ES2107839T5 - Instrumento de prueba electrica. - Google Patents

Abstract

EN UN INSTRUMENTO DE ENSAYO ELECTRICO PARA DETERMINAR UNA IMPEDANCIA DE BUCLE EN UN CIRCUITO DE CA PROTEGIDO CON UN CORTOCIRCUITO, SE SUMINISTRA AL CIRCUITO UNA CORRIENTE DE ENSAYO MENOR QUE LA CORRIENTE DE DISPARO DEL CORTOCIRCUITO Y LA TENSION DE ENSAYO QUE SE GENERA DEBIDO A LA CORRIENTE DE ENSAYO SE AISLA Y DETECTAR. PARA ENSAYAR UN CIRCUITO DE ALIMENTACION DE 240 VOLTIOS 50 HERTZIOS, EL INSTRUMENTO DE ENSAYO INCLUYE UN FILTRO SINCRONIZADO TRANSVERSAL DE DOS VIAS (4) QUE RECHAZA LA SEÑAL DE ALIMENTACION DE 240 VOLTIOS PARA AISLAR LA SEÑAL DE TENSION DE ENSAYO PARA QUE ASI SE PUEDA LLEVAR A CABO UNA DETERMINACION PRECISA DE LA IMPEDANCIA DE BUCLE.

Description

Instrumento de prueba eléctrica.

Campo técnico

La impedancia del bucle fase - tierra en una fuente de corriente CA es muy importante, y todas las nuevas instalaciones eléctricas, así como la modificación de las existentes, tienen que probarse para verificar esta impedancia. Esta prueba es obligatoria según las normas del I.I.E. actuales en el Reino Unido. La impedancia de un bucle fase - tierra cableado correctamente está normalmente en el rango entre 0,01 \Omega y 1 \Omega.

Técnica anterior

Se han desarrollado procedimientos y equipo de prueba para establecer la impedancia del bucle fase - tierra. En la Figura 1 se muestra un primer ejemplo. La prueba se realiza midiendo el tensión entre las líneas de fase y de tierra con y sin un resistor de prueba de un valor conocido en el circuito. Las dos tensiones de prueba se comparan entonces para determinar la impedancia fase - tierra. Durante la prueba con el resistor en el circuito pasa una corriente en el bucle fase - tierra. Para obtener una medida razonable de la impedancia, el valor del resistor de prueba debe ser bajo, normalmente 10 \Omega, y el valor de la corriente de prueba que pasa a tierra es correspondientemente alto, normalmente 20 A. En circuitos no protegidos, estos procedimientos y equipo conocidos funcionan satisfactoriamente. Sin embargo, con circuitos que incluyen disruptores de circuito tierra - descarga para proteger a los usuarios y al equipo conectado, existen problemas ya que la corriente de tierra hace que el disruptor del circuito se desplace antes de que se complete la prueba.

Un disruptor de circuito típico utilizado para protección en fuentes de corriente alterna es el disruptor de circuito de corriente residual (RCCB), que detecta cualquier desequilibrio en el flujo de corriente en el bucle fase - neutro. Usualmente esto se origina porque la corriente pasa desde la línea de fase a tierra. El RCCB tiene un circuito de detección acoplado magnéticamente que es sensible al equilibrio de corriente en el bucle fase - neutro. Cuando se lleva a cabo la prueba convencional descrita anteriormente, la corriente de prueba pasa sólo por el bucle fase - tierra, de forma que un RCCB detecta un desequilibrio de la corriente entre las líneas de fase y neutro y se dispara.

Un procedimiento para resolver los problemas inherentes de los circuitos CA protegidos con un RCCB de prueba se describe en la Patente Europea Nº. 0.295.800B, que describe un procedimiento para la deshabilitación temporal de un RCCB haciendo entrar una corriente de saturación CC dentro del circuito protegido, que incrementa la magnetización del circuito magnético hacia la saturación, deshabilitando de este modo el circuito de detección del RCCB, es decir, las fluctuaciones de la corriente de desequilibrio en el bucle fase - neutro no serán detectadas. Por lo tanto, puede utilizarse entonces una corriente de prueba convencional de 20 A para determinar la impedancia del bucle de la forma descrita anteriormente.

