ITBG20110010A1

ITBG20110010A1 - ELECTRIC SWITCHING DEVICE.

Info

Publication number: ITBG20110010A1
Application number: IT000010A
Authority: IT
Inventors: Claudio Amadori; Paolo Faure
Original assignee: Abb Spa
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2012-10-07
Also published as: EP2509092A1; EP2509092B1

Description

DISPOSITIVO DI COMMUTAZIONE ELETTRICA ELECTRICAL SWITCHING DEVICE

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione è relativa a un dispositivo di commutazione elettrica per un circuito di bassa tensione avente migliorate caratteristiche nella protezione da sovracorrenti. The present invention relates to an electrical switching device for a low voltage circuit having improved characteristics in overcurrent protection.

Come noto, dispositivi di commutazione elettrica utilizzati nei circuiti elettrici di bassa tensione (cioè per applicazioni con tensioni di esercizio fino a 1000V AC/ 1500V DC), ad esempio interruttori, sezionatori e contattori, indicati come “switching devices”, sono dispositivi concepiti per assicurare la protezione dei circuiti elettrici e la sicurezza degli utilizzatori dei circuiti elettrici stessi, intervenendo in corrispondenza delTinsorgere di situazioni di guasto. As is known, electrical switching devices used in low voltage electrical circuits (i.e. for applications with operating voltages up to 1000V AC / 1500V DC), for example switches, disconnectors and contactors, referred to as "switching devices", are devices designed for ensure the protection of the electric circuits and the safety of the users of the electric circuits themselves, intervening in correspondence with the onset of fault situations.

Gli interruttori comprendono uno o più poli elettrici aventi almeno un contatto mobile che è atto ad assumere una prima posizione, in cui è accoppiato a un corrispondente contatto fisso (dispositivo di commutazione chiuso), e una seconda posizione, in cui è separato dal corrispondente contatto fisso (dispositivo di commutazione aperto). The switches comprise one or more electrical poles having at least one movable contact which is adapted to assume a first position, in which it is coupled to a corresponding fixed contact (closed switching device), and a second position, in which it is separated from the corresponding contact fixed (switching device open).

L’intervento dei dispositivi di commutazione contro l’insorgere di situazioni di guasto avviene attraverso la separazione dei contatti mobili dai corrispondenti contatti fissi. The intervention of the switching devices against the onset of fault situations occurs through the separation of the moving contacts from the corresponding fixed contacts.

Come noto, i dispositivi di commutazione sono generalmente dotati di mezzi atti a svolgere la protezione contro l’insorgere di correnti differenziali critiche fra i poli dei dispositivi di commutazione stessi, dovute a una corrente di dispersione verso terra (“earth leakage current”), nota anche come corrente residua (“residuai current”) o corrente di sbilanciamento (“imbalance current”). As is known, switching devices are generally equipped with means suitable for carrying out protection against the emergence of critical differential currents between the poles of the switching devices themselves, due to an earth leakage current, also known as residual current ("residuai current") or imbalance current ("imbalance current").

Inoltre, i dispositivi di commutazione sono dotati di mezzi atti a svolgere la protezione contro l’insorgere di correnti aventi un valore critico superiore al valore della corrente nominale di esercizio; tali sovracorrenti possono esser correnti non istantanee (generate ad esempio da una condizione di sovraccarico, o “overload”) o correnti istantanee (generate ad esempio da un guasto di corto-circuito, o “short-circuit”). In addition, the switching devices are equipped with means to protect against the occurrence of currents having a critical value higher than the value of the rated operating current; these overcurrents can be non-instantaneous currents (generated for example by an overload condition, or "overload") or instantaneous currents (generated for example by a short-circuit fault, or "short-circuit").

Nello stato dell’arte sono noti dispositivi di commutazione di tipo modulare (“miniature circuit breakers”) che, insieme alla protezione da correnti differenziali, realizzano la protezione da sovracorrenti attraverso mezzi magneto-termici, e per questo motivo sono noti come interruttori magneto-termico differenziali (“residuai current circuit breakers with overcurrent protection” o RCBO). In the state of the art, modular type switching devices ("miniature circuit breakers") are known which, together with the protection against residual currents, provide protection against overcurrents through magneto-thermal means, and for this reason they are known as magneto-circuit breakers. differential thermal breakers ("residual current circuit breakers with overcurrent protection" or RCBO).

In particolare, la protezione da sovracorrenti non istantanee avviene attraverso un elemento bimetallico operativamente collegato ad uno o più poli, o fasi, per cui è prevista la protezione da sovracorrenti. In generale, l’elemento bimetallico è inserito lungo il percorso della corrente passante in una fase del dispositivo di commutazione. Quando il valore della corrente passante nell’elemento bimetallico supera una soglia predeterminata, l’elemento bimetallico si flette andando a interagire operativamente con i contatti mobili del dispositivo di commutazione, in modo da causare la separazione dei contatti mobili stessi dai corrispondenti contatti fissi. Tipicamente, la soglia predeterminata per la corrente passante nell’elemento bimetallico è pari al valore della corrente nominale di esercizio maggiorato di circa il 45% del valore stesso; inoltre, deve esser garantito il passaggio della corrente con una tolleranza sul valore nominale di esercizio pari a circa il 15%. In particular, the protection against non-instantaneous overcurrents occurs through a bimetallic element operatively connected to one or more poles, or phases, for which the overcurrent protection is provided. In general, the bimetallic element is inserted along the path of the passing current in a phase of the switching device. When the value of the current passing through the bimetallic element exceeds a predetermined threshold, the bimetallic element flexes going to interact operatively with the moving contacts of the switching device, so as to cause the separation of the moving contacts themselves from the corresponding fixed contacts. Typically, the predetermined threshold for the current flowing through the bimetallic element is equal to the value of the rated operating current increased by approximately 45% of the value itself; moreover, the passage of current must be guaranteed with a tolerance on the nominal operating value of approximately 15%.

Il tempo di intervento dell’elemento bimetallico per aprire il dispositivo di commutazione decresce all’ aumentare della sovracorrente che lo attraversa, secondo una dipendenza descritta da una curva caratteristica, nota come “curva caratteristica a tempo inverso”. The tripping time of the bimetallic element to open the switching device decreases as the overcurrent passing through it increases, according to a dependence described by a characteristic curve, known as "inverse time characteristic curve".

Sebbene l’elemento bimetallico assolva pienamente al proprio compito e costituisca una soluzione particolarmente economica, comporta una serie di svantaggi e difficoltà. In particolare, l’elemento bimetallico deve esser accuratamente calibrato per operare correttamente in risposta alla corrente che lo attraversa. In particolare, in determinate situazioni impiantistiche, non possono esser tollerate sovracorrenti superiori del 20% rispetto alla corrente nominale di esercizio, pur richiedendo comunque una tolleranza sul valore nominale di esercizio pari a circa il 15%. In questa situazione, la taratura dell’elemento bimetallico in un range di funzionamento particolarmente ristretto risulta critica e comporta notevoli scarti nella produzione dei dispositivi di commutazione. Although the bimetallic element fully fulfills its task and constitutes a particularly economical solution, it involves a number of disadvantages and difficulties. In particular, the bimetallic element must be carefully calibrated to operate correctly in response to the current flowing through it. In particular, in certain plant situations, overcurrents higher than 20% with respect to the rated operating current cannot be tolerated, although in any case a tolerance on the rated operating value of approximately 15% is required. In this situation, the calibration of the bimetallic element in a particularly narrow operating range is critical and involves considerable waste in the production of switching devices.

