Actuador de bobina para un interruptor e interruptor correspondiente.

Un actuador de bobina (1) para un interruptor de corriente asociado (100) que se puede accionar durante su operación desde una posición abierta hasta una posición cerrada a fin de permitir un flujo de corriente a través del mismo y desde dicha posición cerrada hasta dicha posición abierta a fin de interrumpir tal flujo de corriente, comprendiendo dicho actuador de bobina

(1) un electroimán de bobina (2) dispuesto para moverse entre una posición de reposo y una posición de accionamiento, donde el movimiento desde la posición de reposo hasta la posición de accionamiento es adecuado para provocar el accionamiento de dicho interruptor (100), donde dicho actuador de bobina (1) está caracterizado por el hecho de que comprende medios electrónicos (1000) dispuestos para contar un tiempo de operación (Taper, Tcierre) que es indicativo de la duración de dicho accionamiento del interruptor (100).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11184067.

Solicitante: ABB TECHNOLOGY AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: AFFOLTERNSTRASSE 44 8050 ZURICH SUIZA.

Inventor/es: DE NATALE,GABRIELE VALENTINO, MANNINO,FABIO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > Interruptores de protección, p. ej. disyuntores... > H01H83/12 (accionados por una caída de tensión por debajo de un valor predeterminado, p. ej. para la protección contra la falta de tensión)

PDF original: ES-2496342_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Actuador de bobina para un interruptor e interruptor correspondiente [0001] La presente invención se refiere a un actuador de bobina para un interruptor.

Como se sabe, los interruptores usados en circuitos eléctricos, tales como en circuitos eléctricos de baja o media tensión, típicamente disyuntores, seccionadores y contactores, son dispositivos diseñados para permitir la operación correcta de partes específicas de los circuitos eléctricos donde están instalados y de las cargas eléctricas asociadas.

Para el propósito de la presente divulgación el término "baja tensión" se refiere a aplicaciones con tensiones de operación hasta 1000V CA/1500V CC, y el término "media tensión" se refiere a aplicaciones en el rango de 1 kV a algunas decenas de kV, por ejemplo 50 kV.

Los interruptores se pueden accionar durante su operación desde una posición abierta hasta una posición 15 cerrada a fin de permitir un flujo de corriente a través de ellos y desde la posición cerrada hasta la posición abierta a fin de interrumpir tal flujo de corriente.

En particular, los interruptores comprenden uno o varios polos eléctricos, o fases, cada uno con al menos un contacto móvil entre una primera posición, o posición acoplada, en la cual se acopla a un contacto fijo correspondiente 20 (interruptor en posición cerrada) , y una segunda posición, o posición separada, en la cual se distancia del contacto fijo correspondiente (interruptor en posición abierta) .

Un mecanismo operador adecuado está operativamente asociado a los contactos móviles a fin de causar el desplazamiento de tales contactos móviles entre las posiciones acopladas y separadas.

Los actuadores basados en bobinas, de ahora en adelante indicados como "actuadores de bobina", se usan frecuentemente en interruptores, por ejemplo, en interruptores operados mecánicamente para circuitos de baja o media tensión; la interrupción operada mecánicamente tiene un mecanismo operador del tipo conocido "energía almacenada", donde la energía requerida para abrir el interruptor se almacena en medios elásticos adecuados, tales como muelles.

Un uso típico de un actuador de bobina es el de liberar partes mecánicas del interruptor asociado, por ejemplo partes correspondientes del mecanismo operador, a fin de abrir o cerrar el propio interruptor, después de una orden y/o evento de apertura o cierre. Ejemplos de tales actuadores de bobina son relés de apertura, relés de cierre o relés de subtensión, los cuales son dispositivos todos bien conocidos en la técnica.

Generalmente se solicita una función de diagnóstico de prueba de sincronización para valorar la fiabilidad del interruptor; en particular, la función de diagnóstico de prueba de sincronización mide el tiempo transcurrido durante la operación de apertura y/o la operación de cierre del interruptor.

