ITRM20100510A1 - Sistema limitatore di tensione per circuiti di terra di protezione nella trazione elettrica con capacita di autodiagnosi autoalimentazione e trasmissione a distanza delle informazioni raccolte e relativo metodo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di Brevetto d'Invenzione avente per TITOLO:

"Sistema limitatore di tensione per circuiti di terra di protezione nella trazione elettrica con capacità di autodiagnosi, autoalimentazione e trasmissione a distanza delle informazioni raccolte e relativo metodo"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un sistema limitatore di tensione per circuiti di terra di protezione per trazione elettrica con capacità di autodiagnosi, autoalimentazione e trasmissione a distanza delle informazioni raccolte e relativo metodo, che risulta estremamente preciso, rapido nella rilevazione, affidabile, semplice, efficiente, ed economico.

Preferibilmente, il sistema secondo l'invenzione consente altresì di verificare lo stato di funzionamento dei dispositivi di potenza interni al limitatore permettendone la sostituzione tempestiva prima che si verifichino danni a persone cose o animali in prossimità della sede ferroviaria.

La presente invenzione si riferisce altresì al relativo procedimento di rilevazione.

Il sistema secondo 1'invenzione sarà illustrato con riferimento, ma solo a titolo esemplificativo e non limitativo, ad una sua applicazione per il controllo della limitazione in tensione per circuiti di terra di protezione nella trazione elettrica con possibilità di verifica continua del funzionamento. Si deve, tuttavia, tenere presente che il sistema secondo l'invenzione può essere utilizzato anche per effettuare operazioni di controllo attivo della prote zione tramite induzione di condizioni artificiali di intervento, rimanendo sempre nell'ambito della presente invenzione.

E' noto che molti gestori di reti ferrotranviarie in tutto il mondo hanno già installato o stanno attualmente installando dispositivi di protezione il cui scopo è quello di evitare che i binari, che agiscono come circuito di ritorno per la corrente di trazione elettrica, in alcuni punti raggiungano tensioni troppo elevate rispetto alla terra locale (per esempio 160 Volt) tali da presentare rischi per la salute di persone ed animali che si trovino in prossimità della sede ferroviaria o da indurre danni in cose e oggetti adiacenti; oppure che, a causa di correnti di perdita attraverso gli isolatori che sono interposti tra il palo di sostegno e il cavo sospeso di alimentazione delle elettromotrici, il palo stesso si porti a tensioni verso la terra locale tanto elevate da costituire minaccia.

La soluzione apparentemente ovvia, di connettere binari e pali o altri oggetti metallici alla terra locale, non è da desiderare in quanto darebbe vita a correnti di dispersione nel terreno, con possibile corrosione rapida e profonda degli oggetti metallici nelle vicinanze.

La protezione è allora ottenuta in genere per mezzo di diodi per alte correnti opportunamente polarizzati o per mezzo di diodi rettificatori SCR (Silicon Controlled Rectifier) innescati da un opportuno circuito elettronico ogni volta che un predefinito livello di tensione di soglia viene superato.

Una combinazione diodo a semiconduttore-diodo SCR-varistore può essere usata all'interno dello stesso dispositivo di protezione per proteggere oltre che dai due meccanismi precedenti anche dalle scariche atmosferiche.

Le massime tensioni consentite e le massime durate sono state definite, per esempio, nelle Norme Tecniche Europee EN 50122-1 e EN50122-2.

Risulta chiaro dalla descrizione precedente che i dispositivi per la limitazione di tensione devono essere estremamente affidabili e sicuri, dal momento che guasti nel meccanismo di protezione possono essere estremamente pericolosi per persone animali e cose e possono produrre un interruzione del servizio ferroviario.

Anche se i dispositivi limitatori di tensione sono stati già introdotti dagli operatori nelle loro reti ferroviarie, di fatto il funzionamento affidabi le non è garantito in quanto i guasti si possono verificare sia nei circuiti di pilotaggio del limitatore sia nei componenti di potenza all'interno (diodi e raddrizzatori controllati al silicio per alte correnti) : alcuni meccanismi rudimentali di controllo in verità sono già stati applicati ma richiedono una ispezione manuale dell'apparato da parte di personale tecnico che deve verificare a vista ogni singolo limitatore muovendosi lungo linea.