Inoltre, l’elemento bimetallico è un dispositivo particolarmente sensibile alla temperatura e pertanto è necessario prevedere una compensazione delle variazioni della temperatura ambiente, che possono essere rilevanti nel caso in cui il dispositivo di commutazione sia installato in ambienti critici. In addition, the bimetallic element is a device that is particularly sensitive to temperature and therefore it is necessary to provide compensation for changes in the ambient temperature, which may be relevant in the event that the switching device is installed in critical environments.

Scopo della presente invenzione è di fornire un dispositivo di commutazione dotato di mezzi per la protezione da sovracorrenti che permettano di superare gli svantaggi evidenziati nello stato dell’arte, pur adottando soluzioni particolarmente semplici ed economiche. The purpose of the present invention is to provide a switching device equipped with means for protection against overcurrents that allow to overcome the disadvantages highlighted in the state of the art, while adopting particularly simple and economical solutions.

Tale scopo è raggiunto da un dispositivo di commutazione elettrica per un circuito elettrico di bassa tensione, comprendente: This purpose is achieved by an electrical switching device for a low voltage electrical circuit, comprising:

almeno un primo polo avente almeno un primo contatto mobile accoppiabile/separabile con/da un corrispondente primo contatto fisso, e un secondo polo avente almeno un secondo contatto mobile accoppiabile/separabile con/da un corrispondente secondo contatto fisso; primi mezzi di rivelazione atti a rivelare una corrente differenziale fra il primo polo e il secondo polo, detti primi mezzi di rivelazione essendo configurati per operare indipendentemente dalla tensione del circuito elettrico. at least a first pole having at least one first movable contact which can be coupled / separable with / from a corresponding first fixed contact, and a second pole having at least one second movable contact which can be coupled / separable with / from a corresponding second fixed contact; first detection means adapted to detect a differential current between the first pole and the second pole, said first detection means being configured to operate independently of the voltage of the electric circuit.

Il dispositivo di commutazione comprende secondi mezzi di rivelazione che sono atti a rivelare una sovracorrente circolante in almeno uno di detti primo e secondo poli e che comprendono almeno un trasformatore di corrente operativamente collegato a detto almeno uno di detti primo e secondo poli. The switching device comprises second detection means which are adapted to detect an overcurrent circulating in at least one of said first and second poles and which comprise at least one current transformer operatively connected to said at least one of said first and second poles.

Il dispositivo di commutazione secondo la presente invenzione verrà nel seguito descritto facendo riferimento a una sua realizzazione come interruttore differenziale dotato di protezione contro sovracorrenti, del tipo modulare. I principi e le soluzioni tecniche esposti nel corso della seguente descrizione sono da intendersi comunque validi anche per differenti tipologie di dispositivi di commutazione, quali ad esempio interruttori “scatolati” (“molded case circuit breakers” o MCCB). The switching device according to the present invention will be described below with reference to one of its embodiments as a differential switch equipped with protection against overcurrents, of the modular type. The principles and technical solutions set out in the course of the following description are to be considered valid also for different types of switching devices, such as for example “molded case circuit breakers” or MCCBs.

Caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme realizzative preferite, ma non esclusive, di un dispositivo di commutazione secondo la presente invenzione, illustrate a titolo esemplificativo negli uniti disegni; in cui: Features and advantages will become clearer from the description of preferred but not exclusive embodiments of a switching device according to the present invention, illustrated by way of example in the accompanying drawings; in which:

la figura 1 mostra schematicamente un dispositivo di commutazione secondo la presente invenzione; Figure 1 schematically shows a switching device according to the present invention;

la figura 2 mostra uno schema a blocchi di mezzi elettronici impiegati per la protezione da sovracorrente ed usati nel dispositivo di commutazione di figura 1 ; Figure 2 shows a block diagram of electronic means used for overcurrent protection and used in the switching device of Figure 1;

la figura 3 mostra lo schema di un blocco circuitale utilizzato in un dispositivo di commutazione secondo la presente invenzione (comprendente mezzi elettronici per la protezione da correnti differenziali e mezzi elettronici per la protezione da sovracorrenti); la figura 4 illustra una curva caratteristica che mostra la dipendenza di un tempo di intervento dal valore della sovracorrente contro cui è necessario intervenire; Figure 3 shows the diagram of a circuit block used in a switching device according to the present invention (comprising electronic means for protection against differential currents and electronic means for protection against overcurrents); Figure 4 illustrates a characteristic curve which shows the dependence of an intervention time on the value of the overcurrent against which it is necessary to intervene;

la figura 5 mostra schematicamente un trasformatore di corrente usato in un dispositivo di commutazione secondo la presente invenzione, avente un nucleo magnetico con un traferro. In figura 1 è illustrato schematicamente un interruttore 1 per un circuito di bassa tensione, in particolare un interruttore 1 di tipo modulare, comprendente un primo polo 2 e un secondo polo 3. Il primo polo 2 comprende un primo contatto mobile 4 accoppiabile/separabile da un corrispondente primo contatto fisso 5; a sua volta, il secondo polo 3 comprende un secondo contatto mobile 6 accoppiabile/separabile da un corrispondente secondo contatto fisso 7. Il primo polo 2 comprende un primo terminale elettrico 8 ed un secondo terminale elettrico 9, ed il secondo polo 3 comprende un terzo terminale elettrico 10 ed un quarto terminale elettrico 11. Tali terminali elettrici 8, 9, 10, 11 sono atti a collegare elettricamente il primo polo 2 e il secondo polo 3 al circuito elettrico in cui Tinterruttore 1 è installato; in particolare, sono atti a collegare operativamente, attraverso il primo polo 2 e il secondo polo 3, una sorgente di alimentazione (LINE) ed un carico elettrico (LO AD) associati al circuito elettrico. Bisogna sottolineare come Γ interruttore 1 secondo la presente invenzione possa avere un numero di poli diverso rispetto a quello illustrato nell’esempio in figura 1. Figure 5 schematically shows a current transformer used in a switching device according to the present invention, having a magnetic core with an air gap. Figure 1 schematically illustrates a switch 1 for a low voltage circuit, in particular a switch 1 of the modular type, comprising a first pole 2 and a second pole 3. The first pole 2 comprises a first movable contact 4 which can be coupled / separated from a corresponding first fixed contact 5; in turn, the second pole 3 comprises a second movable contact 6 which can be coupled / separable by a corresponding second fixed contact 7. The first pole 2 comprises a first electrical terminal 8 and a second electrical terminal 9, and the second pole 3 comprises a third electric terminal 10 and a fourth electric terminal 11. Said electric terminals 8, 9, 10, 11 are adapted to electrically connect the first pole 2 and the second pole 3 to the electric circuit in which the switch 1 is installed; in particular, they are adapted to operationally connect, through the first pole 2 and the second pole 3, a power source (LINE) and an electric load (LO AD) associated with the electric circuit. It should be emphasized that Γ switch 1 according to the present invention may have a different number of poles than that illustrated in the example in Figure 1.

Il primo contatto mobile 4 e il secondo contatto mobile 6 sono operativamente collegati a un meccanismo di comando 12 che è atto a causare la separazione dei primo e secondo contatti mobili 4, 6 dai corrispondenti primo e secondo contatti fissi 5, 7 in seguito al proprio azionamento; il meccanismo di comando 12 è del tipo di per se noto nello stato dell’arte e pertanto non verrà descritto in dettaglio. The first movable contact 4 and the second movable contact 6 are operatively connected to a control mechanism 12 which is adapted to cause the separation of the first and second movable contacts 4, 6 from the corresponding first and second fixed contacts 5, 7 following its own drive; the control mechanism 12 is of the type per se known in the state of the art and therefore will not be described in detail.

