Dispositivo de protección contra las sobretensiones que comprende medios de desconexión selectivos.

Dispositivo de protección (1) contra las sobretensiones que incluye

- un dispositivo de desconexión

(3) de contactos eléctricos (30, 31) que incluye:

* un primer electrodo de conexión (40) en conexión eléctrica con una primera regleta de conexión (41)

* un segundo electrodo de conexión (50) en conexión eléctrica con una segunda regleta de conexión (51),

* un tercer electrodo de conmutación de arco móvil (60) conectado eléctricamente a la segunda regleta de conexión (51),

* un mecanismo de accionamiento (7) destinado a desplazar el tercer electrodo de conmutación de arco móvil (60) para provocar la apertura permanente de los contactos eléctricos (30, 31).

- Un limitador de sobretensión (2) conectado en serie entre el tercer electrodo de conmutación de arco móvil (60) y la segunda regleta de conexión (51),

caracterizado porque incluye al menos un primer desconector térmico (9) contra las corrientes alternas o continuas de cortocircuitos conectado en serie con el limitador de sobretensión (2) entre el tercer electrodo de conmutación de arco móvil (60) y la segunda regleta de conexión (51), incluyendo dicho desconector térmico al menos un elemento fusible (91) que se extiende a través de un intersticio de paso, entre una primera y una segunda paredes radiales (90) conductoras, en el interior de una pared lateral aislante (92) de una cámara de extinción de arco, (99) comprendiendo dicha cámara de extinción de arco (99) al menos un separador conductor (95) mantenido en el interior de la pared lateral aislante (92) para definir dos volúmenes de reducción de presión (97),

- estando dicho desconector térmico (9) fuera de circuito cuando un arco eléctrico (100) es conmutado entre el primer electrodo de conexión (40) y el segundo electrodo de conexión (50),

- siendo la desconexión de dicho desconector (9) realizada cuando es atravesado por corrientes eléctricas alternas o continuas de cortocircuito con una energía inferior a un umbral energético de disparo, correspondiendo dicho umbral energético de disparo el umbral más allá del cual unas corrientes eléctricas de ondas de rayo de tipo 10/350 u 8/20 provocan la apertura permanente de los contactos eléctricos (30, 31).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09354003.

Solicitante: SCHNEIDER ELECTRIC INDUSTRIES SAS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

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

Inventor/es: DOMEJEAN, ERIC.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > Interruptores de protección, p. ej. disyuntores... > H01H83/10 (accionados por una tensión excesiva, p. ej. para protección contra los rayos)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > Detalles de los interruptores o relés de protección... > H01H71/20 (con masa fusible)

PDF original: ES-2496668_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Dispositivo de protección contra las sobretensiones que comprende medios de desconexión selectivos.
Ilustración 2 de Dispositivo de protección contra las sobretensiones que comprende medios de desconexión selectivos.
Ilustración 3 de Dispositivo de protección contra las sobretensiones que comprende medios de desconexión selectivos.
Ilustración 4 de Dispositivo de protección contra las sobretensiones que comprende medios de desconexión selectivos.
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Dispositivo de protección contra las sobretensiones que comprende medios de desconexión selectivos.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo de protección contra las sobretensiones que comprende medios de desconexión selectivos Ámbito técnico de la invención

La invención se refiere a un dispositivo de protección contra las sobretensiones que incluye un dispositivo de desconexión con contactos eléctricos. Dicho dispositivo de desconexión incluye un primer electrodo de conexión en conexión eléctrica con una primera regleta de conexión, un segundo electrodo de conexión en conexión eléctrica con una segunda regleta de conexión, un tercer electrodo de conmutación de arco móvil conectado eléctricamente a la segunda regleta de conexión y un limitador de sobretensión conectado en serie entre el tercer electrodo de conmutación de arco móvil y la segunda regleta de conexión. Un mecanismo de accionamiento está destinado a desplazar el tercer electrodo de conmutación de arco móvil para provocar la apertura permanente de los contactos eléctricos.

Estado de la técnica anterior

Se conocen dispositivos de protección contra las sobretensiones que incluyen un limitador de sobretensión con elementos no lineales variables con la tensión y un dispositivo de desconexión de contactos accionados por un mecanismo de accionamiento. El limitador de sobretensión y el dispositivo de desconexión están montados en serie.

Tal como se describe en el documento EP0441722B1; el dispositivo de desconexión de contactos puede adoptar el enclavamiento correspondiente respectivamente en estado abierto y en estado cerrado de los contactos. Un mecanismo de accionamiento provoca el desplazamiento de los contactos del dispositivo de desconexión hacia el estado abierto especialmente en caso de destrucción del limitador de sobretensión cuando algunos de dichos elementos no lineales están al final de su vida útil.