Las instrucciones de funcionamiento que acompañan a Norma Messtechnik, Optik, Elektronik GmbH "GO-MAT electronic", describen un procedimiento de prueba de circuitos CA protegidos con un RCCB utilizando una corriente de prueba que es inferior a la proporción de corriente de activación del disruptor de circuito. Se utiliza un conmutador para aplicar una carga resistiva a través de la alimentación de la red eléctrica durante un ciclo completo y eliminar la carga en el ciclo siguiente. La aplicación de la carga resistiva se sincroniza con la alimentación de la red eléctrica y se aplica a una frecuencia de repetición que es la mitad que la de la alimentación de la red eléctrica. La resistencia del bucle se calcula a partir de la diferencia de la tensión terminal entre los ciclos cargados y descargados y la corriente de carga.

Descripción de la invención

Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento de prueba de una impedancia de bucle en un circuito CA protegido por un disruptor de circuito según se define en la reivindicación 1.

Preferiblemente, se utiliza como corriente de prueba una corriente de prueba inferior o igual a la mitad de la corriente estimada de disparo del disruptor del circuito.

Preferiblemente, la corriente de prueba es sustancialmente de 15 mA. Una corriente de prueba de este valor es lo suficientemente baja como para no disparar la mayoría de los disruptores de circuito comercialmente disponibles, mientras que permite la detección de la señal de tensión de prueba con una precisión suficiente.

Según un segundo aspecto de la presente invención, un aparato para la prueba de circuito CA protegido por un disruptor de circuito para determinar una impedancia de bucle se describe en la reivindicación 4.

Los filtros de trayectoria N son una forma establecida de filtros de paso de banda de alta selectividad. Un filtro de trayectoria N conmutado en serie consta de una serie de trayectorias de entrada, incluyendo cada trayectoria un conmutador de entrada, un conmutador de salida, y un condensador acoplado entre la trayectoria intermedia entre los dos conmutadores y tierra. Estos se utilizan para preservar la magnitud de una frecuencia en particular, mientras que atenúan el resto. En la publicación titulada "Conmutadores analógicos y sus aplicaciones", Diciembre 1976, Siliconix, Siliconix Incorporated, Capítulo 5, se proporciona una descripción y un análisis detallados del rendimiento de los filtros de trayectoria N.

Preferiblemente, el filtro de trayectoria N comprende un filtro de trayectoria N conmutado en serie, en el que cada trayectoria tiene su conmutador de entrada y su conmutador de salida fuera de fase y, cada conmutador está sincronizado con otro conmutador en otra trayectoria.

Donde una frecuencia en particular F_{m} domina en una señal, es decir la señal de 50 Hz en el suministro de corriente alterna de 240 V en el Reino Unido, la frecuencia central, F_{o}, del filtro de trayectoria N debe seleccionarse para descartar la frecuencia dominante F_{m}, haciendo

F_{o} = F_{m} /N

Por lo tanto, para descartar la señal de 50 Hz y sus armónicas en un suministro de corriente alterna de 50 Hz, 240 V, debería elegirse una frecuencia central F_{o}de 25 Hz y un filtro con dos trayectorias (N=2). De forma similar, para descartar una señal de 60 Hz, el filtro debería disponerse de tal forma que F_{o} = 30 Hz y N = 2.

