12) en el caso de que haya uno (paso 111 figuras 7 y 8). La
secuencia de flujo operativa en caso de una prueba fallida ha sido
antes descrita y no se repetirá aquí.
El dispositivo de alarma temporizada (1) de esta
invención puede también ser usado junto con un dispositivo de
protección de fuga a tierra (6) del tipo que opera voltaje. Para
lograr una ilustración, se usa la forma de realización de la fig.
1, pero la secuencia operativa es la misma que la de otras formas de
realización. Las interconexiones de esta configuración entre el
dispositivo de alarma temporizada (1) de esta invención, el
instrumento y el dispositivo de protección de fuga a tierra (6) con
el que el dispositivo de alarma temporizado debe ser usado se
muestran en la fig. 4. La operación del dispositivo de alarma
temporizado (1) de esta invención cuando se usa junto con
dispositivo de protección de fuga a tierra (6) es igual al descrito
anteriormente para el dispositivo de protección de fuga a tierra
(2) del tipo accionado por corriente excepto en que el
accionamiento de la tecla de prueba (5) cierra el interruptor
accionador (16), causando que una corriente fluya a través de la
bobina de accionamiento (60 Fig. 4) del dispositivo de protección de
fuga a tierra (6) de tipo accionado por voltaje a través del
interruptor de accionamiento cerrado (16) y el dispositivo de
limitación de corriente (17), accionando así el dispositivo de
protección de fuga a tierra (6), examinando así la integridad del
dispositivo de protección de fuga a tierra (6). La secuencia
operativa es la misma que se ha descrito para el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2) de tipo de corriente accionada y por
lo tanto la descripción en la secuencia operativa no será
repetida.
En aplicación real, el dispositivo de alarma
temporizado (1) de las figuras 1, 2 o 9 se puede empaquetar como un
panel interruptor con una carcasa que es instalable en una pared o
una accesorio igual que un interruptor de on-off
para una instalación de suministro eléctrico, con los terminales de
entrada TI, T2 y T6 (43, 44 y 49) del dispositivo de alarma
temporizado apropiadamente cablegrafiado al él , cables neutros y de
tierra de la zona de instalación eléctrica protegida por el
dispositivo de protección de fuga a tierra (2 o 6) a través de tres
terminales típicos encontrados en un panel interruptor. Los
indicadores tales como el anunciador y el panel de visualización de
mensajes con la tecla de prueba (5 o 35) son preferiblemente
situados en la superficie anterior del panel interruptor. El
dispositivo de alarma temporizada (1) puede también ser empaquetado
como un dispositivo montado de raíl de DIN según DIN 46277 y DIN EN
50022 que son instalables en un comando de distribución de la misma
manera que el de un dispositivo de protección de fuga a tierra
convencional o disyuntor miniaturizado y similares con terminales
de entrada TI, T2 y T6 (43, 44 y 49) del dispositivo de alarma
temporizado apropiadamente cablegrafiados, cable neutro y de tierra
de la zona de instalación eléctrica protegida por el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2 o 6) a través de los terminales del
dispositivo de hilos montados DIN. Los indicadores tales como un
anunciador y panel de visualización de mensajes con la tecla de
prueba (5 o 35) son preferiblemente situados en la superficie
anterior del dispositivo de hilos montados DIN.
Alternativamente, el dispositivo de alarma
temporizado (1) como se muestra en las figs. 1, 2 o 9 se puede
empaquetar como un dispositivo de tres púas similares a aquel de un
enchufe eléctrico de tres puntas. En esta configuración, los
terminales de entrada T1 y T2 (43 y 44 respectivamente) del
dispositivo de alarma temporizada (1) son eléctricamente conectados
a la toma de fase y a la toma neutro y el terminal T6 (49) es
eléctricamente conectado a la toma de tierra del enchufe de tres
púas. Los indicadores tales como los anunciadores y el panel de
visualización de mensajes se colocan preferiblemente en la
superficie anterior del enchufe de tres púas mientras que la tecla
de prueba (5 o 35) es preferiblemente situada a un borde más oscuro
de las tres púas del embalaje para minimizar el accionamiento
accidental de la tecla de prueba (5 o 35). El dispositivo de alarma
temporizado (1) que tiene este embalaje debería mantenerse conectado
a cualquier toma de corriente eléctrica si el dispositivo de alarma
temporizada (1) está sólo provisto por un convertidor AC/DC como
unidad de suministro de energía (14). En el caso en el que la
unidad de suministro de energía (14) es una batería o si la batería
está provista de una copia de seguridad del convertidor AC/DC, el
usuario puede elegir tapar el dispositivo de alarma temporizada (1)
en cualquier toma de corriente eléctrica correspondiente de la zona
de instalación eléctrica protegida por el dispositivo de protección
de fuga a tierra (2 o 6) sólo mientras se realiza la prueba de
integridad del dispositivo de protección de fuga a tierra (2 o 6) o
cuando el anunciador (11) se acciona en el plazo de alerta de
accionamiento (22) del sistema microprocesador (10) para recordar
al usuario que debe realizar la prueba de integridad.