L’interruttore 1 comprende primi mezzi di rivelazione che sono atti a rivelare una corrente differenziale fra il primo polo 2 e il secondo polo 3. The switch 1 comprises first detection means which are adapted to detect a differential current between the first pole 2 and the second pole 3.

I primi mezzi di rivelazione sono operativamente collegati al primo contatto mobile 4 e al secondo contatto mobile 6 in modo da causare la separazione dei primo e secondo contatti mobili 4, 6 dai corrispondenti primo e secondo contatti fissi 5, 7 in seguito alla rivelazione di una corrente differenziale fra il primo polo 2 e il secondo polo 3 superiore ad una soglia predeterminata di intervento, ad esempio 0,03 A. The first detection means are operatively connected to the first movable contact 4 and to the second movable contact 6 so as to cause the separation of the first and second movable contacts 4, 6 from the corresponding first and second fixed contacts 5, 7 following the detection of a differential current between the first pole 2 and the second pole 3 higher than a predetermined tripping threshold, for example 0.03 A.

In particolare, i primi mezzi di rivelazione sono configurati in modo da comandare l’intervento di mezzi di attuazione 30 dell’interruttore 1. Tali mezzi di attuazione 30, del tipo di per sé noto nello stato dell’arte, sono atti ad interagire operativamente con il primo contatto mobile 4 e il secondo contatto mobile 6 in modo da causare la separazione dei primo e secondo contatti mobili 4, 6 dai corrispondenti primo e secondo contatti fissi 5, 7. In particular, the first detection means are configured in such a way as to control the intervention of actuation means 30 of the switch 1. These actuation means 30, of the type per se known in the state of the art, are adapted to interact operatively with the first movable contact 4 and the second movable contact 6 so as to cause the separation of the first and second movable contacts 4, 6 from the corresponding first and second fixed contacts 5, 7.

Nell’esempio illustrato in figura 1 i mezzi di attuazione 30 sono operativamente collegati al meccanismo di comando 12, in modo da causare con il proprio intervento l’azionamento del meccanismo di comando 12 stesso. In the example illustrated in Figure 1, the actuation means 30 are operatively connected to the control mechanism 12, so as to cause the actuation of the control mechanism 12 itself with its own intervention.

Come illustrato in figura 1, i primi mezzi di rivelazione comprendono un trasformatore di corrente differenziale 20, o trasformatore “a somma di corrente” 20 (“summing current transformer”) operativamente collegato al primo polo 2 e al secondo polo 3 in modo da generare in uscita un segnale elettrico Si che dipende dalla corrente differenziale fra il primo polo 2 e il secondo polo 3. As illustrated in Figure 1, the first detection means comprise a differential current transformer 20, or "summing current transformer" 20 operatively connected to the first pole 2 and to the second pole 3 so as to generate at the output an electrical signal Si which depends on the differential current between the first pole 2 and the second pole 3.

In particolare, il trasformatore di corrente differenziale 20 è costituito da un nucleo magnetico 21 che è attraversato da un tratto del primo polo 2 e da un tratto del secondo polo 3 che costituiscono l’avvolgimento primario del trasformatore di corrente differenziale 20. Un avvolgimento secondario 22 è avvolto intorno al nucleo magnetico 21. In particular, the residual current transformer 20 consists of a magnetic core 21 which is traversed by a portion of the first pole 2 and by a portion of the second pole 3 which constitute the primary winding of the residual current transformer 20. A secondary winding 22 is wound around the magnetic core 21.

In condizioni normali di esercizio, la corrente passante nel primo polo 2 e la corrispondente corrente passante nel secondo polo 3 hanno eguale valore; i campi magnetici generati dalle due correnti si annullano a vicenda e nessun segnale elettrico è generato nell’ avvolgimento secondario 22. Under normal operating conditions, the current flowing through the first pole 2 and the corresponding current flowing through the second pole 3 have the same value; the magnetic fields generated by the two currents cancel each other out and no electrical signal is generated in the secondary winding 22.

All’insorgere di una corrente differenziale fra il primo polo 2 e il secondo polo 3, lo sbilanciamento fra la corrente passante nel primo polo 2 e la corrente passante nel secondo polo 3 genera un campo magnetico che induce il segnale elettrico Si nell’ avvolgimento secondario 22. Il valore del segnale elettrico Si è indicativo del valore della corrente differenziale fra il primo polo 2 e il secondo polo 3. When a differential current arises between the first pole 2 and the second pole 3, the imbalance between the current passing through the first pole 2 and the current passing through the second pole 3 generates a magnetic field which induces the electrical signal Si in the secondary winding 22. The value of the electrical signal Si is indicative of the value of the differential current between the first pole 2 and the second pole 3.

I primi mezzi di rivelazione comprendono mezzi elettronici 23 che sono atti a ricevere in ingresso il segnale elettrico Si e che sono configurati in modo da rivelare una corrente differenziale fra il primo polo 2 e il secondo polo 3, utilizzando il segnale elettrico Si. In particolare, i mezzi elettronici 23 sono configurati per confrontare il segnale elettrico Si ricevuto in ingresso con un valore di soglia prefissato, in modo da rivelare la presenza di una corrente differenziale fra il primo polo 2 e il secondo polo 3 superiore alla soglia predeterminata di intervento. Nel caso si superamento di tale valore di soglia prefissato, i mezzi elettronici 23 sono configurati in modo da generare in uscita un segnale di comando S2.II segnale di comando S2è atto a comandare l’intervento dei mezzi di attuazione 30 sul meccanismo di comando 12, fornendo ai mezzi di attuazione 30 stessi l’energia necessaria per il loro intervento. The first detection means comprise electronic means 23 which are adapted to receive the electrical signal Si at the input and which are configured so as to detect a differential current between the first pole 2 and the second pole 3, using the electrical signal Si. In particular , the electronic means 23 are configured to compare the electrical signal Si received at the input with a predetermined threshold value, so as to detect the presence of a differential current between the first pole 2 and the second pole 3 higher than the predetermined tripping threshold. If this predetermined threshold value is exceeded, the electronic means 23 are configured in such a way as to generate a command signal S2 at the output. The command signal S2 is adapted to command the intervention of the actuation means 30 on the command mechanism 12 , supplying the actuation means 30 themselves with the energy necessary for their intervention.

Nell’interruttore 1 secondo la presente invenzione i primi mezzi di rivelazione (e i relativi mezzi di attuazione 30) sono configurati per operare indipendentemente dalla tensione del circuito elettrico in cui l’interruttore 1 stesso è installato, ovvero per operare indipendentemente dalla tensione applicata ai primo e terzo terminali elettrici 8, 10 o ai secondo e quarto terminali elettrici 9, 11 in condizione di esercizio dell’interruttore 1. In the switch 1 according to the present invention, the first detection means (and the relative actuation means 30) are configured to operate independently of the voltage of the electrical circuit in which the switch 1 itself is installed, or to operate independently of the voltage applied to the first and third electrical terminals 8, 10 or to the second and fourth electrical terminals 9, 11 in operating condition of switch 1.