En el estado de la técnica la función de diagnóstico de prueba de sincronización se realiza por medio de varios equipos adicionales que están operativamente conectados al interruptor y que usan la información de la posición de los contactos móviles, información que es proporcionada, por ejemplo, por contactos auxiliares adecuados.

Los equipos adicionales comprenden por ejemplo: instrumentos portátiles para tareas de servicio, IEDs ("dispositivos electrónicos inteligentesâ??) con funciones de diagnóstico avanzado, relés de protección electrónica, instrumentos de diagnóstico y/o de monitorización. El uso de tales equipos externos implica una serie de desventajas, entre las cuales: cableado complejo, altos costes de instalación e incomodidad debido al gran volumen ocupado por los equipos adicionales.

El documento "WO 2011/041482 A1" describe un actuador de bobina según el preámbulo de la reivindicación 1.

Por lo tanto, en el estado actual de la técnica, aunque las soluciones conocidas cumplen de una manera bastante satisfactoria, hay todavía deseos de mejoras adicionales y razones para ellas.

Tales deseos son satisfechos mediante un actuador de bobina para un interruptor de corriente asociado que puede ser accionado durante su operación desde una posición abierta hasta una posición cerrada a fin de permitir un flujo de corriente a través del mismo y desde la posición cerrada hasta la posición abierta a fin de interrumpir tal flujo de corriente.

El actuador de bobina comprende:

- un electroimán de bobina preparado para moverse entre una posición de reposo y una posición de accionamiento, donde el movimiento desde la posición de reposo hasta la posición de accionamiento es adecuado para provocar el accionamiento del interruptor de corriente;

- medios electrónicos dispuestos para contar un tiempo de operación que es indicativo de la duración del accionamiento del interruptor.

Otro aspecto de la presente divulgación es el de proporcionar un interruptor que comprende al menos un actuador de bobina tal como el actuador de bobina definido por las reivindicaciones anexas y revelado en la siguiente descripción; otro aspecto es el de proporcionar un equipo de conmutación que comprende al menos un interruptor y/o al menos un actuador de bobina según las reivindicaciones anexas y revelado en la siguiente descripción.

Otras características y ventajas serán más aparentes a partir de la descripción de realizaciones ilustrativas, pero no exclusivas, del actuador de bobina y el interruptor relacionado según la presente divulgación, ilustradas en los dibujos adjuntos, donde:

- La figura 1 es una vista esquemática de un interruptor que comprende tres actuadores de bobina según la presente divulgación;

- La figura 2 es una vista esquemática de un posible primer actuador de bobina según la presente divulgación;

- La figura 3 es una vista esquemática del actuador de bobina de la figura 2 operativamente conectado a una fuente de alimentación y a un supervisor de circuito de disparo según la presente divulgación;

- La figura 4 es un gráfico que muestra la dependencia temporal de la tensión aplicada a la entrada del actuador de bobina en la figura 2 durante su operación;

- La figura 5 es una vista esquemática de un posible segundo actuador de bobina según la presente divulgación.

Debería notarse que en la descripción detallada que sigue, componentes idénticos o similares, desde un punto de vista tanto estructural como funcional, tienen los mismos números de referencia, independientemente de si se muestran en diferentes realizaciones de la presente divulgación; debería también notarse que para describir clara y concisamente la presente divulgación, los dibujos pueden no estar necesariamente a escala y se pueden mostrar características determinadas de la divulgación de forma algo esquemática.

En referencia a los ejemplos de realización de las figuras 1 a 5, un actuador de bobina 1 según la presente divulgación es adecuado para ser instalado en un interruptor 100, tal como por ejemplo un disyuntor de baja o media tensión 100, que comprende al menos un polo 101 que tiene uno o varios contactos móviles 102 con contactos fijos correspondientes asociados 103. Los contactos 102 se pueden mover entre una posición acoplada, donde se acoplan a los contactos fijos correspondientes 103, y una posición separada donde se distancian de los contactos fijos correspondientes 103.