El dispositivo de desconexión de contactos está calibrado:

- por una parte para que fluyan corrientes eléctricos de ondas de rayo de tipo 10/350 u 8/20 sin que el mecanismo de accionamiento sea accionado, y

- por otra parte para accionar el mecanismo de accionamiento y provocar automáticamente la apertura permanente de los contactos para corrientes alternas o continuas de cortocircuito.

Los contactos pueden generalmente abrirse (repelerse) y cerrarse bajo un choque de rayo sin que el mecanismo de accionamiento se desbloquee. Esta repulsión (apertura) de los contactos durante el funcionamiento del dispositivo de protección, va seguida de un re-cierre automático de dicho contactos.

Por "apertura permanente" de los contactos, se entiende una apertura provocada por el mecanismo de accionamiento. Esta apertura puede ser provocada manualmente o ser debida a un fallo eléctrico. En el caso de una apertura manual, el re-cierre de los contactos solo es posible entonces mediante una acción voluntaria exterior de un usuario. En el caso de una apertura debida a un fallo eléctrico, la apertura es entonces definitiva.

El calibrado de los dispositivos de protección conocidos se realiza de manera que el mecanismo de accionamiento del dispositivo de desconexión permanezca bloqueado en presencia de corrientes eléctricas de ondas de rayo de tipo 10/350 u 8/20. Generalmente no es deseable que el mecanismo de accionamiento del dispositivo de desconexión se desbloquee y provoque la apertura permanente de los contactos cada vez que es atravesado por una corriente eléctrica de onda de rayo.

El umbral energético de disparo depende directamente de las corrientes eléctricas de ondas de rayo de tipo 10/350 u 8/20 para las cuales la apertura de los contactos del dispositivo de desconexión no es deseada. Dicho de otro modo, dicho umbral energético de disparo corresponde al umbral por encima del cual unas corrientes eléctricas de ondas de rayo de tipo 10/350 0 8/20 provocarían la apertura permanente de los contactos eléctricos.

Además, corrientes alternas o continuas de cortocircuito que tienen una energía eléctrica superior al umbral energético de disparo provocan la apertura de los contactos del dispositivo de desconexión.

Para corrientes eléctricas de ondas de rayo de tipo 10/350 u 8/20 que tienen una energía inferior a la energía de umbral de disparo, el dispositivo de protección es eficaz y permite la circulación de dichas corrientes eléctricas de ondas de rayo sin que su energía sea responsable de daños materiales. Asimismo, las corrientes eléctricas de ondas de rayo de tipo 10/350 u 8/20 con una energía inferior al umbral energético de disparo no desbloquean el mecanismo de accionamiento del dispositivo de desconexión para provocar la apertura de los contactos.

Sin embargo, en algunas circunstancias particulares, los dispositivos de protección conocidos no presentan el nivel suficiente de protección

En efecto, cuando la energía de las corrientes alternas o continuas de cortocircuito se vuelve inferior a la de la energía de umbral de disparo, el mecanismo de accionamiento ya no es accionado y no provoca el desplazamiento

permanente de los contactos del dispositivo de desconexión del estado cerrado hacia el estado abierto. El riesgo de deterioro de los componentes es entonces importante.

Esta situación puede especialmente presentarse cuando:

la impedancia del limitador de sobretensión se vuelve baja después de haber recibido numerosos choques 5 de rayo. Una corriente alterna de cortocircuito con una energía inferior a la de la energía de umbral de

disparo circula entonces por el dispositivo de protección

se realiza un mal montaje de dispositivo de protección. Especialmente, cuando un dispositivo de protección, habitualmente conectado entre una fase y el neutro, se conecta por ejemplo entre dos fases. La tensión aplicada entre las fases es generalmente superior a la que puede soportar de manera permanente el 10 limitador de sobretensión. El limitador de sobretensión se vuelve entonces pasante y una corriente alterna

de cortocircuito circula entonces por el dispositivo de protección. Esta baja corriente alterna de cortocircuito puede ser reducida si la potencia del transformador de alimentación es baja y/o cuando las longitudes de cables son grandes.

En las dos situaciones descritas anteriormente, la corriente de cortocircuito con una energía inferior a la del umbral energético de disparo, puede provocar daños materiales.

El documento "FR-A-2 846 478" describe un dispositivo de protección según el preámbulo de la reivindicación 1. Exposición de la invención

La invención se dirige por lo tanto a poner remedio a los inconvenientes del estado de la técnica, para de este modo 20 proponer un dispositivo de protección contra las sobretensiones que comprende medios de desconexión eficaces contra cortocircuitos.

