APARATO DE PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES.

Aparato de protección contra sobretensiones para proteger instalaciones eléctricas de baja tensión,

que consta de una parte inferior de aparato (3) con bornes de conexión (5, 6, 7) para conductores de fase (L1, L2, L3) y conductores de tierra y neutro (PE, N) y de al menos un elemento (8) de protección contra sobretensiones con al menos un descargador (10) dispuesto en una carcasa (9), especialmente un descargador de corrientes de rayos y/o de sobretensiones, en donde la parte inferior (3) del aparato tiene al menos un contacto de aviso remoto que presenta un interruptor (11) para realizar un aviso remoto del estado de al menos un elemento (8) de protección contra sobretensiones y en donde preferiblemente la parte inferior (3) del aparato presenta unos contactos de enchufe (12) unidos con los bornes de conexión (5, 6, 7), configurados especialmente como hembras de enchufe, y el elemento (8) de protección contra sobretensiones presenta unos contactos de enchufe para conexión (13) correspondientes, configurados especialmente como clavijas de enchufe, de modo que el elemento (8) de protección contra sobretensiones se puede enchufar sobre la parte inferior (3) del aparato, en donde el elemento (8) de protección contra sobretensiones presenta un indicador de estado óptico (14), y el indicador de estado óptico (14) y el interruptor (11) del contacto de aviso remoto pueden ser maniobrados a través de un sistema de maniobra mecánico común, en donde el sistema de maniobra mecánico presenta un primer dispositivo de maniobra cargado por muelle para maniobrar el interruptor (11) y un segundo dispositivo de maniobra cargado por muelle para maniobrar el indicador de estado óptico (14), en donde el segundo dispositivo de maniobra está dispuesto en el elemento (8) de protección contra sobretensiones y en donde el primer dispositivo de maniobra es maniobrado por el segundo dispositivo de maniobra, caracterizado porque el primer dispositivo de maniobra está dispuesto en la parte inferior (3) del aparato y el primer dispositivo de maniobra presenta un sistema de palancas, especialmente un balancín de mando (15), un empujador de maniobra (16) y al menos un muelle (17), pudiendo ser llevado el balancín de mando (15) desde una primera posición hasta una segunda posición, con lo que se maniobra el interruptor (11) del contacto de aviso remoto.

La invención concierne a un aparato de protección contra sobretensiones para proteger instalaciones eléctricas de baja tensión según el preámbulo de la reivindicación 1.

Un aparato de protección contra sobretensiones de esta clase es conocido por el documento DE-A-40 00 717.

Los circuitos de medida, control, regulación y mando eléctricos, pero especialmente electrónicos, sobre todo también los equipos e instalaciones de telecomunicaciones, son sensibles frente a sobretensiones transitorias como las que pueden presentarse especialmente debido a descargas atmosféricas, pero también debido a actuaciones de mando

o cortocircuitos en redes de suministro de energía. Esta sensibilidad ha aumentado en la medida en la que se emplean componentes electrónicos, especialmente transistores y tiristores; sobre todo, los circuitos de mando integrados crecientemente utilizados están amenazados en fuerte grado por sobretensiones transitorias.

Los circuitos eléctricos trabajan normalmente sin perturbaciones con la tensión especificada para ellos, la tensión nominal (en general, idéntica a la tensión de la red). Esto no se aplica cuando se presentan sobretensiones. Como sobretensiones se consideran todas las tensiones que están por encima del límite de tolerancia superior de la tensión nominal. Entre éstas se cuentan también, sobre todo, las sobretensiones transitorias que puedan presentarse a consecuencia de descargas atmosféricas, pero también debido a actuaciones de mando o cortocircuitos en las redes de suministro de energía, y que pueden acoplarse con circuitos eléctricos por vía galvánica, inductiva o capacitiva. Por tanto, para proteger contra sobretensiones transitorias los circuitos eléctricos o electrónicos, especialmente los circuitos electrónicos de medida, control, regulación y mando, sobre todo también los equipos e instalaciones de telecomunicaciones, donde quiera que éstos se utilicen, se han desarrollado elementos de protección contra sobretensiones y éstos son conocidos desde hace más de veinte años.

Las medidas necesarias para proteger el suministro de corriente de instalaciones y aparatos se dividen en diferentes etapas según la selección de los descargadores y las influencias ambientales que cabe esperar. Los aparatos de protección contra sobretensiones para las distintas etapas se diferencian aquí básicamente por la magnitud del poder de descarga y el nivel de protección.