In particolare, i mezzi elettronici 23 sono configurati per operare utilizzando solamente l’energia associata al segnale elettrico Si ricevuto in ingresso. In pratica, i mezzi elettronici 23 rimangono inattivi, o quiescenti, fino a quando il segnale elettrico Si è inviato al loro ingresso. Preferibilmente, i mezzi elettronici 23 sono costituiti da uno o più stadi elettronici analogici. Preferibilmente, l’interruttore 1 comprende mezzi di test 24 operativamente collegati ai primi mezzi di rivelazione in modo simulare l’insorgere di una corrente differenziale fra il primo polo 2 e il secondo polo 3 superiore alla soglia predeterminata di intervento. Secondo una forma realizzativa preferita, i mezzi di test 24 comprendono un tasto di test che, in seguito al proprio azionamento, realizza un circuito elettrico all’interno dell’interruttore 1 che è atto ad applicare una tensione ad un secondo avvolgimento primario 25 avvolto intorno al nucleo magnetico 21. La corrente che inizia a scorrere nel secondo avvolgimento primario 25 in seguito all’ applicazione della tensione induce un campo magnetico atto a generare il segnale elettrico Si nell’ avvolgimento secondario 22. In particular, the electronic means 23 are configured to operate using only the energy associated with the electrical signal Si received at the input. In practice, the electronic means 23 remain inactive, or quiescent, until the electrical signal Si is sent to their input. Preferably, the electronic means 23 consist of one or more analog electronic stages. Preferably, the switch 1 comprises test means 24 operatively connected to the first detection means in order to simulate the onset of a differential current between the first pole 2 and the second pole 3 higher than the predetermined threshold of intervention. According to a preferred embodiment, the test means 24 comprise a test button which, upon its actuation, creates an electrical circuit inside the switch 1 which is able to apply a voltage to a second primary winding 25 wound around to the magnetic core 21. The current which begins to flow in the second primary winding 25 following the application of the voltage induces a magnetic field capable of generating the electrical signal Si in the secondary winding 22.

L’interruttore 1 secondo la presente invenzione comprende inoltre secondi mezzi di rivelazione atti a rivelare una sovracorrente circolante in almeno uno di detti primo polo 2 e secondo polo 3. The switch 1 according to the present invention also comprises second detection means suitable for detecting an overcurrent circulating in at least one of said first pole 2 and second pole 3.

Per sovracorrente si deve intendere una corrente con valore che eccede rispetto al valore della corrente nominale di esercizio. Le sovracorrenti possono esser correnti non istantanee (tipicamente con una durata temporale dell’ordine dei minuti), dovute principalmente a una condizione di sovraccarico, o possono essere correnti istantanee, dovute ad esempio ad un guasto di corto-circuito. By overcurrent we mean a current with a value that exceeds the value of the rated operating current. Overcurrents can be non-instantaneous currents (typically with a time duration of the order of minutes), mainly due to an overload condition, or they can be instantaneous currents, due for example to a short-circuit fault.

I secondi mezzi di rivelazione sono operativamente collegati al primo contatto mobile 4 e al secondo contatto mobile 6, in modo da causare la separazione dei primo e secondo contatti mobili 4, 6 stessi dai corrispondenti primo e secondo contatti fissi 5, 7 in seguito alla rivelazione di una sovracorrente superiore ad una soglia predeterminata di intervento. In particolare, i secondi mezzi di rivelazione sono configurati in modo da comandare l’intervento dei mezzi di attuazione 30 dell’interruttore 1, gli stessi comandati anche dai primi mezzi di rivelazione, come precedentemente descritto. In questo modo, gli stessi mezzi di attuazione 30 sono vantaggiosamente utilizzati per attuare sia la protezione contro correnti differenziali che sovracorrenti; alternativamente, i secondi mezzi di rivelazione possono comandare mezzi di attuazione dedicati unicamente alla protezione da sovracorrente, separati dai mezzi di attuazione 30 dedicati unicamente alla protezione da correnti differenziali. The second detection means are operatively connected to the first movable contact 4 and to the second movable contact 6, so as to cause the separation of the first and second movable contacts 4, 6 themselves from the corresponding first and second fixed contacts 5, 7 following the detection. of an overcurrent higher than a predetermined tripping threshold. In particular, the second detection means are configured so as to command the intervention of the actuation means 30 of the switch 1, the same also controlled by the first detection means, as previously described. In this way, the same actuation means 30 are advantageously used to implement both the protection against differential currents and overcurrents; alternatively, the second detection means can control actuation means dedicated solely to the overcurrent protection, separated from the actuation means 30 dedicated solely to protection against differential currents.

I secondi mezzi di rivelazione comprendono almeno un trasformatore di corrente 50 operativamente collegato al primo polo 2 e/o al secondo polo 3 in modo da generare in uscita un segnale elettrico S3che dipende dalla corrente passante nel primo polo 2 o nel secondo polo 3. The second detection means comprise at least one current transformer 50 operatively connected to the first pole 2 and / or to the second pole 3 so as to generate at the output an electric signal S3 which depends on the current flowing through the first pole 2 or the second pole 3.

Nell’interruttore 1 illustrato in figura 1 il primo polo 2, o fase 2 dell’interruttore 1, è protetto da sovracorrente, tramite il trasformatore di corrente 50. Il secondo polo 3, o neutro 3, è sprovvisto di un trasformatore di corrente 50; la protezione da sovracorrente per il secondo polo 3 è infatti effettuata indirettamente tramite il trasformatore di corrente 50 del primo polo 2, in quanto la presenza dei primi mezzi di rivelazione garantisce l’uguaglianza fra le correnti che attraversano il primo polo 2 e il secondo polo 3, a meno di una corrente differenziale inferiore alla soglia predeterminata di intervento. Alternativamente, entrambi il primo polo 2 e il secondo polo 3 possono esser fasi 2, 3 dell’interruttore 1 protette da sovracorrenti attraverso l’impiego di un primo trasformatore di corrente 50 ed un secondo trasformatore di corrente 50, rispettivamente. Inoltre, per un interruttore 1 con più di due poli, alcuni o tutti i poli possono esser fasi dotate di protezione da sovracorrente (realizzata attraverso un rispettivo trasformatore di corrente 50). Ad esempio, può esser configurato un interruttore 1 tripolare con tre fasi, o un interruttore 1 quadripolare con tre fasi e un neutro, oppure con quattro fasi. Nell’interruttore 1 illustrato in figura 1 il trasformatore di corrente 50 comprende un nucleo magnetico 51 attraversato da un tratto del primo polo 2 che costituisce l’avvolgimento primario del trasformatore di corrente 50 stesso. Un avvolgimento secondario 52 è avvolto intorno al nucleo magnetico 51; al passaggio di una corrente nel primo polo 2 è generato un campo magnetico tale da indurre il segnale elettrico S3nell’ avvolgimento secondario 52 con un valore indicativo del valore della corrente passante nel primo polo 2. In the circuit-breaker 1 illustrated in figure 1, the first pole 2, or phase 2 of the circuit-breaker 1, is protected against overcurrent, by means of the current transformer 50. The second pole 3, or neutral 3, is devoid of a current transformer 50 ; the overcurrent protection for the second pole 3 is in fact carried out indirectly by means of the current transformer 50 of the first pole 2, since the presence of the first detection means guarantees equality between the currents passing through the first pole 2 and the second pole 3, unless a residual current is lower than the predetermined tripping threshold. Alternatively, both the first pole 2 and the second pole 3 can be phases 2, 3 of the switch 1 protected from overcurrents through the use of a first current transformer 50 and a second current transformer 50, respectively. Furthermore, for a circuit-breaker 1 with more than two poles, some or all of the poles can be phases equipped with overcurrent protection (realized through a respective current transformer 50). For example, a three-pole switch 1 with three phases, or a four-pole switch 1 with three phases and a neutral, or with four phases can be configured. In the switch 1 illustrated in Figure 1, the current transformer 50 comprises a magnetic core 51 crossed by a section of the first pole 2 which constitutes the primary winding of the current transformer 50 itself. A secondary winding 52 is wound around the magnetic core 51; when a current passes through the first pole 2, a magnetic field is generated such as to induce the electrical signal S3 in the secondary winding 52 with an indicative value of the current passing through the first pole 2.