Alternativamente, el dispositivo de alarma
temporizado (1) de la figura 1 puede también ser construido en un
aparato (4). El dispositivo de alarma temporizada (1), construido en
un aparato (4), es capaz realizar la prueba en el dispositivo de
protección de fuga a tierra (2 o 6) y la conexión de cableado de
tierra (45) entre el dispositivo de protección de fuga a tierra (2
o 6) y el instrumento (4).
Aunque sólo algunas formas de realización
ejemplares de la presente invención han sido descritas en detalle
arriba, los expertos en la técnica apreciarán fácilmente que muchas
modificaciones son posibles en las formas de realización de los
ejemplos de arriba sin desviarnos materialmente de las instrucciones
nuevas de esta invención. Por consiguiente, todas estas
modificaciones están destinadas a ser incluidas dentro del campo de
esta invención tal y como se define en las siguientes
reivindicaciones o equivalentes.
Claims (17)
1. Un dispositivo de alarma temporizada (1) para
recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra que debe ejecutar la prueba de integridad en el dispositivo
de protección de fuga a tierra comprendiente:
Un sistema microprocesador (10) que comprende
una CPU (21), una memoria (23), un temporizador de accionamiento
de alerta (22) y una interfaz de E/S (25);
al menos un anunciador (11) eléctricamente
conectado a la interfaz de E/S (25) del sistema microprocesador
(10);
un circuito de iniciación de accionamiento (20)
que comprende una resistencia de corriente limitada (17) conectada
en serie a un interruptor de accionamiento (16 o 36) para permitir
al usuario del dispositivo de protección de fuga a tierra generar
intencionalmente una corriente de fuga a tierra durante la
realización de la prueba de integridad;
medios para conectar el circuito de iniciación
de accionamiento (20) a los cables de fase y de tierra de la zona
de instalación eléctrica protegida por el dispositivo de protección
de fuga a tierra;
medios de detección de prueba (19) para permitir
que el sistema microprocesador (10) determine si el usuario ha
realizado una prueba de integridad en el dispositivo de protección
de fuga a tierra;
medios de detección de accionamiento (13) para
permitir que el sistema microprocesador (10) determine el
accionamiento del dispositivo de protección de fuga de tierra; y
medios para conectar los medios de detección de
accionado (13) al cable de fase y neutro de la zona de instalación
eléctrica protegida por el dispositivo de protección de fuga a
tierra;
medios para recibir y aplicar un suministro de
energía al dispositivo de alarma temporizado (1);
donde el sistema microprocesador (10) activa el
anunciador o cada anunciador (11) para alertar al usuario de que
debe realizar una prueba de integridad en el dispositivo de
protección de fuga a tierra cuando el temporizador de accionamiento
de alerta (22) del sistema microprocesador (10) temporizado ha
expirado; y
donde el dispositivo de alarma temporizado (1)
reconoce que la prueba de integridad ha sido superada con éxito
sólo si el sistema microprocesador (10) del dispositivo de alarma
temporizado (1) determina, a través de los medios de detección de
prueba (19), que el usuario ha realizado una prueba de integridad y
determina posteriormente, a través de medios de detección de
accionado (13), que el dispositivo de protección de fuga a tierra
ha sido accionado.
2. Un dispositivo de alarma temporizado (1)
para recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra que debe ejecutar una prueba de integridad en el dispositivo
de protección de fuga a tierra como el de la reivindicación 1,
donde el sistema microprocesador (10) es posteriormente provisto de
un temporizador de accionamiento (26) para medir el tiempo de
accionamiento del dispositivo de protección de fuga de tierra; y
donde el sistema microprocesador (10) del dispositivo de alarma
temporizado (1) reconoce que la prueba de integridad ha sido
superada con éxito sólo si el sistema microprocesador (10) del
dispositivo de alarma temporizado (1) determina, a través de los
medios de detección de prueba (19), que el usuario ha realizado una
prueba de integridad y luego determina, a través del temporizador de
accionamiento (26), que el dispositivo de protección de fuga a
tierra ha sido accionado dentro de una hora de accionamiento
predeterminada almacenada en la memoria (23) del sistema
microprocesador (10).
3. Un dispositivo de alarma temporizado (1)
para recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra que debe realizar la prueba de integridad en el dispositivo
de protección de fuga a tierra de las
reivindicaciones 1 o 2, donde el anunciador (11)
es una luz indicadora y/o audible.
