Cortocircuitador eléctrico trifásico con actuador pirotécnico.

Cortocircuitador eléctrico trifásico, que comprende:

- un primero, un segundo y un tercer bornes de fase

(2-4);

- un aislamiento mediante un material dieléctrico (22-24, 29, 91; 123, 191) de este primero, segundo y tercer bornes de fase entre sí; y

- un actuador pirotécnico (7) que delimita una cámara (81) de expansión de gases pirotécnicos de accionamiento;

- un primero, un segundo y un tercer contactos (61-63) móviles entre una posición abierta de espera (figura 5), en la cual el aislamiento (22-24, 29, 91; 123, 191) aísla eléctricamente al menos al primer, al segundo y al tercer bornes de fase entre sí, y una posición cerrada de cortocircuito (figura 6), en la cual cada contacto móvil (61-63) está conectado directamente a uno del primero, del segundo y del tercer bornes de fase y en la cual el primero, el segundo y el tercer contactos móviles (61-63) están conectados eléctricamente entre sí;

- un dispositivo (50, 53) de acoplamiento mecánico del primer, del segundo y del tercer contactos móviles (61-63) al actuador pirotécnico (7) y de arrastre de este primero, segundo y tercer contactos móviles (61-63) desde la posición abierta de espera a la posición cerrada de cortocircuito, bajo una acción propulsora del actuador pirotécnico (7);

- al menos un primer espacio de espera (92) para el primer contacto móvil (61), a un nivel situado entre el primero y el segundo bornes de fase (2, 3) de tal modo que el primer contacto móvil (61) se encuentra en este primer espacio de espera (92) cuando el primer contacto móvil (61) está en su posición abierta de espera;

- al menos un segundo espacio de espera (92) para el segundo contacto móvil (62), a un nivel situado entre el segundo y el tercer bornes de fase (3, 4) de tal modo que el segundo contacto móvil (62) se encuentra en este segundo espacio de espera (92) cuando el segundo contacto móvil (62) está en su posición abierta de espera,

caracterizado porque dicho aislamiento (22-24, 29, 91; 123, 191) comprende un primero, un segundo y un tercer tabiques dieléctricos sólidos frangibles (90) cada uno de los cuales aísla a uno del primero, del segundo y del tercer bornes de fase (2-4) de uno del primero, del segundo y del tercer contactos móviles (61-63) en sus posiciones abiertas de espera, siendo este primero, segundo y tercer tabiques frangibles (90; 190) unos tabiques de retención del primero, del segundo y del tercer contactos móviles (61-63) y del dispositivo de acoplamiento mecánico (50, 53) para almacenar una energía dentro de dicha cámara de expansión (81), en un primer momento tras una activación del actuador pirotécnico (7), hasta una ruptura del primer, del segundo y del tercer tabiques frangibles (90; 190) y una liberación de dicha energía con el arrastre del primero, del segundo y del tercer contactos móviles (61-63) de sus posiciones abiertas de espera hacia sus posiciones cerradas de cortocircuito, siendo dicha cámara de expansión (81) una cámara de compresión y de expansión de los gases pirotécnicos de accionamiento.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12354045.

Solicitante: SCHNEIDER ELECTRIC INDUSTRIES SAS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 35 RUE JOSEPH MONIER 92500 RUEIL-MALMAISON FRANCIA.

Inventor/es: RIVAL, MARC, FILIPUTTI, HUGUES, GARDE,FRANCK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > H01H39/00 (Dispositivos de conmutación accionados por una explosión producida en el interior del dispositivo y originada por una corriente eléctrica)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CUADROS, ESTACIONES DE TRANSFORMACION O DISPOSICIONES... > Instalación de aparellaje de conmutación en, o... > H02B13/075 (Disposiciones para la puesta a tierra)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > H01H79/00 (Interruptores de protección en los cuales un exceso de corriente provoca el cierre de los contactos, p. ej. cortocircuitando el aparato de proteger)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > H01H31/00 (Interruptores de corte en el aire para alta tensión sin medios de extinción o de prevención de arcos (en combinación con interruptores de alta tensión o de fuertes corrientes con medios de extinción o de prevención de arcos H01H 33/00))