Onde verificare il funzionamento corretto, possono essere introdotti nel limitatore opportuni circuiti di controllo di modo che, per esempio, se il circuito primario di innesco del diodo SCR si guasta o è difettoso, viene attivato un circuito secondario, il diodo SCR è innescato in ritardo e l'evento di guasto o il difetto sono registrati localmente, per mezzo, ad esempio, di un componente bistabile quale un relè.

Il mancato funzionamento del circuito di innesco primario può essere rivelato leggendo localmente lo stato del relè bistabile e il dispositivo di limitazione della tensione può essere riparato o sostituito.

Questa procedura richiede un'ispezione periodica manuale eseguita, normalmente, da personale tecnico che si muove lungo linea e prova ogni limitatore, operazione questa che si rivela dispendiosa in termini di tempi e di costi di esercizio.

Inoltre, il controllo è puramente passivo, ciò a significare che il personale tecnico verrà a conoscenza del solo fatto che il circuito di innesco primario non è riuscito ad innescare il diodo SCR: un diodo SCR difettoso non sarà in genere identificabile né potrà il personale tecnico procedere in loco ad una attività di prova volta a verificare lo stato di funzionamento dell'apparato.

Potrebbero immaginarsi circuiti di controllo più sofisticati ma limitatori di tensione con tali caratteristiche non sono mai stati prodotti in quanto dovrebbero recare bordo una batteria per l'alimentazione cosa che implicherebbe una sostituzione periodica, cosa anche questa dispendiosa in termini di tempi e di costi di esercizio.

Lo scopo della presente invenzione è, pertanto, quello di avere un dispositivo di limitazione della tensione dotato internamente di un sistema di controllo attivo e passivo del funzionamento complessivo del limitatore attraverso una rilevazione dei parametri generali di funzionamento estremamente precisa, rapida da eseguire, affidabile, semplice, efficiente, ed economica .

Ancora scopo dell'invenzione è quello di consentire altresì di procedere ad un controllo attivo dello stato di funzionamento dei circuiti di pilotaggio dei componenti di potenza e dei componenti di potenza medesimi in condizioni predeterminabili.

Ancora scopo dell'invenzione è quello di immagazzinare i dati di funzionamento misurati e di trasferirli all'esterno per mezzo di dispositivi di comunicazione mobili o fissi verso postazioni fisse centrali o locali o mezzi mobili di raccolta ospitati su treni convenzionali o su convogli di misura adibiti allo scopo.

Ancora scopo dell'invenzione è quello di eseguire sequenze di prove dell'efficienza del limitatore, programmate o a richiesta, disponendo di una propria sorgente interna di energia rinnovabile, che non richiede interventi di sostituzione, costituita da un sistema di raccolta di energia che immagazzina per uso successivo l'energia che si può prelevare dai binari ogni volta che un treno passa nelle vicinanze del dispositivo costituito dalla presente invenzione.

Forma oggetto specifico della presente invenzione un sistema di limitazione della tensione avente al suo interno un sistema di controllo attivo e passivo del regolare funzionamento dotato di propria fonte di energia, come definito dalla rivendicazione 1.

Ulteriori forme di realizzazione del sistema secondo l'invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti 2-9.

Forma oggetto specifico della presente invenzione un procedimento di rilevazione delle informazioni di guasto o di-malfunzionamento del limitatore, come definito dalla rivendicazione 10.

Ulteriori forme di realizzazione del procedimento secondo l'invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti 11-12.

La presente invenzione verrà ora descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue preferite forme di realizzazione, con particolare riferimento alle Figure dei disegni allegati, in cui: la Figura 1 mostra un diagramma a blocchi schematico di una preferita forma di realizzazione del sistema secondo l'invenzione;

la Figura 2 mostra un diagramma a blocchi schematico di una preferita forma di realizzazione del dispositivo di limitazione della tensione secondo 1'invenzione;

la Figura 3 mostra un diagramma a blocchi schematico di una preferita forma di realizzazione del sistema di gestione della potenza secondo l'invenzione; la Figura 4 mostra un diagramma a blocchi schematico di una preferita forma di realizzazione del sistema di controllo a microprocessore secondo 1'invenzione;

la Figura 5 mostra un diagramma a blocchi schematico di una preferita forma di realizzazione del sistema di comunicazione secondo l'invenzione;

la Figura 6 mostra un diagramma a blocchi schematico di una preferita forma di realizzazione del sistema attivo di prova secondo l'invenzione;

Nelle Figure, elementi analoghi vengono indicati con numeri di riferimento uguali.