En la presente invención, con tal de que mientras un conmutador de entrada en cualquier trayectoria del filtro de trayectoria N sincronizado transversal acoplado en serie esté cerrado durante un ciclo completo de un señal de suministro de corriente alterna de 240 V no deseada dominante mientras que el conmutador de salida asociado sincronizado cruzado en otra trayectoria también esté cerrado durante el mismo ciclo, el filtro puede dar salida de forma consecutiva a señales que son representativas de diversos niveles de la señal de prueba de entrada. Por lo tanto, puede situarse un filtro de dos trayectorias para dar salida al rms positivo y al rms negativo de la señal de prueba de entrada variable, mientras que un filtro de tres trayectorias también podría dar salida a un tercer nivel intermedio, y así sucesivamente. Por ejemplo, puede llevarse a la práctica un filtro de cinco trayectorias mediante la sincronización cruzada de los conmutadores en las cinco trayectorias a una frecuencia de 10 Hz (relación señal/espacio 1/4), y utilizando una corriente de prueba de onda senoidal de 10 Hz. Sólo se cerrará un conmutador de salida en cualquier momento de tiempo, de forma que habrá cinco niveles de salida CC discretos respecto de una desviación CC en cualquier ciclo completo de corriente de prueba. Estas señales se aproximan a una onda senoidal de frecuencia 10 Hz. La ventaja de este filtro sincronizado cruzado respecto de los filtros conmutados convencionales es que en lugar de proporcionar simplemente una atenuación alta de las frecuencias kNF_{0}, un filtro sincronizado cruzado proporciona un rechazo total CA de una señal de entrada estable de la frecuencia kNF_{0}, dejando sólo una desviación CC.

En aplicaciones típicas, todas las frecuencias de entrada están limitadas a menos de NF_{0}/2 para evitar falseamiento. Con el filtro sincronizado cruzado es esencial que esté presente una frecuencia NF_{0} dominante.

En el caso de que vaya a ser probado un circuito alimentado con una corriente alterna, preferiblemente el filtro de trayectoria N consta de un filtro sincronizado cruzado de dos trayectorias con una frecuencia central de la mitad de la frecuencia de la corriente.

Preferiblemente, de acuerdo con el procedimiento de la presente invención, se utiliza un filtro sincronizado cruzado de dos trayectorias para rechazar la señal de suministro CA, aislando de este modo la señal de tensión de prueba.

Se requiere una forma corriente de prueba de 25 Hz. Por simplicidad del circuito, preferiblemente se utiliza una corriente de suministro de prueba de "casi 25 Hz" que genera una corriente de 15 mA (rms), cincuenta por ciento de un ciclo ocupado, de 50 Hz, que utiliza mitades alternativas de un ciclo de suministro de corriente alterna de 240 V.

Preferiblemente, el aparato consta además de un circuito de sincronización de corriente que controla la salida de la señal de corriente de prueba de la corriente de suministro de prueba, y genera una señal de frecuencia central, F_{0}, que se sincroniza con la señal de corriente de 50 Hz y controla el funcionamiento del filtro de sincronización cruzado de dos trayectorias.

Preferiblemente, una trayectoria del filtro de dos trayectorias incluye un resistor variable para permitir que las relaciones RC de las dos trayectorias de entrada del filtro se correspondan en gran medida. Esto ayuda a asegurar un buen rechazo de la señal de corriente alterna de 240 V.

La salida de la tensión de prueba del filtro cuando utiliza la corriente de prueba de 15 mA descrita anteriormente es una onda cuadrada que incluye una desviación CC. El aparato puede constar además de un circuito desacoplador CC conectado a la salida del filtro de dos trayectorias para eliminar el nivel CC no deseado. En este caso, preferiblemente la salida del circuito de desacoplamiento CC está conectada a un detector de detección de fase. Sin embargo, preferiblemente la salida de la tensión de prueba del filtro se aplica a dos trayectorias de circuito paralelas, constando cada trayectoria de un conmutador y de un condensador de carga acoplado a tierra, donde los conmutadores de cada trayectoria son conducidos fuera de fase uno con respecto del otro, y la salida de cada trayectoria está conectada a un amplificador diferencial. Esta disposición de circuito también tiene el efecto de eliminar la desviación CC.

En ambos casos, la salida del circuito es un nivel de tensión de prueba que es aproximadamente constante. Esta tensión está normalmente entre 0,15 mV y 15 mV, y es representativa de la resistencia del bucle. Dado que la corriente de prueba que genera esta señal de tensión es conocida, la resistencia del bucle puede calcularse aplicando la ley de Ohms. Preferiblemente, el aparto consta además de un medio de microprocesador para calcular la resistencia del bucle. Preferiblemente, el aparato también incluye medios de visualización para visualizar el valor calculado de la resistencia del bucle.