4. Un dispositivo de alarma temporizado (1)
para recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra que debe ejecutar una prueba de integridad en el dispositivo
de protección de fuga a tierra de las reivindicaciones 1 o 2, donde
el sistema microprocesador (10) restaura el anunciador (11) y/o el
temporizador de alerta de accionamiento (22) sólo en el caso de que
la prueba de integridad haya sido superada con éxito en el
dispositivo de protección de fuga a tierra.
5. Un dispositivo de alarma temporizado (1) para
recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra de ejecutar una prueba de integridad en el dispositivo de
protección de fuga a tierra de la reivindicación 1 o 2, donde el
interruptor accionador (36 Fig. 9) en el circuito de iniciación de
accionamiento (20) es un interruptor electrónico; y donde el
interruptor electrónico se acciona por una orden de encendido del
sistema microprocesador (10), se envía la orden de encendido al
interruptor electrónico un vez que el sistema microprocesador (10)
determina, a través de los medios de detección de prueba (19), que
el usuario ha realizado una prueba de integridad en el dispositivo
de protección de fuga a tierra, el cierre del interruptor
electrónico completa el trayecto de circuito a tierra, generando
así intencionalmente una corriente de fuga a tierra para accionar
el dispositivo de protección de fuga a tierra.
6. Un dispositivo de alarma temporizado (1)
para recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra de ejecutar una prueba de integridad en el dispositivo de
protección de fuga a tierra de la reivindicación 1 o 2, donde el
interruptor accionador (36 Fig. 9) en el circuito de iniciación de
accionamiento (20) es un interruptor electromagnético y donde el
interruptor electromagnético es un par de contactos normalmente
abiertos de un relé electromagnético; y donde el relé
electromagnético se activa para cerrar el par de contactos
normalmente abiertos recibiendo una orden de encendido del sistema
microprocesador (10), enviando la orden de encendido al relé
electromagnético una vez que el sistema microprocesador (10)
determina, a través de los medios de detección de prueba (19), que
el usuario ha realizado una prueba de integridad en el dispositivo
de protección de fuga a tierra, el cierre del interruptor
electromagnético completa el trayecto de circuito a tierra,
generando así intencionalmente una corriente de fuga a tierra para
accionar el dispositivo de protección de fuga a tierra.
7. Un dispositivo de alarma temporizado (1)
para recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra que debe ejecutar una prueba de integridad en el dispositivo
de protección de fuga a tierra de la reivindicación 5 o 6, donde
los medios de detección de prueba (19) es una tecla de prueba (35)
con las extremidades lindadas al sistema microprocesador (10) y
donde el sistema microprocesador (10) determina que el usuario ha
realizado una prueba de integridad cuando el sistema microprocesador
(10) detecta un cambio en estado en la tecla de prueba (35).
8. Un dispositivo de alarma temporizado (1)
para recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra de ejecutar la prueba de integridad en el dispositivo de
protección de fuga a tierra de las reivindicaciones 1 o 2, donde el
interruptor accionador (16 figuras 1 o 2) en el circuito de
iniciación de accionamiento (20) es el primer par de contactos de
una tecla de prueba operada manualmente (5); y donde el
accionamiento de la tecla de prueba (5) cierra el interruptor
accionador (16), completando el trayecto de circuito a tierra,
generando así intencionalmente una corriente de fuga a tierra que
acciona el dispositivo de protección de fuga a tierra.
9. Un dispositivo de alarma temporizado (1) para
recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra que debe ejecutar la prueba de integridad en el dispositivo
de protección de fuga a tierra de la reivindicación 8, donde el
medio de detección de prueba (19) es un interruptor de detección de
prueba (15); y donde el interruptor de detección de prueba (15) es
el segundo par de contactos de la tecla de prueba (5)
interconectado mecánicamente o eléctricamente o mecánica y
eléctricamente al interruptor accionador (16) con las extremidades
del interruptor de detección de prueba (15) eléctricamente lindadas
al sistema microprocesador (10) y donde el sistema microprocesador
(10) determina que el usuario ha realizado una prueba de integridad
cuando el sistema microprocesador (10) detecta un cambio en el
estado del interruptor de detección de prueba (15) de la tecla de
prueba (5).
10. Un dispositivo de alarma temporizado (1)
para recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra que debe ejecutar una prueba de integridad en el dispositivo
de protección de fuga a tierra de las reivindicaciones 1 o 2,
donde el circuito de iniciación de accionamiento (20) además
comprende un optoacoplador (18) conectado en serie con el
interruptor accionador (16) y la resistencia de corriente limitada
(17) en el circuito de iniciación de accionamiento (20) de modo que
la salida del optoacoplador (18) es eléctricamente interconectada
al interruptor accionador (16) y donde el interruptor accionador
(16) en el circuito de iniciación de accionamiento (20) es un par
de contactos de una tecla de prueba accionada manualmente (5) y
donde el accionamiento de la tecla de prueba (5) cierra el
interruptor accionador (16), completando el trayecto de circuito
a tierra, generando así intencionalmente una corriente de fuga a
tierra para accionar el dispositivo de protección de fuga a
tierra.