Preferibilmente, il trasformatore di corrente 50 è configurato in modo che il segnale elettrico S3generato in uscita attraverso l’avvolgimento secondario 52 sia dello stesso ordine di grandezza del segnale elettrico Si generato in uscita dal trasformatore di corrente differenziale 20, nonostante il valore della sovracorrente che attraversa il primo polo 2 sia molto maggiore (di molti ordini di grandezza) rispetto al valore della corrente differenziale che può insorgere tra il primo polo 2 e il secondo polo 3. Preferably, the current transformer 50 is configured so that the electrical signal S3 generated at the output through the secondary winding 52 is of the same order of magnitude as the electrical signal Si generated at the output of the differential current transformer 20, despite the value of the overcurrent which passes through the first pole 2 is much greater (by many orders of magnitude) than the value of the differential current that can arise between the first pole 2 and the second pole 3.

Secondo una prima soluzione, tale scopo è raggiunto impiegando un nucleo magnetico 51 con permeabilità magnetica sufficientemente bassa da generare il segnale di uscita S3con lo stesso ordine di grandezza del segnale di uscita Si. According to a first solution, this object is achieved by using a magnetic core 51 with magnetic permeability low enough to generate the output signal S3 with the same order of magnitude as the output signal Si.

Secondo una seconda soluzione, mostrata schematicamente in figura 5, il trasformatore di corrente 50 comprende un nucleo magnetico 510 avente un traferro 511 (“air gap”) dimensionato in modo che il segnale elettrico S3generato in uscita attraverso l’avvolgimento secondario 52 sia dello stesso ordine di grandezza del segnale di uscita Si. L’utilizzo del nucleo magnetico 510 semplifica inoltre il processo di fabbricazione dell’interruttore 1, in quanto possono esser prima inseriti nell’interruttore 1 i conduttori elettrici che realizzano una parte del percorso conduttivo del primo polo 2 e realizzate le rispettive saldature ai terminali elettrici 8, 9 del primo polo 2. In seguito, il nucleo magnetico 510 è posizionato intorno ad un rispettivo tratto di un conduttore elettrico del primo polo 2, inserendo tale tratto all’interno del nucleo magnetico 510 attraverso il traferro 511. According to a second solution, schematically shown in Figure 5, the current transformer 50 comprises a magnetic core 510 having an air gap 511 sized so that the electrical signal S3 generated at the output through the secondary winding 52 is of the same order of magnitude of the output signal Yes. The use of the magnetic core 510 also simplifies the manufacturing process of the switch 1, since the electrical conductors which form part of the conductive path of the first pole can be inserted first in the switch 1 2 and carry out the respective welds to the electrical terminals 8, 9 of the first pole 2. Subsequently, the magnetic core 510 is positioned around a respective section of an electrical conductor of the first pole 2, inserting this section inside the magnetic core 510 through the air gap 511.

I secondi mezzi di rivelazione comprendono mezzi elettronici 53 che sono atti a ricevere in ingresso il segnale elettrico S3generato in uscita dal trasformatore di corrente 50 e che sono configurati in modo da rivelare una sovracorrente passante nel primo polo 2, utilizzando il segnale elettrico S3.In particolare, i mezzi elettronici 53 sono configurati per confrontare il segnale elettrico S3ricevuto in ingresso, preferibilmente adattato attraverso uno stadio di ingresso, con un valore di soglia prefissato, in modo da rivelare la presenza di una sovracorrente superiore alla soglia predeterminata di intervento. Nel caso di superamento di tale valore di soglia prefissato, i mezzi elettronici 53 sono configurati per generare in uscita un segnale di comando S4.The second detection means comprise electronic means 53 which are adapted to receive at the input the electrical signal S3 generated at the output of the current transformer 50 and which are configured so as to detect a passing overcurrent in the first pole 2, using the electrical signal S3. in particular, the electronic means 53 are configured to compare the electrical signal S3 received at the input, preferably adapted through an input stage, with a predetermined threshold value, so as to detect the presence of an overcurrent higher than the predetermined tripping threshold. If this predetermined threshold value is exceeded, the electronic means 53 are configured to generate a command signal S4 at the output.

Il segnale di comando S4è atto a comandare l’intervento dei mezzi di attuazione 30 che aziona il meccanismo di comando 12, fornendo ai mezzi di attuazione 30 stessi l’energia necessaria al proprio intervento. Alternativamente, il segnale S4può esser inviato ad altri mezzi di attuazione, dedicati unicamente alla protezione da sovracorrenti. The control signal S4 is adapted to command the intervention of the actuation means 30 which activates the control mechanism 12, providing the actuation means 30 themselves with the energy necessary for their intervention. Alternatively, the signal S4 can be sent to other actuation means, dedicated solely to overcurrent protection.

Preferibilmente anche i secondi mezzi di rivelazione sono configurati per operare indipendentemente dalla tensione del circuito elettrico in cui l’interruttore 1 è installato. In particolare, i mezzi elettronici 53 sono configurati per operare utilizzando solamente l’energia associata al segnale di elettrico S3ricevuto in ingresso. In pratica, i mezzi elettronici 53 rimangono inattivi, o quiescenti, fino a quando il segnale elettrico S3è inviato al loro ingresso. Tale soluzione risulta vantaggiosa in quanto i mezzi elettronici 53 possono esser realizzati in maniera semplice, senza prevedere nell’interruttore 1 mezzi atti a prelevare la tensione presente fra il primo polo 2 e il secondo polo 3 e ad adattare tale tensione per l’applicazione ai mezzi elettronici 53. Preferably also the second detection means are configured to operate independently of the voltage of the electrical circuit in which the switch 1 is installed. In particular, the electronic means 53 are configured to operate using only the energy associated with the electrical signal S3 received at the input. In practice, the electronic means 53 remain inactive, or quiescent, until the electrical signal S3 is sent to their input. This solution is advantageous in that the electronic means 53 can be made in a simple way, without providing in the switch 1 means suitable for taking the voltage present between the first pole 2 and the second pole 3 and for adapting this voltage for application to the electronic means 53.

Secondo una forma realizzativa preferita, i mezzi elettronici 53 sono costituiti da una catena di stadi elettronici analogici. According to a preferred embodiment, the electronic means 53 consist of a chain of analog electronic stages.

Alternativamente, le funzionalità di tali stadi elettronici analogici possono esser implementate attraverso un’unità elettronica digitale, quale un’unità elettronica di elaborazione, ad esempio un microcontrollore. Secondo questa soluzione, il trasformatore di corrente 50 è configurato per generare in uscita il segnale elettrico S3con un’energia sufficiente ad alimentare l’unità elettronica digitale; una sovracorrente passante nel primo polo 2 ha un elevato valore e possiede pertanto l’energia necessaria a generare in uscita dal trasformatore 50 il segnale elettrico S3in grado di alimentare l’unità elettronica digitale. Alternatively, the functions of these analog electronic stages can be implemented through a digital electronic unit, such as an electronic processing unit, for example a microcontroller. According to this solution, the current transformer 50 is configured to generate the electrical signal S3 at the output with sufficient energy to power the digital electronic unit; a passing overcurrent in the first pole 2 has a high value and therefore has the energy necessary to generate the electrical signal S3 at the output of the transformer 50 capable of powering the digital electronic unit.