PDF original: ES-2487841_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Cortocircuitador eléctrico trifásico con actuador pirotécnico Campo técnico de la invención La presente invención se refiere a un cortocircuitador eléctrico trifásico, del tipo que comprende al menos un primero, un segundo y un tercer bornes de fase, un aislamiento mediante el material dieléctrico de estos bornes de fase entre sí, y un actuador pirotécnico que delimita una cámara de expansión de gases pirotécnicos de accionamiento. La invención encuentra en particular aplicación en la protección de las personas y de los materiales en el ámbito eléctrico, en particular contra los diferentes peligros ligados a los arcos eléctricos, y en particular a los arcos internos que se producen en los armarios eléctricos o en otros lugares cerrados.

Estado de la técnica En un actuador pirotécnico, la energía originada por la generación pirotécnica de gases se emplea para propulsar un órgano de maniobra.

Los cortocircuitadores conocidos utilizan actuadores pirotécnicos para producir la maniobra que conduce al cortocircuito deseado. Una ventaja de dichos actuadores es que permite obtener unos tiempos de cierre muy cortos. Esta ventaja es especialmente interesante en la protección contra los arcos eléctricos, en particular contra los arcos internos, cuyos importantes efectos a la vez destructivos para los materiales y peligrosos para las personas, a veces con unos niveles muy elevados de gravedad de las heridas, se atenúan cuanto más rápidamente se interrumpe el arco. En esta protección contra los arcos eléctricos, los rendimientos buscados son, por lo tanto, muy altos, en particular en términos de velocidad de establecimiento del cortocircuito. Además, un cortocircuitador de arco eléctrico debe tener, por lo general, una resistencia dieléctrica importante, con el fin de poder soportar en particular impulsos tipo rayo sin deteriorarse.

Se proponen algunos ejemplos de uso de la pirotecnia en cortocircuitadores en las solicitudes de patente americana US 2 999 912 y US 2009/0120773, así como en las solicitudes de patente europea EP 2 073 229 y EP 2 073 235.

En la solicitud de patente internacional WO 99/21255 se describe un cortocircuitador del tipo ya mencionado. Este cortocircuitador tiene como función poner tres fases en cortocircuito y a tierra, tras un orden. Los cortocircuitos en las diferentes fases se producen de forma sucesiva, en el tiempo que pasa entre el establecimiento del primer cortocircuito y el establecimiento del último cortocircuito. Los rendimientos del cortocircuitador de la solicitud WO 99/21255, en términos de rapidez y/o de eficacia de establecimiento del cortocircuito de las fases se pueden considerar insuficientes o, al menos, parece legítimo tratar de obtenerlos mejores.

Objeto de la invención La invención tiene al menos como objetivo permitir una mejora de los rendimientos de un cortocircuitador del tipo ya mencionado, al menos en términos de rapidez y/o de eficacia de establecimiento del cortocircuito.

De acuerdo con la invención, este objetivo se consigue por medio de un cortocircuitador de acuerdo con la reivindicación 1 adjunta.

El primero y el segundo contactos móviles se encuentran respectivamente en el primero y el segundo espacios de espera cuando se encuentran en sus posiciones abiertas de espera.

Cuando pasan a sus posiciones cerradas de cortocircuito, cada uno del primero y del segundo contactos móviles se conecta muy rápidamente a su borne de destino, sin atravesar previamente uno o varios bornes. Esto permite obtener una mejora muy significativa de los rendimientos de un cortocircuitador del tipo ya mencionado, al menos en términos de rapidez y/o de eficacia de establecimiento del cortocircuito.

La obtención de rendimientos mejorados, al menos en términos de rapidez y/o de eficacia de establecimiento del cortocircuito, es también el resultado de que la energía que se ha almacenado dentro de la cámara de expansión, hasta la ruptura del primer, del segundo y del tercer tabiques frangibles, hace que la potencia de motriz liberada por esta ruptura sea muy elevada.