El interruptor de corriente 100 se puede accionar durante su operación desde una posición abierta hasta una posición cerrada a fin de permitir un flujo de corriente a través del mismo y desde la posición cerrada hasta la posición abierta a fin de interrumpir tal flujo de corriente. En particular, el desplazamiento de los contactos móviles 102 desde la posición separada hacia la posición... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un actuador de bobina (1) para un interruptor de corriente asociado (100) que se puede accionar durante su operación desde una posición abierta hasta una posición cerrada a fin de permitir un flujo de corriente a través del mismo y desde dicha posición cerrada hasta dicha posición abierta a fin de interrumpir tal flujo de corriente, comprendiendo dicho actuador de bobina (1) un electroimán de bobina (2) dispuesto para moverse entre una posición de reposo y una posición de accionamiento, donde el movimiento desde la posición de reposo hasta la posición de accionamiento es adecuado para provocar el accionamiento de dicho interruptor (100) , donde dicho actuador de bobina (1) está caracterizado por el hecho de que comprende medios electrónicos (1000) dispuestos para contar un tiempo de operación (Taper, Tcierre) que es indicativo de la duración de dicho accionamiento del interruptor (100) .

2. Actuador de bobina (1) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios electrónicos (1000) comprenden:

- medios de detección (11) dispuestos para detectar un primer evento y medios motores (10) operativamente asociados a dichos medios de detección (11) y operativamente conectados a dicho electroimán de bobina (2) , estando dichos medios motores (10) dispuestos para impulsar eléctricamente el electroimán de bobina (2) para causar el movimiento de tal electroimán de bobina (2) desde la posición de reposo hasta la posición de accionamiento tras la detección de dicho primer evento por los medios de detección (11) , estando dichos medios de detección (11) dispuestos también para detectar un segundo evento que es indicativo del final del accionamiento del interruptor (100) ;

- medios contadores (20) operativamente asociados a dichos medios de detección (11) y dispuestos para iniciar la cuenta de dicho tiempo de operación (Taper, Tcierre) cuando el primer evento es detectado por los medios de detección

(11) y para parar tal cuenta cuando el segundo evento es detectado por los medios de detección (11) .

3. Actuador de bobina (1) según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que dichos medios motores (10) comprenden un circuito de entrada de potencia (12) dispuesto para estar operativamente conectado a y recibir una tensión de entrada (Vin) de al menos una fuente de energía (200) , estando dichos medios de detección (11) dispuestos para detectar una tensión indicativa de dicha tensión de entrada (Vin) y para detectar un primer valor umbral (Vu-lanz) y un segundo valor umbral (Vu-lib) de tal tensión de entrada (Vin) , donde la detección de dicho primer valor umbral (Vu-lanz) y la detección de dicho segundo valor umbral (Vu-lib) corresponden a dicho primer evento y dicho segundo evento, respectivamente.

4. Actuador de bobina (1) según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dichos medios de detección

(11) están dispuestos para recibir al menos un parámetro configurable, donde dicho al menos un parámetro configurable comprende dicho primer valor umbral (Vu-lanz) y dicho segundo valor umbral (Vu-lib) .

5. Actuador de bobina (1) según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que dichos medios motores (10) están operativamente conectados por lo menos a una fuente de energía (500) a fin de recibir de la misma la potencia requerida para mantener el electroimán de bobina (2) en la posición de reposo, y por el hecho de que dichos medios de detección (11) están dispuestos para detectar la caída de una tensión (Valim) asociada a dicha al menos una fuente de energía (500) por debajo de un valor umbral predeterminado de subtensión, donde la detección de tal caída de tensión corresponde a dicho primer evento.

6. Actuador de bobina (1) según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dichos medios motores (10) están dispuestos para aplicar un tiempo de retraso configurable entre la detección del primer evento y la impulsión eléctrica consiguiente del electroimán de bobina (2) .

7. Actuador de bobina (1) según una o más de las reivindicaciones anteriores caracterizado por el hecho de que éste comprende medios de comparación (21) operativamente asociados a dichos medios contadores (20) y dispuestos para comparar el tiempo de operación contado (Taper, Tcierre) con un rango de tiempo predeterminado (Trango) .