Durante su utilización, el aparato está contenido en una unidad de prueba que tiene los conductores apropiados para permitir que la unidad de prueba se conecte a través de los terminales del bucle fase - tierra o del bucle fase - neutral del circuito CA para permitir que se realice una medida de la impedancia. Normalmente, la impedancia inductiva de un bucle es despreciable, y no necesita ser medida. Sin embargo, puede medirse una función de la impedancia aplicando señales al circuito de filtro que están 90º fuera de fase con el circuito de control de la corriente de prueba. Habiendo medido previamente el componente resistivo, puede deducirse la inductancia, y calcularse posteriormente la impedancia verdadera.

Cuando el suministro de corriente alterna de 240 V no es ideal, hay ocasiones en las que puede tener lugar ruido. Esto afectará a la validez de cualquier cálculo de la impedancia. Para mejorar la precisión del aparato, preferiblemente el aparato incluye medios de corrección de error y de detección del ruido, que detectan si ha aparecido ruido y ajustan la magnitud de la señal de salida de tensión procedente de cada trayectoria de filtro para hacerla aproximadamente igual al nivel de salida de tensión previo. Preferiblemente, los medios de corrección de error para las salidas de cada trayectoria del filtro constan de un condensador de memoria que almacena la salida de nivel de una trayectoria de filtro durante la parte final de un ciclo de salida, y que está conectado de forma selectiva, por medios de conmutación controlados por los medios de detección de ruido, al condensador de trayectoria durante el comienzo del siguiente ciclo de salida para renovar el nivel de señal de salida si el nivel de señal ha cambiado por encima de un límite predeterminado desde la última salida detectada de la trayectoria debido al ruido.

Breve descripción de los dibujos

Se describirá ahora un ejemplo de la presente invención haciendo referencia a las ilustraciones adjuntas, en las cuales:

la Figura 1 muestra un aparato de prueba convencional;

la Figura 2 muestra un diagrama de bloques de un ejemplo de un aparato de prueba de acuerdo con la presente invención;

la Figura 3A muestra un circuito de control de corriente de prueba;

la Figura 3B muestra las señales asociadas con el circuito de prueba de la Figura 3A;

la Figura 4 muestra un ejemplo de un filtro sincronizado cruzado de dos trayectorias;

la Figura 5A muestra un circuito de sincronización de corriente;

la Figura 5B muestra señales de control aplicadas a un servicio de corrección de error de la Figura 10;

la Figura 6 muestra una señal de salida obtenida a partir del circuito de la Figura 4;

la Figura 7 muestra un circuito desacoplador CC;

la Figura 8 muestra un circuito detector de detección de fase;

la Figura 9 muestra una salida del circuito detector de detección de fase de la Figura 8;

la Figura 10 muestra un servicio de corrección de error de la presente invención; y

las Figuras 11A y 11B muestra otra realización del servicio de corrección de error y de eliminación de CC.

Descripción

La Figura 2 muestra un diagrama de bloques de un ejemplo de un aparato de prueba de bucle de acuerdo con la presente invención. El aparato de prueba consta de un circuito 1 de control de corriente de prueba, un circuito 2 de control de filtro y de sincronización de corriente, un circuito 3 de desacoplamiento de relación RC, un circuito 4 de filtro cruzado sincronizado de dos trayectorias, circuitos 5, 5', de corrección de error, un circuito 6 de desacoplamiento CC, un detector 7 de detección de fase, y un circuito 8 de detección de ruido.