El cortocircuitador que se define en la reivindicación 1 puede incorporar una o varias características ventajosas más, de forma aislada o combinada, en particular entre las que se definen a continuación.

De manera ventajosa, cada uno del primero, segundo y tercer bornes de fase comprende un orificio de recepción del contacto móvil correspondiente. De preferencia, cada uno del primero, del segundo y del tercer contactos móviles presenta la forma de un anillo conductor que comprende al menos una ranura de tal modo que se puede deformar elásticamente hacia el interior, hacia una configuración contraída en la cual el anillo conductor está preparado para ejercer una presión centrífuga sobre la superficie del orificio de recepción del contacto móvil definido por este anillo conductor.

De manera ventajosa, el actuador pirotécnico comprende un pistón y un cuerpo que define un cilindro. De preferencia, el pistón y una pared lateral del cilindro delimitan parcialmente dicha cámara de expansión. De preferencia, el dispositivo de acoplamiento mecánico comprende una barra móvil de acoplamiento al pistón. De preferencia, este pistón se monta deslizante dentro del cilindro de tal modo que la cámara de expansión esté delimitada en un lado del pistón, esto es en el lado de la barra móvil, de tal modo que el movimiento del pistón bajo la acción de los gases pirotécnicos de accionamiento se realice en el sentido de una tracción sobre la barra móvil, hacia el actuador pirotécnico.

De manera ventajosa, al menos una parte de dicho aislamiento está hecho de un material dieléctrico sólido.

De manera ventajosa, el cortocircuitador eléctrico comprende una corona de gas de aislamiento eléctrico que se encuentra confinada al menos por una parte en un material dieléctrico sólido del aislamiento de tal modo que aísla al primer contacto móvil en su posición abierta de espera y al primer borne de fase uno del otro, junto con uno de los tabiques frangibles.

De manera ventajosa, dicho aislamiento comprende al menos un primero y un segundo tramos aislantes que son piezas diferentes y que se suceden a lo largo de una dirección de accionamiento de los contactos móviles entre sus posiciones abiertas de espera y cerradas de cortocircuito. De preferencia, el primer tramo aislante comprende al menos el primer tabique frangible que aísla al primer borne de fase del primer contacto móvil en su posición abierta de espera y que se puede romper con un desplazamiento de este primer contacto móvil desde su posición abierta de espera hacia su posición cerrada de cortocircuito. De preferencia, el segundo tramo aislante comprende al menos el segundo tabique rompible que aísla al segundo borne de fase del segundo contacto móvil, en su posición abierta de espera, y que se puede romper con un desplazamiento de este segundo contacto móvil desde su posición abierta de espera hacia su posición cerrada de cortocircuito.

De manera ventajosa, al menos una porción intermedia del primer tramo aislante se encuentra entre dichos primero y segundo bornes de fase.

De manera ventajosa, el cortocircuitador comprende al menos una junta anular de aislamiento, que se encuentra entre el primero y el segundo tramos aislantes y que contribuye a aislar eléctricamente al segundo borne de fase del primer contacto móvil en su posición abierta de espera.

De manera ventajosa, el cortocircuitador eléctrico comprende una barra que lleva los contactos móviles.

De manera ventajosa, dicha barra conecta eléctricamente los contactos móviles entre sí.

De manera ventajosa, dicha barra pasa por al menos una parte de un material dieléctrico sólido del... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Cortocircuitador eléctrico trifásico, que comprende:

- un primero, un segundo y un tercer bornes de fase (2-4) ; -un aislamiento mediante un material dieléctrico (22-24, 29, 91; 123, 191) de este primero, segundo y tercer 5 bornes de fase entre sí; y -un actuador pirotécnico (7) que delimita una cámara (81) de expansión de gases pirotécnicos de accionamiento; -un primero, un segundo y un tercer contactos (61-63) móviles entre una posición abierta de espera (figura 5) , en la cual el aislamiento (22-24, 29, 91; 123, 191) aísla eléctricamente al menos al primer, al segundo y al tercer bornes de fase entre sí, y una posición cerrada de cortocircuito (figura 6) , en la cual cada contacto móvil (61-63) está conectado directamente a uno del primero, del segundo y del tercer bornes de fase y en la cual el primero, el segundo y el tercer contactos móviles (61-63) están conectados eléctricamente entre sí;