La Figura 1 mostra uno schema a blocchi generale del sistema di limitazione della tensione con capacità di autodiagnosi e di comunicazione dei dati secondo l'invenzione, comprendente un dispositivo 101 di limitazione di tensione, che è connesso tra il binario 104 e il palo 105 di supporto della linea aerea o altro oggetto protetto e può essere pilotato da un sottosistema di prova attiva 103, il cui scopo è quello di verificare il corretto funzionamento del dispositivo di limitazione della tensione 101. Un sottosottosistema di acquisizione dati 106 è interconnesso col dispositivo di limitazione della tensione 101 per effettuare la misura dei parametri di fun zionamento maggiormente rilevanti. Un sottosistema di raccolta e gestione dell'energia 102 immagazzina internamente l'energia che sarà utilizzata per l'alimentazione dell'intero apparato, preferibilmente prelevandola dai binari quando il potenziale verso terra cresce al passaggio del treno in ragione del flusso di corrente che si crea verso la sottostazione di alimentazione nel circuito di ritorno costituito dai binari medesimi. L'energia può essere, inoltre, preferibilmente trasferita al sottosistema di raccolta e gestione dell'energia 102 per mezzo di una presa per energia 113 consentendo in tal modo l'alimentazione elettrica diretta del sistema secondo l'invenzione sia durante le fasi di collaudo e messa a punto del sistema prima dell'installazione, sia durante l'esercizio quando si verifichi la necessità, ricevuta una segnalazione di guasto, che il personale tecnico proceda ad una diagnosi preferibilmente sul sistema installato ma anche sul sistema portato in officina per la possibile riparazione. In altre forme di realizzazione dell'invenzione l'energia può essere accumulata utilizzando altri mezzi ed altre procedure, preferibilmente sfruttando l'energia solare, quella vibrazionale, quella termica o quella eolica. Preferibilmente un microcontrollore 107 o altro dispositivo intelligente è interfacciato al sottosistema di raccolta e gestione dell'energia 102, al sottosottosistema di acquisizione dati 106, al sottosistema di prova attiva 103 e al dispositivo di comunicazione 108; il microcontrollore interagisce con ciascuno di questi dispostivi e sottosistemi per controllare ogni singola fase della procedura seguita per sorvegliare, eseguire le prove e comunicare i valori risultanti per i vari parametri al mondo esterno. Il dispositivo di comunicazione 108, pilotato dal microcontrollore 107, si interfaccia, attraverso una rete 109 di telecomunicazioni che può essere preferibilmente wireless o più preferibilmente GSM-R, da intendersi come rete radiomobile GSM per uso ferroviario, o ancora rete fissa cablata, ad un sistema esterno di raccolta dati 110 che può essere preferibilmente fisso o più preferibilmente mobile, che è oggetto della presente invenzione e che può essere ospitato preferibilmente su vagoni per trasporto passeggeri o merci o più preferìbilmente su treni di misura detti pure treni diagnostici. Il dispositivo di comunicazione 108 è preferibilmente bidirezionale ed è capace di trasmettere informazioni sia in base ad orari predisposti sia su richiesta che ad esso pervenga dal sistema esterno di raccolta dati 110 o da sistema esterno di raccolta dati similare. Il protocollo per lo scambio dei dati può essere preferibilmente un protocollo proprietario appositamente sviluppato o un protocollo normalizzato usato per lo scambio dei dati. Il dispositivo di comunicazione 108 può essere interconnesso ad una varietà di sistemi di raccolta di-dati anche per mezzo di rete Ethernet cablata, o altra rete similare basata secondo un esempio non limitativo su altro bus per uso industriale o ferroviario, tramite una presa 112 opportuna collocata sull'armadietto che racchiude l'apparato. Tale presa 112 può essere preferibilmente utilizzata sia durante le fasi di collaudo e messa a punto del sistema prima dell'installazione, sia durante l'esercizio quando si verifichi la necessità, ricevuta una segnalazione di guasto, che il personale tecnico proceda ad una diagnosi preferibilmente sul si÷-stema installato ma anche sul sistema portato in officina per la possibile riparazione. In una realizzazione preferita differente, il dispositivo di comunicazione 108 può essere connesso remotamente alla rete GSM-R o ad altra rete mobile di ogni generazione per trasmettere le informazioni su base oraria o dietro richiesta da parte di un server centrale. Essendo ogni apparato realizzato in accordo alla presente invenzione preferibilmente dotato di un identificatore unico ID, un server informatico centrale preferibilmente singolo connesso alla rete GSM-R o rete similare può raccogliere i dati dell'intera rete ferroviaria .