11. Un dispositivo de alarma temporizado (1)
para recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra que debe ejecutar una prueba de integridad en el dispositivo
de protección de fuga a tierra de la reivindicación 10, donde el
medio de detección de prueba (19) es la salida del optoacoplador
(18), la salida del optoacoplador (18) estando eléctricamente
lindada al sistema microprocesador (10) para permitir que el
sistema microprocesador (10) detecte cualquier cambio en el estado
de la salida del optoacoplador (18); y donde el sistema
microprocesador (10) determina que el usuario ha realizado una
prueba de integridad una vez que el sistema microprocesador (10)
detecta un cambio en el estado de la salida del optoacoplador
(18).
12. Un dispositivo de alarma temporizado (1)
para recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra que debe ejecutar la prueba de integridad en el dispositivo
de protección de fuga a tierra de las reivindicaciones 1 o 2,
donde el circuito de iniciación de accionamiento (20) además
comprende un relé en estado sólido (no mostrado) conectado en serie
con el interruptor accionador (16) y la resistencia de corriente
limitada (17) en el circuito de iniciación de accionamiento (20) de
modo que el par de contactos del relé en estado sólido están
eléctricamente interconectados al interruptor accionador (16); y
donde el interruptor accionador (16) en el circuito de iniciación
de accionamiento (20) es una tecla de prueba operada manualmente
(5) y donde el accionamiento de la tecla de prueba (5) cierra el
interruptor de accionamiento (16), completando el trayecto de
circuito a tierra, generando así intencionalmente una corriente de
fuga a tierra para accionar el dispositivo de protección de fuga a
tierra.
13. Un dispositivo de alarma temporizado (1)
para recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra que debe ejecutar una prueba de integridad en el dispositivo
de protección de fuga a tierra como el de la reivindicación 12,
donde el medio de detección de prueba (19) es el par de contactos
del relé en estado sólido, el par de contactos del relé en estado
sólido estando eléctricamente lindado al sistema microprocesador
(10) para permitir que el sistema microprocesador (10) detecte
cualquier cambio en el estado del par de contactos del relé en
estado sólido; y donde el sistema microprocesador (10) determina que
el usuario ha realizado una prueba de integridad un vez que el
sistema microprocesador (10) detecta un cambio en el estado del par
de contactos del relé en estado sólido.
14. Un dispositivo de alarma temporizado (1)
para recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra que debe ejecutar una prueba de integridad en el dispositivo
de protección de fuga a tierra como el de la reivindicación 1 o 2,
donde el medio de detección de accionamiento (13) es un sensor de
voltaje o un sensor de corriente con la salida del sensor de
voltaje o sensor de corriente respectivamente interconectado al
sistema microprocesador (10).
15. Un dispositivo de alarma temporizado (1)
para recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra que debe ejecutar una prueba de integridad en el dispositivo
de protección de fuga a tierra como el de la reivindicación 1 o 2,
donde el dispositivo de alarma temporizado (1) se empaqueta como un
enchufe de tres púas portátiles adaptados para ser enchufados en
una toma de corriente en la zona de instalación eléctrica
protegida por el dispositivo de protección de fuga a tierra.
16. Un dispositivo de alarma temporizado (1)
para recordar al usuario de un dispositivo de protección de fuga a
tierra que debe ejecutar una prueba de integridad en el dispositivo
de protección de fuga a tierra como el de la reivindicación 1 o 2,
donde el dispositivo de alarma temporizado (1) es posteriormente
provisto de un panel de visualización de mensajes que está
eléctricamente interconectado al sistema microprocesador (10) a
través de la interfaz de E/S (25) del sistema microprocesador (10)
para permitir que el sistema microprocesador (10) visualice un
mensaje predefinido almacenado en la memoria (23) del sistema
microprocesador (10), con el mensaje visualizando el propósito del
recordatorio y la acción que debe ser realizada por el usuario del
dispositivo de protección de fuga a tierra cuando el anunciador (11)
se acciona en el plazo del temporizador de alerta de accionamiento
(22) del sistema microprocesador (10).
17. Un dispositivo de alarma temporizado para
el uso junto con un dispositivo de protección de fuga a tierra como
el de las reivindicaciones 1 o 2, donde el dispositivo de alarma
temporizado (1) es construido en un aparato eléctrico.
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