8. Actuador de bobina (1) según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que está dispuesto para provocar la generación de una señal de alarma (151, 510) cuando el tiempo de operación contado (Taper, Tcierre) excede dicho rango de tiempo (Trango) .

9. Actuador de bobina (1) según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que dichos medios de comparación

(21) están dispuestos para recibir al menos un parámetro configurable, donde dicho al menos un parámetro configurable comprende dicho rango de tiempo (Trango) .

10. Actuador de bobina (1) según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que está dispuesto para proporcionar una fuente de alimentación continua a dichos medios contadores (20) al menos durante un tiempo requerido para completar la operación de cuenta.

11. Actuador de bobina (1) según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que está dispuesto para proporcionar una fuente de alimentación continua a dichos medios de comparación (21) al menos durante un tiempo

requerido para completar la operación de comparación.

12. Actuador de bobina (1) según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que dichos medios contadores (20) y dichos medios de comparación (21) son adecuados para ser operativamente conectados a medios de almacenamiento de energía (511) a fin de recibir de los mismos la potencia requerida al menos para completar la operación de cuenta y la operación de comparación, respectivamente.

13. Actuador de bobina (1) según la reivindicación 10 u 11, caracterizado por el hecho de que dichos medios contadores (20) están operativamente conectados al circuito de entrada de potencia (12) , donde dicho circuito de entrada de potencia (12) está dispuesto para ser operativamente conectado a dicha al menos una fuente de energía (200, 150) a fin de recibir continuamente de la misma al menos una tensión de entrada mínima (Vin min) adecuada para la alimentación de los medios contadores (20) .

14. Actuador de bobina (1) según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que dichos medios de comparación (21) están operativamente conectados a dicho circuito de entrada de potencia (12) , donde dicha tensión de entrada mínima (Vin min) es adecuada para alimentar continuamente también a los medios de comparación (21) .

15. Actuador de bobina (1) según la reivindicación 13 ó 14, caracterizado por el hecho de que dicho circuito de entrada de potencia (12) está dispuesto para ser operativamente conectado a un supervisor de circuito de disparo (150) a fin de recibir del mismo al menos dicha tensión de entrada mínima (Vin min) , estando dichos medios de detección (11) dispuestos para detectar dicha tensión de entrada mínima (Vin min) y estando dichos medios motores (10) dispuestos para impulsar eléctricamente el electroimán de bobina (2) para generar una corriente de supervisor de bobina (Isb) que fluye a través del electroimán de bobina (2) cuando es detectado por los medios de detección (11) que la tensión de entrada (Vin) está en el rango comprendido entre dicha tensión mínima (Vin min) y dicho valor umbral de liberación (Vu-lib) .

16. Actuador de bobina (1) según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que los medios de comparación

(21) están operativamente asociados a los medios motores (10) y por el hecho de que dichos medios motores (10) están dispuestos para al menos reducir dicha corriente de supervisor de bobina (Isb) cuando los medios de comparación

(21) detectan que el tiempo de operación contado (Taper, Tcierre) excede dicho rango de tiempo predeterminado (Trango) .

17. Interruptor (100) caracterizado por el hecho de que comprende al menos un actuador de bobina (1) según una o más de las reivindicaciones 1 a 16.

18. Interruptor (100) según la reivindicación 17, caracterizado por el hecho de que comprende dicho supervisor de circuito de disparo (150) conectado al circuito de entrada de potencia (12) del actuador de bobina (1) , estando dicho supervisor de circuito de disparo (150) configurado para la detección de la reducción de la corriente (Itc) que fluye a través del mismo por debajo de un umbral predeterminado, y para generar una señal de alarma (151) tras tal detección.

19. Equipo de conmutación caracterizado por el hecho de que comprende al menos un interruptor (100) según la reivindicación 17 o 18 y/o al menos un actuador de bobina (1) según una o más de las reivindicaciones 1 a 16.