Come mostrato in Figura 2,dove si riporta un disegno schematico del dispositivo di limitazione della tensione secondo una realizzazione preferita, una unità elettronica per la generazione dell'innesco 200 controlla la differenza di tensione tra il binario 104 e il palo o altro oggetto protetto 105 e innesca il diodo SCR 201 ogni volta che tale differenza di tensione supera i limiti fissati dalle norme rilevanti. La protezione contro la sovratensione del binario 104, del palo 105, o contro le fulminazioni è assicurata rispettivamente dal diodo SCR 201, dal diodo per alte correnti 202 e dal varistore 203. Schemi differenti, che incorporino, ad esempio non esclusivo, due diodi SCR in antiparallelo invece di una coppia costituita da un diodo e un diodo SCR costituiscono altra realizzazione preferenziale compatibile con la presente invenzione. Come miglioria essenziale nel confronti di dispositivi di limitazione della tensione già esistenti, la presente invenzione incorpora un sensore per la misura della corrente 111, corrente che fluisce dal binario 104 al palo 105 o viceversa, un diodo di disaccoppiamento 204, un altro diodo di disaccoppiamento 205, un dispositivo 208 di misura dell'innesco del diodo SCR 201 e un punto di connessione 210 per l'alimentazione del sottosistema di raccolta e gestione dell'energia 102 in Figura 1.

La Figura 3 mostra uno schema a blocchi per la realizzazione preferenziale del sottosottosistema di raccolta e gestione dell'energia 102 dove un raccoglitore di energia 300 raccoglie l'energia che, come esempio nella realizzazione preferenziale non esclusivo di altri sistemi, si rende disponibile per un certo intervallo di tempo quando un treno passa in vicinanza dell'apparato descritto dalla presente invenzione. Il raccoglitore di energia 300 è connesso tra il binario 104 e il palo o altro oggetto protetto 105 che si trovano, nelle condizioni di esempio ma non solo, a potenziali elettrici differenti e di conseguenza, all'interno del raccoglitore di energia 300 scorre corrente e l'energia relativa è raccolta. L'energia raccolta è immagazzinata in un deposito di energia 301 che può essere costituito preferibilmente da un supercondensatore, più preferibilmente da una batteria ricaricabile ad alta densità di potenza e lunga durata o in alternativa da altro mezzo adatto ad immagazzinare energia elettrica a bassa tensione. Un controllore della potenza 302 connesso al microcontrollore 107 di Figura 1 attraverso l'interfaccia 303 si incarica del condizionamento della potenza, del controllo della potenza e delle altre funzioni presenti per innalzare l'efficienza complessiva del sottosìstema di raccolta e gestione dell'energia. Poiché al passaggio del treno deve essere massimizzata l'energia raccolta, il controllore della potenza 302 è incaricato altresì di rilevare la minima tensione necessaria affinché la raccolta dell'energia avvenga in maniera efficiente e estenderà la raccolta su tutto l'intervallo corrispondente al superamento di tale soglia di tensione. Inoltre, il controllore della potenza 302 ha preferibilmente la funzione di limitare la raccolta dell'energia alla sola quantità richiesta per ricaricare a fondo la batteria o il supercondensatore di modo che le correnti di dispersione vengano limitate. Preferibilmente, il controllore della potenza 302 e assieme il microcontrollore 107 di Figura 1 tengono traccia storica dei cicli di carica e scarica del deposito di energia 301 per calcolare il valore dell'energia immagazzinata e dell'energia disponibile per la prova attiva del dispositivo di limitazione della tensione 101 in Figura Come mostrato in Figura 4 che riporta lo schema a blocchi in una realizzazione preferenziale del microcontrollore 107 di Figura 1, l'unità centrale di processo (CPU) 400 è interfacciata in maniera bidirezionale a una memoria di lettura e scrittura 401 preferibilmente non volatile, che può risiedere anche all'interno della CPU 400 medesima, utilizzata per immagazzinare i dati rilevanti per il funzionamento dell'intero apparato di cui alla presente invenzione. La CPU 400 è altresì interfacciata al dispositivo di comunicazione 108 in Figura 1 per lo scambio bidirezionale dei dati con l'esterno. La CPU 400 ottiene le informazioni temporali dall'orologio in tempo reale 402 (Reai Time Clock, RTC) in modo da poter predisporre temporalmente lo scambio di dati con l'esterno o programmare le prove interne per il controllo del dispositivo di limitazione della tensione 101 in Figura 1 o degli altri sottosistemi che compongono l'apparecchiatura oggetto della presente invenzione. La prova di funzionamento è comandata dalla CPU 400 tramite interfacciamento con il sottosistema di prova attiva 103 in Figura 1. Inoltre, la CPU 400 pilota il sottosistema di acguisizione dati 106 in Figura 1 per acquisire ed elaborare tutti i parametri rilevanti per il corretto funzionamento del dispositivo di limitazione della tensione 101 in Figura 1 e per rivelare guasti e malfunzionamenti.