El primer tipo de protección (tipo 1) está formado aquí en general por un descargador de corrientes de rayos que se instala como aparato de protección muy potente en el suministro de corriente central de un edificio. Un componente esencial de este descargador de corrientes de rayos es un explosor con al menos dos electrodos, originándose un arco voltaico entre los dos electrodos al encenderse el explosor.

La segunda etapa de protección (tipo 2) forma en general un descargador de sobretensiones a base de varistores. Esta etapa de protección limita una vez más la tensión residual remanente presente sobre el descargador de corrientes de rayos. Según el potencial de peligrosidad de la instalación a proteger o del edificio a proteger, puede ser suficiente en cada caso particular que se comience con la segunda etapa de protección, es decir, con el descargador de sobretensiones.

Además, existen aún descargadores de corrientes de rayos disparados que se basan en el principio AEC (Active Energy Control - control de energía activo) y que representan una combinación de descargadores de corrientes de rayos y descargadores de sobretensiones. En una combinación de descargadores de esta clase se pueden conectar directamente en paralelo descargadores de corrientes de rayos y descargadores de sobretensiones. Esto es ventajoso especialmente cuando los descargadores de corrientes de rayos y de sobretensiones no pueden instalarse espacialmente separados unos de otros.

En el marco de la presente invención se designarán colectivamente las variantes antes descritas como descargadores, sin que la invención deba quedar limitada a un tipo de descargador especial. Un descargador de esta clase forma entonces el constituyente esencial de un elemento de protección contra sobretensiones, presentando todavía el elemento de protección contra sobretensiones al menos una carcasa de alojamiento del descargador.

Los aparatos conocidos de protección contra sobretensiones presentan, para la conexión a líneas eléctricas, una parte inferior del aparato que puede montarse, por ejemplo, sobre un carril portante. Para la instalación de tal aparato de protección contra sobretensiones, que, por ejemplo, deberá proteger los conductores portadores de fase L1, L2, L3, así como el conductor neutro N, y eventualmente también el conductor de tierra PE, se han previsto en los aparatos conocidos de protección contra sobretensiones, en la parte inferior del aparato, unos bornes de conexión correspondientes para los conductores de fase y el conductor de tierra o el conductor neutro. En el aparatode protección contra sobretensiones del que parte la invención (folleto de Phoenix Contact “Überspannungsschutz TRABTECH 2002, páginas 24 y 25), la parte inferior del aparato presenta una imagen de conexión asimétrica. En el aparato conocido de protección contra sobretensiones, en el que la parte inferior del aparato está configurada aproximadamente en forma de U, se han dispuesto en una de las alas los bornes de conexión para los conductores de fase y el conductor neutro y en la otra ala de conexión los bornes de conexión para el conductor de tierra.

Para lograr un contactado mecánico y eléctrico sencillo de la parte inferior del aparato con el respectivo elemento de protección contra sobretensiones, los elementos de protección contra sobretensiones en el aparato conocido de protección contra sobretensiones se han configurado como “enchufes de protección”, es decir que la parte inferior del aparato presenta hembras de enchufe unidas con los bornes de conexión y el elemento de protección contra sobretensiones presenta clavijas de enchufe correspondientes, de modo que el elemento de protección contra sobretensiones se puede enchufar sobre la parte inferior del aparato. Además, el aparato conocido de protección contra sobretensiones presenta todavía un contacto conmutador como emisor de señales para aviso remoto del estado de al menos un elemento de protección contra sobretensiones, estando previstos para ello un interruptor en la parte inferior del aparato y un elemento de maniobra en el elemento de protección contra sobretensiones.

En el aparato conocido de protección contra sobretensiones la instalación y el montaje se pueden realizar de manera muy sencilla y con ahorro de tiempo debido a la enchufabilidad de los elementos de protección contra sobretensiones. Gracias al contacto de aviso remoto es posible aquí una vigilancia remota confortable. Sin embargo, puede ser deseable también que se pueda leer directamente in situ el estado o el estatus de un elemento de protección contra sobretensiones. Sin embargo, es problemático aquí el hecho de que está disponible relativamente poco espacio en la carcasa, especialmente en el caso de elementos de protección contra sobretensiones que estén configurados como “enchufes de protección”.