El circuito 1 de control de corriente de prueba se muestra en la Figura 3A. El circuito se muestra conectado a través de las líneas fase - tierra de la corriente, pero puede aplicarse igualmente a la fase – neutral
para tomar una medida de la impedancia del bucle
fase - neutral. Se utiliza una señal de onda cuadrada de 25 Hz para accionar MOSFETS 9, 10, que actúan como conmutadores con un ciclo de ocupación del cincuenta por ciento, de modo que se aplican mitades alternativas del ciclo de corriente. El circuito opera para permitir que una corriente de prueba de aproximadamente 15 mA (rms) fluya alrededor del bucle fase - tierra de corriente. La corriente de prueba, I_{test}, no es lo suficientemente grande como para activar la mayoría de RCCBs u otra protección de disruptor de circuito. El valor de la corriente de prueba se determina mediante el valor de los resistores 11, 12, que están normalmente en el orden de 16 kÙ cada uno. La salida de la corriente de prueba tiene un ciclo de ocupación del cincuenta por ciento, y se muestra en la Figura 3B. Puede obtenerse una corriente de prueba alternativa utilizando sólo un MOSFET sencillo que genera una corriente de prueba de 0 mA y de +15 mA (ciclo con ocupación del 50%).

Una tensión proporcional a la resistencia del bucle con la misma forma de onda aparecerá en los terminales 13, 14, y es esta tensión el que debe medirse para determinar la resistencia del bucle. Sin embargo, ya que la resistencia del bucle es normalmente muy baja, es decir entre 0,01 \Omega y 1 \Omega, la tensión de prueba es correspondientemente baja y generalmente sólo entre 0,15 mV y 15 mV. Esta señal se imprime sobre la tensión de corriente alterna de 240 V y por eso es indetectable en esta etapa. Por lo tanto, se debe rechazar substancialmente la tensión de corriente para dejar solamente la señal de tensión de prueba pequeña antes de que se pueda realizar cualquier cálculo de la resistencia.

La salida del circuito 1 de control de corriente de prueba se aplica a las entradas del circuito 4 de filtro de dos trayectorias que se muestra en la Figura 4. La entrada a una de las trayectorias 15 del filtro incluye un resistor variable 17 que se utiliza para hacer corresponder las relaciones RC de cada trayectoria de filtro 15, 16. Esto es importante para lograr un buen rechazo de la tensión de corriente.

Cada trayectoria 15, 16 del filtro consta de un conmutador de entrada y de un conmutador de salida A, B con un condensador 18, 19 conectado entre los dos conmutadores y conectado a tierra. Los conmutadores pueden ser conmutadores CMOS analógicos. Las capacitancia de los condensadores 18, 19 se escogen para ser aproximadamente iguales, pero el ajuste fino de la relación RC se hace utilizando el resistor variable 17. Un valor normal para los condensadores es 0,1 \muf y la constante RC puede ser 0,2 segundos. Las salidas de cada trayectoria se conectan entre sí. Se puede ver que en la trayectoria 16 los conmutadores de entrada y salida A, B, respectivamente, son conducidos cada uno por una onda cuadrada de 25 Hz a, b respectivamente que están 180º fuera de fase. Las señales de onda cuadrada a, b se generan mediante el circuito 2 de sincronización de corriente. Las mismas señales se utilizan en la trayectoria 15. De esta forma, los conmutadores de una trayectoria están sincronizados transversalmente con los conmutadores de la otra trayectoria. Tal y como se explicará con detalle después, esto da por resultado un rechazo muy alto de la señal de corriente de 50 Hz.