Come mostrato in Figura 5 che riporta lo schema a blocchi in una realizzazione preferenziale del dispositivo di comunicazione 108 di Figura 1, il modulo a radiofreguenza 500 comunica in maniera bidirezionale con il microcontrollore 107 in Figura 1 per ricevere i dati da trasmettersi al mondo esterno per il tramite dell'antenna a radiofrequenza 501 e nel contempo riceve da detta antenna a radiofrequenza 501 le richieste e i comandi provenienti dalla rete 109 esterna. Preferibilmente nella realizzazione l'interfaccia verso la rete 109 esterna può essere ogni tipo di IE-EE WiFi standard, ogni tipo di interfaccia alla rete radiomobile 2G/3G o preferibilmente una connessione Ethernet su rete fissa tramite una presa Ethernet preferibilmente standard o più preferibilmente per uso industriale o ferroviario. Ogni altra nuova interfaccia wireless o di telefonia mobile può essere preferibilmente incorporata nella presente invenzione non appena si renda disponibile. Al pari l'interconnessione verso l'esterno può avvenire preferibilmente tramite altro bus per uso industriale o ferroviario o con tecnologia passiva o attiva RF-ID (identificatore a radiofrequenza) .

La Figura 6 mostra uno schema a blocchi per la realizzazione preferenziale del sottosistema di prova attiva 103 del funzionamento del dispositivo di limitazione della tensione 101 in cui un convertitore ad alta tensione e micro potenza 600 immagazzina energia in un deposito di energia ad alta tensione 601 perché possa essere usata per indurre l'unità elettronica per la generazione dell'innesco 200 in Figura 2 a portare in conduzione il diodo SCR 201 in Figura 2 anche se la tensione di soglia tra il binario 104 e il palo o altro oggetto protetto 105 non viene superata. Quando il microcontrollore 107 in Figura 1 decide, preferibilmente in accordo con un opportuno algoritmo all'uopo sviluppato per la presente invenzione, che il diodo SCR 201 in Figura 2 deve e può essere sottoposto a prova di funzionamento, esso comanda, tramite l'interfaccia 603 il commutatore di uscita 602 e un impulso di alta tensione viene inviato all'unità elettronica per la generazione dell'innesco 200 in Figura 2. Preferibilmente il corretto funzionamento del diodo SCR 201 in Figura 1 può quindi essere determinato dal flusso di corrente attraverso il sensore per la misura della corrente 111.

Ulteriormente, il sistema secondo l'invenzione consente di controllare l'evoluzione temporale dei parametri sotto misura in modo da poter stabilire con esattezza e tempestività se si è in presenza di degrado lungo linea dei sistemi di isolamento e protezione .

I vantaggi offerti dal sistema secondo l'invenzione sono evidenti e significativi.