Por tanto, la presente invención se basa en el problema de mejorar aún más el aparato de protección contra sobretensiones descrito al principio respecto de su comodidad de manejo.

Este problema se resuelve en el aparato de protección contra sobretensiones descrito al principio por medio de un aparato de protección contra sobretensiones según la reivindicación 1.

Como quiera que el elemento de protección contra sobretensiones o los distintos elementos de protección contra sobretensiones presentan un respectivo indicador de estado óptico, se indica directamente in situ el estado o el estatus de cada aparato de protección contra sobretensiones. Esto simplifica tanto el montaje de los distintos aparatos de protección contra sobretensiones como el mantenimiento o el cambio de aparatos de protección contra sobretensiones defectuosos, ya que su estado es indicado tanto en una central de mando por medio del aviso remoto como directamente en el aparato de protección contra sobretensiones por medio del indicador de estado óptico. Por tanto, ya no existe ningún peligro de que un montador cambie un elemento de protección contra sobretensiones equivocado. Como quiera que el indicador de estado óptico y el interruptor del contacto de aviso... [Seguir leyendo]

1. Aparato de protección contra sobretensiones para proteger instalaciones eléctricas de baja tensión, que consta de una parte inferior de aparato (3) con bornes de conexión (5, 6, 7) para conductores de fase (L1, L2, L3) y conductores de tierra y neutro (PE, N) y de al menos un elemento (8) de protección contra sobretensiones con al menos un descargador (10) dispuesto en una carcasa (9), especialmente un descargador de corrientes de rayos y/o de sobretensiones, en donde la parte inferior (3) del aparato tiene al menos un contacto de aviso remoto que presenta un interruptor (11) para realizar un aviso remoto del estado de al menos un elemento (8) de protección contra sobretensiones y en donde preferiblemente la parte inferior (3) del aparato presenta unos contactos de enchufe (12) unidos con los bornes de conexión (5, 6, 7), configurados especialmente como hembras de enchufe, y el elemento (8) de protección contra sobretensiones presenta unos contactos de enchufe para conexión (13) correspondientes, configurados especialmente como clavijas de enchufe, de modo que el elemento (8) de protección contra sobretensiones se puede enchufar sobre la parte inferior (3) del aparato,

en donde el elemento (8) de protección contra sobretensiones presenta un indicador de estado óptico (14), y el indicador de estado óptico (14) y el interruptor (11) del contacto de aviso remoto pueden ser maniobrados a través de un sistema de maniobra mecánico común, en donde el sistema de maniobra mecánico presenta un primer dispositivo de maniobra cargado por muelle para maniobrar el interruptor (11) y un segundo dispositivo de maniobra cargado por muelle para maniobrar el indicador de estado óptico (14), en donde el segundo dispositivo de maniobra está dispuesto en el elemento (8) de protección contra sobretensiones y en donde el primer dispositivo de maniobra es maniobrado por el segundo dispositivo de maniobra,

caracterizado porque

el primer dispositivo de maniobra está dispuesto en la parte inferior (3) del aparato y

el primer dispositivo de maniobra presenta un sistema de palancas, especialmente un balancín de mando (15), un empujador de maniobra (16) y al menos un muelle (17), pudiendo ser llevado el balancín de mando (15) desde una primera posición hasta una segunda posición, con lo que se maniobra el interruptor (11) del contacto de aviso remoto.

2. Aparato de protección contra sobretensiones según la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo dispositivo de maniobra cargado por muelle presenta al menos un elemento de muelle (18) y un sitio de soldadura (19), deshaciéndose la unión de soldadura materializada en el sitio de soldadura (19) entre el descargador (10) y una parte del dispositivo de maniobra cuando la temperatura del descargador (10) sobrepasa un valor de reacción prefijado, y manteniéndose el dispositivo de maniobra en una primera posición en contra de la fuerza elástica del elemento de muelle (18) cuando existe una unión de soldadura y siendo llevado dicho dispositivo a una segunda posición por la fuerza elástica cuando se ha deshecho la unión de soldadura.