- un dispositivo (50, 53) de acoplamiento mecánico del primer, del segundo y del tercer contactos móviles (61-63) al actuador pirotécnico (7) y de arrastre de este primero, segundo y tercer contactos móviles (61-63) desde la posición abierta de espera a la posición cerrada de cortocircuito, bajo una acción propulsora del actuador pirotécnico (7) ;

- al menos un primer espacio de espera (92) para el primer contacto móvil (61) , a un nivel situado entre el primero y el segundo bornes de fase (2, 3) de tal modo que el primer contacto móvil (61) se encuentra en 20 este primer espacio de espera (92) cuando el primer contacto móvil (61) está en su posición abierta de espera;

- al menos un segundo espacio de espera (92) para el segundo contacto móvil (62) , a un nivel situado entre el segundo y el tercer bornes de fase (3, 4) de tal modo que el segundo contacto móvil (62) se encuentra en este segundo espacio de espera (92) cuando el segundo contacto móvil (62) está en su posición abierta de espera, caracterizado porque dicho aislamiento (22-24, 29, 91; 123, 191) comprende un primero, un segundo y un tercer tabiques dieléctricos sólidos frangibles (90) cada uno de los cuales aísla a uno del primero, del segundo y del tercer bornes de fase (2-4) de uno del primero, del segundo y del tercer contactos móviles (61-63) en sus posiciones abiertas de espera, siendo este primero, segundo y tercer tabiques frangibles (90; 190) unos tabiques de retención 30 del primero, del segundo y del tercer contactos móviles (61-63) y del dispositivo de acoplamiento mecánico (50, 53) para almacenar una energía dentro de dicha cámara de expansión (81) , en un primer momento tras una activación del actuador pirotécnico (7) , hasta una ruptura del primer, del segundo y del tercer tabiques frangibles (90; 190) y una liberación de dicha energía con el arrastre del primero, del segundo y del tercer contactos móviles (61-63) de sus posiciones abiertas de espera hacia sus posiciones cerradas de cortocircuito, siendo dicha cámara de expansión (81) una cámara de compresión y de expansión de los gases pirotécnicos de accionamiento.

2. Cortocircuitador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque cada uno del primer, del segundo y del tercer bornes de fase (2-4) comprende un orificio (20) de recepción del contacto móvil correspondiente (61-63) , presentando cada uno del primer, del segundo y del tercer contactos móviles (61-63) la forma de un anillo conductor que comprende al menos una ranura de tal modo que se puede deformar elásticamente hacia el interior, hacia una configuración contraída en la cual el anillo conductor está preparado para ejercer una presión centrífuga sobre la superficie del orificio (20) de recepción del contacto móvil (61-63) definido por este anillo conductor.

3. Cortocircuitador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el actuador pirotécnico (7) comprende un pistón (51) y un cuerpo (10) que define un cilindro (80) , delimitando el pistón (51) y una pared lateral del cilindro (80) de forma parcial dicha cámara de expansión (81) , comprendiendo el 45 dispositivo de acoplamiento mecánico (50, 53) una barra móvil (50) de acoplamiento al pistón (51) , encontrándose este pistón (51) montado deslizante dentro del cilindro (80) de tal modo que la cámara de expansión (81) está delimitada en un lado del pistón (51) , esto es en el lado de la barra móvil (50) , de tal modo que el movimiento del pistón (51) bajo la acción de los gases pirotécnicos de accionamiento se realice en el sentido de una tracción (T) sobre la barra móvil (50) , hacia el actuador pirotécnico (7) .