II sistema secondo l'invenzione è in grado di eseguire il controllo continuo nel tempo dei principali parametri di funzionamento del dispositivo dì limitazione della tensione in tensione in modo esatto e tempestivo .

Il sistema secondo l'invenzione è in grado di comunicare detti parametri di funzionamento e di segnalare eventuali malfunzionamenti senza intervento umano diretto, ma in maniera .completamente automatica sia inviando i dati a sistemi di raccolta mobili trasportati su convoglio ferroviario sia inviando i dati su rete mobile di telecomunicazioni o rete fissa di telecomunicazioni, nel contempo inviando anche l'informazione sulla propria identità ID in tal modo consentendo una rapida ed efficace localizzazione di eventuali guasti o malfunzionamenti.

Il sistema secondo l'invenzione, dopo aver inviato a distanza una segnalazione dì guasto, è in grado di comunicare, tramite apposita presa di interfaccia, col personale tecnico che si rechi in loco per effettuarne la manutenzione potendo essere alimentato elettricamente anche a mezzo apposita presa di energia; tale regime può utilizzarsi anche per la fase di collaudo o la fase di riparazione in officina.

Inoltre; il sistema secondo l'invenzione è altresì in grado di ricavare autonomamente l'energia necessaria per la propria alimentazione elettrica sollevando l'operatore della rete ferroviaria dalla necessità di provvedere al periodico rimpiazzo di batterie di pile o batterie di accumulatori che si dovrebbero impiegate per l'alimentazione qualora si volessero realizzare dispostivi limitatori di tensione di caratteristiche paragonabili alla presente invenzione.

Pertanto, il sistema secondo l'invenzione permette di gestire la sicurezza ferroviaria nei confronti del pericolo di sovratensioni in maniera efficiente ed economica permettendo di disporre in anticipo di informazioni sul degrado delle caratteristiche di intervento dei dispositivi limitatori di tensione