Preferibilmente, i mezzi elettronici 53 sono configurati in modo che il tempo di ritardo che intercorre fra la ricezione in ingresso del segnale elettrico S2e la generazione in uscita del segnale di comando S4diminuisca all’aumentare del valore della sovracorrente rivelata. In particolare, la dipendenza del tempo di ritardo dal valore della sovracorrente rivelata è descritta da una curva caratteristica con andamento decrescente, o curva caratteristica a tempo inverso. Preferably, the electronic means 53 are configured so that the delay time between the incoming reception of the electrical signal S2 and the output generation of the command signal S4 decreases as the value of the detected overcurrent increases. In particular, the dependence of the delay time on the value of the detected overcurrent is described by a characteristic curve with decreasing trend, or inverse time characteristic curve.

Il ritardo nella generazione del segnale di comando S4si traduce in un ritardo nell’intervento dei mezzi di attuazione 30 sul meccanismo di comando 12 per causare la separazione dei primo e secondo contatti mobili 4, 6 dai corrispondenti primo e secondo contatti fissi 5, 7. Le sovracorrenti passanti nel primo polo 2 di poco superiori alla soglia predeterminata di intervento sono quindi tollerate anche per tempi lunghi, mentre sovracorrenti con valori crescenti sono tollerate per tempi inferiori. The delay in the generation of the control signal S4 translates into a delay in the intervention of the actuation means 30 on the control mechanism 12 to cause the separation of the first and second moving contacts 4, 6 from the corresponding first and second fixed contacts 5, 7. Overcurrents passing through the first pole 2 slightly higher than the predetermined tripping threshold are therefore tolerated even for long times, while overcurrents with increasing values are tolerated for shorter times.

Secondo una prima forma realizzativa, i mezzi elettronici 53 sono configurati per realizzare unicamente la protezione da sovracorrenti di tipo non istantaneo, dovute principalmente a situazioni di sovraccarico. In questo modo, i mezzi elettronici 53 possono esser realizzati secondo specifiche progettuali semplici. According to a first embodiment, the electronic means 53 are configured to provide only protection against overcurrents of the non-instantaneous type, mainly due to overload situations. In this way, the electronic means 53 can be made according to simple design specifications.

In figura 4 è mostrata, a titolo esemplificativo ma non limitativo, una curva caratteristica a tempo inverso 500 che descrive l’andamento del tempo di intervento associato ai mezzi elettronici 53 configurati per realizzare la protezione da sovracorrenti non istantanee; tale curva caratteristica a tempo inverso 500 rispecchia il tempo di intervento associato ad un elemento bimetallico, usato nello stato dell’arte per la protezione da sovracorrenti non istantanee. In pratica, i mezzi elettronici 53 sono configurati per simulare l’intervento dell’elemento bimetallico contro correnti dovute a condizioni di sovraccarico. Figure 4 shows, by way of example but not limiting, an inverse time characteristic curve 500 which describes the trend of the trip time associated with the electronic means 53 configured to provide protection from non-instantaneous overcurrents; this inverse time characteristic curve 500 reflects the trip time associated with a bimetallic element, used in the state of the art for protection against non-instantaneous overcurrents. In practice, the electronic means 53 are configured to simulate the intervention of the bimetallic element against currents due to overload conditions.

Secondo tale prima soluzione realizzativa, l’interruttore 1 comprende, oltre ai mezzi di attuazione 30, almeno un attuatore di sgancio 32 (del tipo di per se noto nello stato dell’arte) collegato ad uno o più poli dell’interruttore 1 stesso, in modo da esser attraversato dalla corrente passante attraverso i poli stessi (o da una parte di tale corrente). In particolare, l’attuatore di sgancio 32 è inserito lungo il percorso della rispettiva fase 2 dell’interruttore 1 ed è configurato per intervenire sul meccanismo di comando 12 in seguito all’ insorgere di una sovracorrente istantanea, in modo da causare la separazione dei primo e secondo contatti mobili 4, 6 dai corrispondenti primo e secondo contatti fissi 5, 7. According to this first embodiment, the switch 1 comprises, in addition to the actuation means 30, at least one release actuator 32 (of the type per se known in the state of the art) connected to one or more poles of the switch 1 itself, so as to be crossed by the current passing through the poles themselves (or by a part of this current). In particular, the release actuator 32 is inserted along the path of the respective phase 2 of the circuit breaker 1 and is configured to intervene on the control mechanism 12 following the occurrence of an instantaneous overcurrent, so as to cause the separation of the first and second moving contacts 4, 6 from the corresponding first and second fixed contacts 5, 7.

Nell’interruttore 1 rappresentato in figura 1 è rappresentato schematicamente un attuatore di sgancio elettromagnetico 32 inserito lungo il percorso conduttivo del primo polo 2 dell’interruttore 1. In the switch 1 represented in figure 1, an electromagnetic release actuator 32 inserted along the conductive path of the first pole 2 of the switch 1 is schematically represented.

Secondo una seconda forma realizzativa, i mezzi elettronici 53 sono configurati per realizzare, oltre alla protezione da sovracorrenti non istantanee, anche la protezione da sovracorrenti istantanee, principalmente dovute a guasti di cortocircuito. In particolare, i mezzi elettronici 53 devono essere configurati in modo che il tempo di ritardo che intercorre fra la rivelazione della sovracorrente istantanea e la generazione in uscita del segnale di comando S4sia sufficientemente breve per garantire un intervento efficace contro un evento di tipo istantaneo. In pratica, i mezzi elettronici 53 hanno il vantaggio di esser configurati per simulare anche l’intervento dell’attuatore elettromagnetico 32 contro una sovracorrente istantanea, e pertanto la presenza dell’attuatore elettromagnetico 32 nell’interruttore 1 non è necessaria. According to a second embodiment, the electronic means 53 are configured to provide, in addition to protection from non-instantaneous overcurrents, also protection from instantaneous overcurrents, mainly due to short-circuit faults. In particular, the electronic means 53 must be configured so that the delay time between the detection of the instantaneous overcurrent and the output generation of the command signal S4 is sufficiently short to ensure effective intervention against an instantaneous type event. In practice, the electronic means 53 have the advantage of being configured to also simulate the intervention of the electromagnetic actuator 32 against an instantaneous overcurrent, and therefore the presence of the electromagnetic actuator 32 in the switch 1 is not necessary.

La soluzione descritta risulta particolarmente vantaggiosa per applicazioni in cui la soglia predeterminata di intervento contro una sovracorrente istantanea non è molto superiore rispetto alla soglia predeterminata di intervento contro una sovracorrente non istantanea; ad esempio, si può citare un’applicazione in cui la soglia di intervento contro una sovracorrente istantanea è pari a due volte il valore della corrente nominale di esercizio. The described solution is particularly advantageous for applications in which the predetermined trip threshold against an instantaneous overcurrent is not much higher than the predetermined trip threshold against a non-instantaneous overcurrent; for example, an application can be mentioned in which the trip threshold against an instantaneous overcurrent is equal to twice the value of the rated operating current.