Los conmutadores A, B son conducidos por un par de señales a, b desde la sincronización de corriente y el circuito 2 conductor de filtro. Parte de este circuito se muestra en la Figura 5A y consta de un detector de cruce cero que detecta el cambio de polaridad de la señal de corriente que varía sinusoidalmente para producir una onda cuadrada de 50 Hz. Esta onda cuadrada se procesa posteriormente utilizando circuitos biestables para reducir a la mitad esta frecuencia hasta 25 Hz. Dos señales de 25 Hz a, b salen desde el circuito 2 de sincronización de corriente, cada una 180º fuera de fase respecto de la otra. Las formas de onda de salida para este circuito se muestran en la Figura 5B. También se generan dos nuevas formas de onda c, d que se utilizan para controlar el funcionamiento de los circuitos 5, 5' de corrección de error (ver descripción detallada posterior). Una de las señales b de onda cuadrada de 25 Hz se utiliza para controlar el funcionamiento de los conmutadores MOSFET 9, 10 del circuito 1 de control de corriente de prueba como se explicó antes. Las tensiones que aparecen al otro lado de los condensadores 18, 19 se muestran en la Figura 6. La constante RC para cada trayectoria 15, 16 se escoge para atenuar la tensión de corriente para que esté dentro del rango dinámico del circuito. Esto hace a la RC grande, lo cual tiene el efecto de causar que a la tensión de prueba le lleve largo tiempo cargar los condensadores. Se puede considerar que la carga de los condensadores 18, 19 se debe al efecto combinado de la fuente de corriente alterna de 240 voltios junto con la tensión de prueba adicional resultante de la corriente de prueba de 15 mA de "casi 25 Hz". Después de un periodo de carga inicial, normalmente un segundo y medio, el efecto de la tensión de prueba sobre un condensador es un valor CC con una ondulación muy pequeña. Por lo tanto, la tensión de prueba de "casi 25 Hz" (50 Hz, ciclo de ocupación de cincuenta por ciento) aparece efectivamente en los condensadores 18, 19 como una onda cuadrada de 25 Hz, la magnitud igual a la tensión rms de cada detección de la tensión de ciclo de ocupación de cincuenta por ciento.

La sincronización de la corriente es un elemento clave de la función del filtro. La sincronización con la fuente de 50 Hz nominales causa un rechazo total de CA de una fuente de corriente perfecta. Sin embargo, si las señales de control de filtro operan a una frecuencia fija, entonces si una fuente de corriente imperfecta fluctuaba hasta 49,5 Hz entonces el falseamiento causaría grandes variaciones de salida desde el filtro. Teniendo sincronización directa, la frecuencia de señal de control del filtro se mueve con cambios en la frecuencia de corriente y de este modo evita el problema del falseamiento.

La salida del circuito 4 de filtro de dos trayectorias, V_{fo}, se muestra también en la Figura 6. La señal es una onda cuadrada con una compensación CC. La compensación CC se desacopla utilizando un circuito 6 desacoplador estándar que se muestra en la Figura 7. La salida del desacoplador V_{dco} se aplica a un circuito 7 detector sensible de fase que tiene controlados los conmutadores A y B por las mismas señales a, b de 25 Hz generadas por el circuito 2 de sincronización de corriente. La salida del circuito 7 detector sensible de fase se muestra en la Figura 9. La tensión V_{R} mostrada en esta ilustración es un resultado directo de la corriente de prueba de 15 mA que fluye alrededor del bucle, y es por lo tanto representativo del valor de la resistencia del bucle. Dado que se conoce exactamente la corriente y que la tensión de prueba resultante, V_{R}, se puede determinar ahora exactamente, el valor de la resistencia del bucle se puede calcular y visualizar.

Como se explicó antes, el efecto de filtrar la tensión de la corriente es dejar una compensación CC. Si la magnitud y la forma de onda de la señal de 50 Hz de 240 voltios fueron constantes entonces el nivel de esta compensación CC sería constante. En la práctica, como ninguna fuente de corriente es ideal, un elemento CA se mantiene como ruido de forma que la magnitud de la compensación CC varía, es decir, se produce una señal CA. Una característica de la presente invención es un detector 8 de ruido y un circuito 5, 5' corrector de error que compensan cualquier variación significativa en la señal de corriente que puede afectar a la salida del filtro 4 de dos trayectorias. En la Figura 10 se muestra con detalle un circuito 5 de detección de error asociado con la trayectoria 16. Las formas de onda aplicadas a los conmutadores A, B y D se muestran en la Figura 5B. La señal d que hace funcionar el conmutador D se genera mediante la sincronización de la corriente y el circuito 2 de control de filtro (como se explicó antes).