In quel che precede sono state descritte le preferite forme di realizzazione e sono state suggerite delle varianti della presente invenzione, ma è da intendersi che gli esperti del ramo potranno apportare modificazioni e cambiamenti senza con ciò uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di limitazione della tensione per applicazione in ambito trazione elettrica inteso per proteggere persone animali e cose da sovratensioni pericolose dovute a guasti dell'isolamento tra palo e cavo aereo di alimentazione della trazione elettrica o a guasti della messa a terra del sistema di ritorno della corrente di trazione, caratterizzato dal possedere funzionalità di autocontrollo continuo attivo e passivo del funzionamento, da capacità di auto alimentazione e da capacità di comunicazione a distanza delle informazioni raccolte, comprendente un dispositivo di limitazione della tensione{101), che è connesso tra il binario (104) e il palo (105) di supporto della linea aerea o altro oggetto protetto da tensioni o corrosione e può essere pilotato da un sottosistema di prova attiva (103); comprendente, inoltre, un sottosottosistema di acguisizione dati (106) interconnesso col dispositivo di limitazione della tensione (101), un sottosistema di raccolta e gestione dell'energia (102) che immagazzina internamente l'energia che sarà utilizzata per l'alimentazione dell'intero apparato, un microcontrollore (107) interfacciato al sottosistema di raccolta e gestione dell'energia (102), al sottosottosistema di acquisi zione dati (106), al sottosistema di prova attiva (103) e al dispositivo di comunicazione (108) che attraverso una rete (109) di telecomunicazioni si interfaccia ad un sistema esterno di raccolta dati (H O).
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal<'>fatto che il dispositivo di limitazione della tensione (101) contiene una unità elettronica per la generazione dell'<1>innesco (200) che controlla la differenza di tensione tra il binario (104) e il palo o altro oggetto protetto (105) e innesca il diodo SCR (201) ogni volta che tale differenza di tensione supera i limiti fissati dalle norme rilevanti e che incorpora un sensore per la misura della corrente (111) che fluisce dal binario (104) al palo (105) o viceversa
3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il sottosottosistema di raccolta e gestione dell'energia (102) contiene un raccoglitore di energia (300) che colleziona l'energia che si rende disponibile per un certo intervallo di tempo quando un treno passa in vicinanza essendo connesso al binario (104) e al palo o altro oggetto protetto (105) e la immagazzina in un deposito di energia (301) sotto il controllo del controllore della potenza (302) incaricato del condizionamento della potenza, del controllo della potenza e delle altre funzioni presenti per innalzare l'efficienza complessiva del sottosistema di raccolta e gestione dell'energia.
4. 4. Sistema secondo le rivendicazioni 1 e 3, caratterizzato dal fatto che il controllore della potenza (302)<'>onde massimizzare l'energia raccolta rileva la minima tensione di binario (104) necessaria affinché la raccolta dell'energia avvenga in maniera efficiente estendendo la raccolta su tutto l'intervallo corrispondente al superamento di tale soglia di tensione limitando la raccolta dell'energia alla sola quantità richiesta per ricaricare a fondo il deposito di energia (301).
5. 5. Sistema secondo le rivendicazioni 1, 2, 3 e 4, caratterizzato dal fatto che il microcontrollore o altro dispositivo intelligente (107) contiene una CPU -unità centrale di processo- (400) interfacciata in modo bidirezionale a una memoria non volatile di lettura e scrittura (401) utilizzata per immagazzinare i dati rilevanti per il funzionamento dell'intero apparato ed è altresì interfacciata al dispositivo di comunicazione (108) per lo scambio bidirezionale dei dati con l'esterno ricevendo nel contempo le informazioni temporali dall'orologio in tempo reale (402), in modo da poter predisporre temporalmente lo scambio di dati con l'esterno o programmare le prove interne per il controllo del dispositivo di limitazione della tensione (101) o degli altri sottosistemi che compongono il sistema di cui alla rivendicazionel .
6. 6. Sistema secondo le rivendicazioni 1, 2, 3, 4 e 5 caratterizzato dal fatto che la CPU (400) comanda la prova di funzionamento tramite interfacciamento con il sottosistema di prova attiva (103) e pilota il sottosistema di acquisizione dati (106) per acquisire ed elaborare tutti i parametri rilevanti per il corretto funzionamento del dispositivo di limitazione della tensione (101) e per rivelare guasti e malfunzionamenti .
7. 7. Sistema secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che nel dispositivo di comunicazione (108) il modulo a radiofrequenza (500) comunica in via bidirezionale con il microcontrollore (107) per ricevere i dati da trasmettersi al mondo esterno per il tramite dell'antenna a radiofrequenza (501) e nel contempo riceve da detta antenna a radiofrequenza (501) le richieste e i comandi provenienti dalla rete (109) esterna .
8. 8. Sistema secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'interfaccia verso la rete (109) esterna può essere ogni tipo di IEEE WiFi standard, ogni tipo di interfaccia alla rete radiomobile 2G/3G o in alternativa una connessione Ethernet su rete fissa o una connessione a un bus di tipo industriale o ferroviario.
9. 9. Sistèma secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di contenere un sottosistema per la prova attiva (103) del funzionamento del dispositivo di limitazione della tensione (101) in cui un convertitore ad alta tensione e micro potenza (600) immagazzina energia in un deposito di energia ad alta tensione (601) perché possa essere usata per indurre l'unità elettronica per la generazione dell'innesco (200) a portare in conduzione il diodo SCR (201) a fini di prova dell'intero apparato.
10. 10. Procedimento di controllo continuo attivo e passivo del funzionamento, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: raccogliere energia disponibile tra binario (104) e palo (105) allo scopo di costituire una riserva di energia per l'alimentazione dell'intero apparato e per l'esecuzione delle prove di funzionamento; misura continua dei parametri di funzionamento e immagazzinamento dei medesimi in apposita memoria non volatile di lettura e scrittura (401)di modo da essere in grado di trasferirli al mondo esterno su richiesta o in base a orari prefissati; - misura dell'efficienza e della rapidità di intervento dei dispositivi di protezione ad alta corrente (201, 202) - predisposizione ed esecuzione della prova attiva di funzionamento tramite generazione di opportuni impulsi da parte di un'unità elettronica per la generazione dell'innesco (200).
11. 11. Procedimento secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto di comprendere altresì la seguente fase: trasmissione dei dati accumulati al mondo esterno.
12. 12. Procedimento secondo la rivendicazione 10 o 11, caratterizzato dal fatto di comprendere altresì la seguente fase: interazione via rete (109) esterna col sistema esterno di raccolta dati (110)