In tali applicazioni è evitato l’utilizzo di attuatori elettromagnetici 32 per l’intervento contro sovracorrenti istantanee, pur non complicando eccessivamente le specifiche progettuali dei mezzi elettronici 53. In such applications, the use of electromagnetic actuators 32 for tripping against instantaneous overcurrents is avoided, while not overly complicating the design specifications of the electronic means 53.

Un esempio non limitativo di mezzi elettronici 53 utilizzabili in un interruttore 1 secondo la presente invenzione è descritto in dettaglio facendo riferimento allo schema a blocchi illustrato in figura 2. I mezzi elettronici 53 in figura 2 comprendono una catena di tre stadi circuitali 54, 55, 56 operativamente collegati tra loro. Il primo stadio 54, o stadio di ingresso 54, riceve in ingresso il segnale elettrico S3generato in uscita dal trasformatore di corrente 50 e comprende un circuito di adattamento, composto preferibilmente da semplici elementi elettronici quali diodi, resistori e condensatori, che è configurato in modo da modificare opportunamente il segnale elettrico S3.A non-limiting example of electronic means 53 usable in a switch 1 according to the present invention is described in detail with reference to the block diagram illustrated in Figure 2. The electronic means 53 in Figure 2 comprise a chain of three circuit stages 54, 55, 56 operationally connected to each other. The first stage 54, or input stage 54, receives at its input the electrical signal S3 generated at the output of the current transformer 50 and comprises an adaptation circuit, preferably composed of simple electronic elements such as diodes, resistors and capacitors, which is configured in such a way the electrical signal S3 must be suitably modified.

Il segnale elettrico S3adattato è inviato dallo stadio di ingresso 54 al secondo stadio circuitale 55, o stadio di accumulo di energia 55, che comprende mezzi elettronici per l’accumulo dell’energia associata al segnale elettrico S3adattato. Il terzo stadio circuitale 56, o stadio di uscita 56, è collegato allo stadio di accumulo di energia 55 e comprende un dispositivo di comparazione, preferibilmente un rivelatore di tensione, che riceve in ingresso l’energia accumulata nello stadio di accumulo di energia 55 per comparare il valore del segnale elettrico S3adattato ad un valore di soglia prefissato. The adapted electrical signal S3 is sent from the input stage 54 to the second circuit stage 55, or energy storage stage 55, which includes electronic means for the accumulation of the energy associated with the adapted electrical signal S3. The third circuit stage 56, or output stage 56, is connected to the energy storage stage 55 and comprises a comparison device, preferably a voltage detector, which receives at its input the energy stored in the energy storage stage 55 for compare the value of the electrical signal S3 adapted to a predetermined threshold value.

Lo stadio di uscita 56 è configurato per rilasciare in uscita l’energia ricevuta dallo stadio di accumulo di energia 55 (generando così in uscita il segnale di comando S4per i mezzi di attuazione 30), quando l’energia ricevuta in ingresso corrisponde ad un valore del segnale elettrico S3adattato superiore alla soglia prefissata del dispositivo di comparazione. The output stage 56 is configured to release at the output the energy received from the energy storage stage 55 (thus generating at the output the command signal S4 for the actuation means 30), when the energy received at the input corresponds to a value of the adjusted electrical signal S3 higher than the predetermined threshold of the comparison device.

Lo stadio di ingresso 54 è progettato in modo che il segnale elettrico adattato S3superi la soglia del dispositivo di comparazione dello stadio di uscita 56 nel caso di una sovracorrente passante nel primo polo 2 dell’interruttore 1 superiore alla soglia predeterminata di intervento. Bisogna sottolineare come l’energia rilasciata in uscita dallo stadio di accumulo di energia 55 raggiunga la soglia prefissata per generare il segnale di comando S4più velocemente per valori crescenti del segnale elettrico S3adattato. In questo modo, il tempo di ritardo che intercorre fra Γ applicazione del segnale elettrico S3allo stadio di ingresso 54 e la generazione del segnale di comando S4da parte dello stadio di uscita 56 decresce all’ aumentare del valore del segnale elettrico S3, e quindi della sovracorrente rivelata. The input stage 54 is designed so that the adapted electrical signal S3 exceeds the threshold of the comparison device of the output stage 56 in the case of a passing overcurrent in the first pole 2 of the switch 1 higher than the predetermined threshold of intervention. It should be emphasized that the energy released at the output from the energy storage stage 55 reaches the preset threshold to generate the command signal S4 faster for increasing values of the adapted electrical signal S3. In this way, the delay time between the application of the electrical signal S3 to the input stage 54 and the generation of the control signal S4 by the output stage 56 decreases as the value of the electrical signal S3 increases, and therefore the overcurrent. revealed.

Vantaggiosamente, secondo una forma realizzativa preferita, i mezzi elettronici 23 dei primi mezzi di rivelazione e i mezzi elettronici 53 dei secondi mezzi di rivelazione operano in parallelo in uno stesso blocco circuitale 100 (rappresentato schematicamente in figura 1), condividendo almeno uno stadio di uscita del blocco circuitale 100 stesso. Advantageously, according to a preferred embodiment, the electronic means 23 of the first detection means and the electronic means 53 of the second detection means operate in parallel in the same circuit block 100 (schematically represented in Figure 1), sharing at least one output stage of the circuit block 100 itself.

In figura 3 è mostrato un esempio non limitativo di un blocco circuitale 100, in cui sono presenti mezzi elettronici 23 per la protezione da correnti differenziali e i mezzi elettronici 53 illustrati in figura 2; tali mezzi elettronici 23 e 53 operano in parallelo condividendo lo stadio di uscita 56. Figure 3 shows a non-limiting example of a circuit block 100, in which there are electronic means 23 for protection against differential currents and the electronic means 53 illustrated in Figure 2; said electronic means 23 and 53 operate in parallel sharing the output stage 56.

In pratica i mezzi elettronici 23 costituiscono un primo ramo di processamento per il segnale elettrico Si in ingresso, e i secondi mezzi elettronici 53 costituiscono un secondo ramo di processamento per il segnale elettrico S3in ingresso. Tali primo e secondo rami di processamento operano indipendentemente in parallelo per generare il segnale di comando S2e il segnale di comando S4attraverso il medesimo stadio di uscita 56 del blocco circuitale. In particolare, i mezzi elettronici 23 comprendono almeno uno stadio circuitale di adattamento per il segnale elettrico Si; tale stadio di adattamento è progettato in modo che il segnale elettrico adattato Si superi la soglia del dispositivo di comparazione dello stadio di uscita 56 nel caso sia presente una corrente differenziale fra il primo polo 2 e il secondo polo 3 superiore alla soglia predeterminata di intervento. In practice, the electronic means 23 constitute a first processing branch for the incoming electrical signal Si, and the second electronic means 53 constitute a second processing branch for the incoming electrical signal S3. Said first and second processing branches operate independently in parallel to generate the command signal S2 and the command signal S4 through the same output stage 56 of the circuit block. In particular, the electronic means 23 comprise at least one circuit stage for adapting the electrical signal Si; this adaptation stage is designed so that the adapted electrical signal Si exceeds the threshold of the comparison device of the output stage 56 if there is a differential current between the first pole 2 and the second pole 3 higher than the predetermined tripping threshold.