4. Cortocircuitador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una corona de gas de aislamiento eléctrico (91; 191) que se encuentra confinada al menos por una parte en un material dieléctrico sólido (23; 123) del aislamiento de tal modo que aísla al primer contacto móvil (61) en su posición abierta de espera y al primer borne de fase (2) uno del otro, junto con uno del primero, segundo y tercer tabiques frangibles (90) .

5. Cortocircuitador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho aislamiento comprende al menos un primer y un segundo tramos aislantes (22, 23) que son piezas diferentes y que se suceden a lo largo de una dirección (X-Xâ?) de accionamiento del primero, segundo y tercer contactos móviles (6163) entre sus posiciones abiertas de espera y cerradas de cortocircuito, comprendiendo el primer tramo aislante (22) al menos el primer tabique frangible (90; 190) el cual aísla al primer borne de fase (2) del primer contacto móvil (61)

en su posición abierta de espera y que se puede romper tras un desplazamiento de este primer contacto móvil 9 5

desde su posición abierta de espera hacia su posición cerrada de cortocircuito, comprendiendo el segundo tramo aislante (23) al menos el segundo tabique frangible (90; 190) el cual aísla al segundo borne de fase (3) del segundo contacto móvil (62) , en su posición abierta de espera, y que se puede romper tras un desplazamiento de este segundo contacto móvil (62) desde su posición abierta de espera hacia su posición cerrada de cortocircuito.

6. Cortocircuitador de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque al menos una porción intermedia (27) del primer tramo aislante (22) se encuentra entre dichos primero y segundo bornes de fase (2, 3) .

7. Cortocircuitador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 y 6, caracterizado porque comprende al menos una junta anular de aislamiento (29) , que se encuentra entre el primer y el segundo tramos aislantes (22, 23) y que contribuye a aislar eléctricamente al segundo borne de fase (3) del primer contacto móvil (61) en su posición abierta de espera

8. Cortocircuitador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una barra (50) que lleva el primer, el segundo y el tercer contactos móviles (61-63) .

9. Cortocircuitador de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque dicha barra pasa por al menos una parte de un material dieléctrico sólido (22-24, 29; 123) del aislamiento y retiene al menos lateralmente a este parte.

10. Cortocircuitador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 y 9, caracterizado porque al menos uno del primero, segundo y tercer contactos móviles (61-63) se encaja en dicha barra (50) .

11. Cortocircuitador de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el aislamiento (22-24) retiene al menos uno del primer, segundo y tercer contactos móviles (61-63) según una dirección axial (X-Xâ?) de la barra (50) .

12. Cortocircuitador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque dicha barra (50) pasa al menos a través del primer y del segundo bornes de fase (2, 3) .

13. Cortocircuitador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7 y una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque el primero y el segundo tramos aislantes (22, 23) al menos se encajan en dicha barra (50) .

14. Cortocircuitador de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque dichos primero y segundo bornes de fase (2, 3) retienen entre sí al primer tramo aislante (22) , según una dirección axial (X-Xâ?) de la barra (50) .

15. Cortocircuitador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14, caracterizado porque comprende dos elementos (10, 73) de guiado axial de dicha barra (50) en deslizamiento, reteniendo axialmente estos dos elementos de guiado (10, 73) entre sí a varias piezas seleccionadas entre el primero, el segundo y el tercer bornes de fase (2-4) , el primero, el segundo y el tercer contactos móviles (61-63) y al menos una parte de dicho aislamiento.

16. Cortocircuitador de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque los dos elementos de guiado (10, 73) se sujetan uno hacia el otro, sobre un elemento (30) que está hecho de un material dieléctrico y que rodea al menos parcialmente varias piezas seleccionadas entre el primero, el segundo y el tercer bornes de fase (2-4) , el primero, el segundo y el tercer contactos móviles (61-63) y al menos una parte de dicho aislamiento (22-24, 29; 123) .

17. Cortocircuitador de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque comprende un subconjunto de sujeción (10.

7. 73) que forma un bucle conductor que se cierra sobre sí mismo y que rodea el primero, el segundo y el tercer bornes de fase (2-4) .