Un condensador 20 de memoria se carga en la segunda mitad del periodo cuando el conmutador B está cerrado. Cuando el conmutador B se cierra primero en el siguiente ciclo, el circuito 8 detector de ruido compara la tensión V_{c18} a través del condensador 18 con la tensión V_{c20} a través del condensador 20 para decidir si se ha producido ruido, es decir, para ver si la tensión a través del condensador 18 ha aumentado o disminuido más de un valor predeterminado comparado con el ciclo previo. Si la diferencia potencial a través del condensador 18 ha disminuido, el circuito 8 detector de ruido genera una señal que cierra el conmutador 22 durante la primera mitad del periodo en que el conmutador B está cerrado para renovar la diferencia potencial a través del condensador 20 de vuelta sobre el condensador 18. Por lo tanto la variación en el nivel de compensación CC se minimiza. El mismo proceso sucede en el circuito 5' de corrección de error excepto porque utiliza la señal c y el conmutador C.

Se puede llevar a la práctica un sistema alternativo de eliminación CC, detección de ruido y corrección de error, sustituyendo el circuito 6 desacoplador CC y el detector 7 sensible de fase por el dispositivo de circuito mostrado en la Figura 11A.

La salida desde el circuito 4 de filtro se alimenta a lo largo de dos trayectorias 23, 24, teniendo cada trayectoria un conmutador 25, 26 controlado por medio de señales de conmutación a, b respectivamente y un condensador 27, 28 de almacenamiento. La salida desde las dos trayectorias se alimenta dentro de un amplificador diferencial 29. Las salidas desde cada trayectoria y desde el amplificador diferencial se muestran en la Figura 11B.

En este sistema, la salida del amplificador diferencial se controla por medio del circuito 8 de detección de ruido que activa el conmutador 22 en el circuito 5 de corrección de error (descrito con detalle antes) como respuesta a cualquier ruido detectado para renovar la diferencia potencial a través del condensador 20. Este sistema resuelve, por lo tanto, las desventajas de los circuitos de desacoplamiento CC que pueden originar distorsión de señal. También, este sistema elimina la necesidad de un condensador de desacoplamiento grande que se toma un tiempo relativamente largo para cargar el nivel de compensación CC.

Para calcular un valor de impedancia real del bucle se necesita un proceso de varias etapas. Primero se mide el componente resistivo. Después se puede aplicar una señal de cambio de fase de 90º al control de circuito de filtro respecto al circuito de control de corriente de prueba. Esto da un resultado que es una función de la impedancia. Utilizando el resultado resistivo calculado se puede evaluar el componente inductivo, y de este modo se puede calcular la impedancia de bucle real. En la práctica esto no es necesario normalmente ya que la impedancia inductiva es mínima.

Claims (15)

1. Un procedimiento de prueba de una impedancia de bucle en un circuito de corriente alterna protegido por un disruptor de circuito, que consta de los pasos de disponer una corriente de prueba inferior a corriente de disparo del disruptor del circuito para que fluya a lo largo del circuito, la corriente de prueba que tiene una frecuencia F_{0} se sincroniza directamente con una señal de alimentación de CA, siendo la frecuencia F_{0}:

F_{0} = F_{m}/N

en donde F_{m} es la frecuencia de la señal de alimentación de CA y N es un entero positivo igual o mayor a 2 y aislando y detectando una señal de tensión de prueba que es desarrollada por la corriente de prueba, utilizando un filtro de trayectoria N que tiene una frecuencia central igual a F_{0} y que está directamente sincronizada con la señal de alimentación de CA para rechazar la señal de alimentación de corriente alterna y sus armónicas para aislar la señal de tensión de prueba.

2. Un procedimiento conforme a la reivindicación 1, en el que una corriente de prueba menor que o igual a la mitad de la corriente estimada que activa el disruptor de circuito se utiliza como corriente de prueba.