Preferibilmente, Tinterruttore 1 comprende mezzi di test 57 operativamente collegati ai secondi mezzi di rivelazione in modo simulare Tinsorgere di una sovracorrente superiore alla soglia predeterminata di intervento. Secondo una forma realizzativa preferita, i mezzi di test 57 comprendono un tasto di test che, in seguito al proprio azionamento, realizza un circuito elettrico alTinterno dell’ interruttore 1 che è atto ad applicare una tensione ad un secondo avvolgimento primario 58 avvolto intorno al nucleo magnetico 51. La corrente che inizia a scorrere nel secondo avvolgimento primario 58 in seguito all’ applicazione della tensione induce un campo magnetico atto a generare il segnale elettrico S3nel primo avvolgimento secondario 52. Preferably, the switch 1 comprises test means 57 operatively connected to the second detection means so as to simulate the occurrence of an overcurrent higher than the predetermined tripping threshold. According to a preferred embodiment, the test means 57 comprise a test button which, upon its actuation, creates an electrical circuit inside the switch 1 which is adapted to apply a voltage to a second primary winding 58 wound around the core. magnetic 51. The current which begins to flow in the second primary winding 58 following the application of the voltage induces a magnetic field capable of generating the electrical signal S3 in the first secondary winding 52.

Si è in pratica costatato come Tinterruttore 1 secondo la presente invenzione assolva pienamente ai compiti prefissati. La protezione da sovracorrenti, in particolare di sovracorrenti non istantanee dovute a sovraccarico, avviene utilizzando il trasformatore di corrente 50 che, a differenza di un elemento bimetallico, non necessita di taratura ed opera sostanzialmente indipendentemente dalla temperatura ambiente. In practice it has been found that the switch 1 according to the present invention fully accomplishes the intended tasks. The protection against overcurrents, in particular of non-instantaneous overcurrents due to overload, takes place using the current transformer 50 which, unlike a bimetallic element, does not require calibration and operates substantially independently of the ambient temperature.

Inoltre, ove previsto, il trasformatore di corrente 50 è utilizzato anche per la protezione da sovracorrenti istantanee dovute a guasti da corto-circuito, evitando l’impiego di attuatori elettromagnetici dedicati alla protezione da correnti di cortocircuito. In addition, where provided, the current transformer 50 is also used for protection from instantaneous overcurrents due to short-circuit failures, avoiding the use of electromagnetic actuators dedicated to protection against short-circuit currents.

La soluzione descritta è particolarmente semplice ed economica da realizzare. Ad esempio, l’utilizzo degli stessi mezzi di attuazione 30 per attuare la protezione da correnti differenziali e dalla sovracorrente, nonché il fatto di implementare i mezzi elettronici 23 e i mezzi elettronici 53 in uno stesso blocco circuitale 100, come rami che operano in parallelo condividendo almeno lo stadio di uscita del blocco circuitale 100 stesso, permettono di ottimizzare le risorse disponibili in modo da ottenere una soluzione particolarmente semplice ed economica. The described solution is particularly simple and economical to implement. For example, the use of the same actuation means 30 to implement the protection against differential currents and overcurrent, as well as the fact of implementing the electronic means 23 and the electronic means 53 in the same circuit block 100, as branches which operate in parallel sharing at least the output stage of the circuit block 100 itself, allow to optimize the available resources so as to obtain a particularly simple and economical solution.

Le soluzioni descritte sono suscettibili di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito della presente invenzione. Ad esempio, bisogna rimarcare come, a differenza dell’esempio illustrato in figura 1, i mezzi elettronici 23 e i mezzi elettronici 53 possano appartenere a due blocchi circuitali completamente separati e/o i mezzi di attuazione comandati dai mezzi elettronici 23 e dai mezzi elettronici 53 possano esser distinti tra loro. The solutions described are susceptible of numerous modifications and variations, all falling within the scope of the present invention. For example, it should be noted that, unlike the example illustrated in Figure 1, the electronic means 23 and the electronic means 53 can belong to two completely separate circuit blocks and / or the actuation means controlled by the electronic means 23 and by the electronic means 53 can be distinct from each other.

Claims

CLAIMS 1. Electrical switching device (1) for a low voltage electrical circuit, comprising: at least one first pole (2) having at least one first movable contact (4) which can be coupled / separable with / from a corresponding first fixed contact (5), and a second pole (3) having at least one second movable contact (6) which can be coupled / separable with / from a corresponding second fixed contact (7); first detection means adapted to detect a differential current between said first and second poles (2, 3), said first detection means being configured to operate independently of the voltage of said electric circuit; characterized in that it comprises second detection means which are adapted to detect an overcurrent circulating in at least one of said first and second poles (2, 3) and which comprise at least one current transformer (50) operatively connected to said at least one of said first and second poles (2, 3).

Switching device (1) according to claim 1, characterized in that said second detection means are configured to operate independently of the voltage of said electric circuit.

3. Switching device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that said second detection means comprise second electronic means (53) which are adapted to receive at the input an electrical signal (S3) generated at the output of the transformer current (50) and which are configured to detect said overcurrent using said electrical output signal (S3).

4. Switching device (1) according to claim 3, characterized in that it comprises actuation means (30) adapted to interact operatively with said first and second mobile contacts (4, 6) so as to cause the separation of said first and second moving contacts (4, 6) from the corresponding first and second fixed contacts (5, 7), said second electronic means (53) being configured to generate at the output a command signal (S4) adapted to command the intervention of said means actuation actuation (30) to cause the separation of said first and second moving contacts (4, 6) from the corresponding first and second fixed contacts (5, 7) when the detected overcurrent is greater than a predetermined threshold.

5. Switching device (1) according to claim 4, characterized by the fact that said second electronic means (53) are configured to operate using the energy associated with the output signal (S3) of the current transformer (50).

6. Switching device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that said at least one current transformer (50) comprises a magnetic core (510) having at least one air gap (511).

7. Device according to claim 5, characterized by the fact that said second electronic means (53) comprise at least one digital electronic unit capable of being powered by said output signal (S3) of the current transformer (50).

8. Switching device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that said second electronic means (53) are configured so that the delay time that elapses between the incoming reception of said electrical signal (S3) generated at the output by the current transformer (50) and the output generation of the command signal (S4) decreases as the value of the detected overcurrent increases.

9. Switching device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one release actuator (32) connected to said at least one of said first and second poles (2, 3), said release actuator (32) being operatively connected to said first and second movable contacts (4, 6) so as to cause the separation of said first and second movable contacts (4, 5) from the corresponding first and second fixed contacts (5, 7) thereafter at the onset of an instantaneous overcurrent.

10. Switching device (1) according to one or more of the previous claims, characterized by the fact of comprising test means (57) operatively connected to said second detection means so as to simulate the occurrence of said overcurrent.

11. Switching device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that said first detection means are configured so as to command the intervention of said actuation means (30) to cause the separation of said first and second moving contacts (4, 6) from the corresponding first and second fixed contacts (5, 7) following the detection of a differential current between said first and second poles (2, 3) higher than a predetermined threshold.

Switching device (1) according to claim 11, characterized in that said first detection means comprise: - a differential current transformer (20) operatively connected to said first and second poles (2, 3); first electronic means (23) which are adapted to receive at the input an electrical signal (Si) generated at the output of the differential current transformer (20) and which are adapted to detect said differential current between said first and second poles (2, 3) using said electrical output signal (Si); said first electronic means (23) being configured to generate at the output a command signal (S2) adapted to command the intervention of said actuation means (30) to cause the separation of said first and second moving contacts (4, 6) from corresponding first and second fixed contacts (5, 7) when the detected differential current is higher than the predetermined threshold.

13. Switching device (1) according to claim 12, characterized in that said first electronic means (23) and said second electronic means (53) operate in parallel in the same circuit block (100) sharing at least one output stage ( 56) of said circuit block (100).