3. Aparato de protección contra sobretensiones según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el segundo dispositivo de maniobra cargado por muelle presenta un indicador de estado óptico (14) en uno de sus extremos - el superior - y un elemento de bloqueo (20) en su otro extremo - el inferior -, de tal manera que en la primera posición del segundo dispositivo de maniobra el empujador de maniobra (16) del primer dispositivo de maniobra es mantenido en la primera posición por el elemento de bloqueo (20) en contra de la fuerza elástica del muelle (17) y en la segunda posición del segundo dispositivo de maniobra el elemento de bloqueo (20) libera el empujador de maniobra (16), con lo que éste es llevado a la segunda posición por la fuerza elástica del muelle (17).

4. Aparato de protección contra sobretensiones según la reivindicación 3, caracterizado porque el segundo dispositivo de maniobra cargado por muelle está formado por una placa de circuito impreso curvada y flexible (21), estando realizada la unión de soldadura materializada en el sitio de soldadura (19) entre el descargador (10) y una zona (27) de la placa de circuito impreso (21).

5. Aparato de protección contra sobretensiones según la reivindicación 3, caracterizado porque el segundo dispositivo de maniobra cargado por muelle presenta un elemento de plástico (23) cargado por muelle, dispuesto de forma desplazable en la carcasa (9) del elemento (8) de protección contra sobretensiones, y un elemento de retención metálico fijamente dispuesto (24), estando formada en el elemento de plástico (23) una abertura (25) a través de la cual un extremo del elemento de retención (24) está unido con el sitio de soldadura (19) en la primera posición del elemento de maniobra.

6. Aparato de protección contra sobretensiones según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque el indicador de estado óptico (14) está formado por dos marcaciones (26, 27) yuxtapuestas, especialmente impresas o pegadas, en colores diferentes.

7. Aparato de protección contra sobretensiones según la reivindicación 3, caracterizado porque el segundo dispositivo de maniobra cargado por muelle presenta un elemento de plástico (33) cargado por muelle, dispuesto de forma desplazable en la carcasa (9) del elemento (8) de protección contra sobretensiones, y un elemento de

retención metálico (34), estando realizada la unión de soldadura materializada en el sitio de soldadura (19) entre al menos un descargador (10) y el elemento de retención metálico (34) y siendo mantenido el elemento de plástico (33) en una primera posición en contra de la fuerza elástica del elemento de muelle (18) cuando existe una unión de soldadura y siendo llevado dicho elemento de plástico a una segunda posición por la fuerza elástica cuando se ha deshecho la unión de soldadura.

8. Aparato de protección contra sobretensiones según la reivindicación 7, caracterizado porque el indicador de estado óptico (14) está materializado por un elemento basculante (35) que está montado de forma giratoria en la carcasa (9) y que está unido con el elemento de plástico (33) a través de un alma (37) que ataca por fuera del eje de giro (36).

9. Aparato de protección contra sobretensiones según la reivindicación 8, caracterizado porque el elemento basculante (35) está configurado en forma semicircular y presenta dos tramos (38, 39) de colores diferentes.

10. Aparato de protección contra sobretensiones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque en la carcasa (9) está formada una mirilla (40) para el indicador de estado (14), estando dimensionada la mirilla (40) de tal manera que, según la posición que tenga el segundo dispositivo de maniobra, solamente puede apreciarse desde fuera a través de la mirilla (40) una u otra marcación en color (26, 27) o uno u otro tramo en color (38, 39).

11. Aparato de protección contra sobretensiones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque en el elemento (8) de protección contra sobretensiones están dispuestos varios descargadores (10), preferiblemente tres descargadores configurados como explosores.

12. Aparato de protección contra sobretensiones según la reivindicación 11, caracterizado porque los distintos descargadores (10) están configurados en forma cilíndrica y presentan en sus extremos unos contactos de conexión (29, 30) mediante los cuales se pueden fijar mecánicamente los descargadores (10) en el elemento (8) de protección contra sobretensiones.

13. Aparato de protección contra sobretensiones según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque los distintos descargadores (10) están unidos eléctricamente uno con otro por medio de abrazaderas elásticas (31) y piezas de unión (32) unidas con éstas, estando enchufadas las piezas de unión (32) sobre los contactos de conexión (29, 30).

14. Aparato de protección contra sobretensiones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la parte inferior (3) del aparato presenta al menos un elemento codificador (43) y el elemento (8) de protección contra sobretensiones presenta al menos un contraelemento codificador correspondiente (44).

15. Aparato de protección contra sobretensiones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque la parte inferior (3) del aparato presenta una forma de carcasa simétrica, estando configurada especialmente en forma de U y pudiendo encastrarse sobre un carril portante (4).