3. Un procedimiento conforme a la reivindicación 1 ó 2, en el que la corriente de prueba es substancialmente 15 mA.

4. Un aparato para probar un circuito de corriente alterna protegido con un disruptor de circuito para determinar una impedancia de bucle que consta de una fuente de corriente (1) que es capaz de suministrar una corriente de prueba directamente sincronizada con una señal de alimentación de CA menor que la estimación de corriente que activa el disruptor de circuito, la corriente de prueba tiene una frecuencia F_{0} dada por:

F_{0} = F_{m}/N

en donde F_{m} es la frecuencia de la señal de alimentación de CA y N es un entero positivo igual o mayor que 2, un filtro de trayectoria N (4) que tiene una frecuencia central igual a F_{0} y que está directamente sincronizada con la señal de alimentación de CA para rechazar la señal de alimentación de CA y sus armónicas para aislar una señal de tensión de prueba que es desarrollada por la corriente de prueba, y medios de detección (5, 6, 7, 8) para detectar la señal de tensión de prueba.

5. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 4 en el cual el filtro de trayectoria N (4) es un filtro de trayectoria N conmutado en serie que tiene una frecuencia central F_{0} que comprende una serie de trayectorias (15, 16) incluyendo cada trayectoria un conmutador de entrada y un conmutador de salida, en donde cada trayectoria tiene su conmutador de entrada y su conmutador de salida accionado fuera de fase y cada conmutador se sincroniza con el otro conmutador en otra trayectoria.

6. Un aparato conforme a la reivindicación 5, en el cual el filtro de trayectoria N comprende dos trayectorias (15, 16) en donde el conmutador de entrada (A, B) de cada trayectoria está sincronizado entre conductores con el conmutador de salida (B, A) de la otra trayectoria y F_{0} = 25 Hz.

7. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, que comprende un medio de suministro de corriente de prueba (1) que genera un ciclo de trabajo del 50% de 50 Hz, una corriente de 15 mA (rms) que utiliza mitades alternativas de un ciclo de alimentación de red de CA de 240 v.

8. Un aparato conforme a la reivindicación 7, que consta además de un circuito (2) de sincronización de corriente que controla la salida de señal de corriente de prueba del medio (1) de suministro de corriente de prueba y genera una señal de frecuencia central que está sincronizada con la señal de corriente de 50 Hz y controla el funcionamiento del filtro (4) sincronizado transversalmente de trayectoria N.

9. Un aparato conforme con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, cuando dependen con la reivindicación 6, en el que una trayectoria (15) del filtro (4) de dos trayectorias incluye un resistor variable (17) para permitir que se correspondan las relaciones RC de las dos trayectorias de entrada (14, 16) del filtro (4).

10. Un aparato conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, que consta además de un circuito (6) desacoplador de corriente continua conectado a la salida del filtro (4) para eliminar un nivel de corriente continua.

11. Un aparato conforme a la reivindicación 10, donde la salida del circuito (6) desacoplador de corriente continua está conectada a un detector (7) de detección de fase.

12. Un aparato conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, en el que la salida de tensión de prueba del filtro (4) se aplica a dos trayectorias (23, 24) de circuito paralelas, constando cada trayectoria de un conmutador (25, 26) y un condensador de carga (27, 28) acoplado a tierra, donde los conmutadores en cada trayectoria son activados fuera de fase uno respecto al otro y la salida de cada trayectoria está conectada a un amplificador (29) diferencial para eliminar un nivel de corriente continua.

13. Un aparato conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 12, que consta además de un medio microprocesador para calcular la resistencia del bucle.

14. Un aparato conforme a cualquiera de las reivindicaciones 4 a 13, que consta además de medios de detección de ruido (8) y de corrección de error (5, 5') que detectan si se ha producido ruido, y ajustan la magnitud de la señal de salida de tensión desde cada trayectoria (15, 16) de filtro para hacerla aproximadamente igual al nivel de salida de tensión previo.

15. Un aparato conforme a la reivindicación 14, donde el medio (5, 5') de corrección de error para las salidas de cada trayectoria del filtro consta de un condensador (20) de memoria que almacena el nivel de salida de una trayectoria (16) de filtro durante la parte final de un ciclo de salida, y que está conectado selectivamente mediante un medio (22) de conmutación controlado por el medio (8) de detección de ruido al condensador (18) de trayectoria durante el inicio de un ciclo de salida siguiente para renovar el nivel de señal de salida si el nivel de señal ha cambiado por encima de un límite predeterminado desde la última salida detectada de esa trayectoria debido al ruido.