El dispositivo de protección contra las sobretensiones según la invención incluye al menos en primer lugar un desconector térmico contra las corrientes alternas o continuas de cortocircuitos conectado en serie con el limitador de sobretensión entre el tercer electrodo de conmutación de arco móvil y la segunda regleta de conexión. Dicho 25 desconector térmico incluye al menos un elemento fusible que se extiende a través de un intersticio de paso, entre una primera y una segunda paredes radiales conductoras, en el interior de una pared lateral aislante que se extiende de una cámara de extinción de arco, comprendiendo dicha cámara de extinción de arco al menos un separador conductor mantenido en el interior de la pared lateral aislante para definir dos volúmenes de reducción de presión. Dicho desconector térmico está fuera de servicio cuando un arco eléctrico es conmutado entre el primer electrodo de 30 conexión y el segundo electrodo de conexión. La desconexión de dicho desconector se realiza cuando es atravesado... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1Dispositivo de protección (1) contra las sobretensiones que incluye

un dispositivo de desconexión (3) de contactos eléctricos (30, 31) que incluye:

un primer electrodo de conexión (40) en conexión eléctrica con una primera regleta de conexión (41)

un segundo electrodo de conexión (50) en conexión eléctrica con una segunda regleta de conexión (51),

un tercer electrodo de conmutación de arco móvil (60) conectado eléctricamente a la segunda regleta de conexión (51),

un mecanismo de accionamiento (7) destinado a desplazar el tercer electrodo de conmutación de

arco móvil (60) para provocar la apertura permanente de los contactos eléctricos (30, 31).

Un limitador de sobretensión (2) conectado en serie entre el tercer electrodo de conmutación de arco móvil (60) y la segunda regleta de conexión (51),

caracterizado porque incluye al menos un primer desconector térmico (9) contra las corrientes alternas o continuas de cortocircuitos conectado en serie con el limitador de sobretensión (2) entre el tercer electrodo de conmutación de arco móvil (60) y la segunda regleta de conexión (51), incluyendo dicho desconector térmico al menos un elemento fusible (91) que se extiende a través de un intersticio de paso, entre una primera y una segunda paredes radiales (90) conductoras, en el interior de una pared lateral aislante (92) de una cámara de extinción de arco, (99) comprendiendo dicha cámara de extinción de arco (99) al menos un separador conductor (95) mantenido en el interior de la pared lateral aislante (92) para definir dos volúmenes de reducción de presión (97),

estando dicho desconector térmico (9) fuera de circuito cuando un arco eléctrico (100) es conmutado entre el primer electrodo de conexión (40) y el segundo electrodo de conexión (50),

siendo la desconexión de dicho desconector (9) realizada cuando es atravesado por corrientes eléctricas alternas o continuas de cortocircuito con una energía inferior a un umbral energético de disparo, correspondiendo dicho umbral energético de disparo el umbral más allá del cual unas corrientes eléctricas de ondas de rayo de tipo 10/350 u 8/20 provocan la apertura permanente de los contactos eléctricos (30, 31).

2.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento fusible (91) incluye una sección de forma sensiblemente idéntica a la sección del intersticio de paso.

3.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la sección de dicho al menos elemento fusible (91) en un plano perpendicular a un eje longitudinal mediano (Z) es de forma alargada, de manera que la longitud de dicha sección sea tres veces mayor que la anchura.

4.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el desconector térmico (9) incluye dos cámaras de extinción de arco (99) atravesadas respectivamente por un elemento fusible (91).

5.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho al menos un elemento fusible conductor (91) se compone de una hoja metálica conductora.

6.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según la reivindicación 5, caracterizado porque la hoja metálica está mantenida por medios de mantenimiento sobre un soporte aislante que constituye un elemento de la pared lateral aislante (92).

7.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho al menos un elemento fusible conductor (91) está colocado en los bordes de dicho al menos un separador (95).

8.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pared lateral (92) incluye agujeros de evacuación de los gases contenidos en los volúmenes de reducción de presión (97).

9.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye una caja que tiene al menos dos bridas de material aislante, constituyendo dichas bridas una parte de la pared lateral (92) del desconector térmico (9).

10.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pared lateral aislante (92) se compone de un material gasógeno.

11.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el limitador de sobretensión (2) está conectado eléctricamente en serie con el dispositivo de desconexión (3) por al menos una conexión fusible (8, 91), unos medios de arrastre (22) ejercen una fuerza de desplazamiento (Fd) que desplaza el limitador de sobretensión (2) en caso de fusión de dicha al menos una conexión fusible, actuando el desplazamiento de dicho limitador directamente sobre el mecanismo de accionamiento (7) para desplazar el tercer electrodo de conmutación de arco móvil (60) y provocar la apertura permanente de los contactos (30, 31).

12.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según la reivindicación 11, caracterizado porque el limitador de sobretensión (2) está conectado eléctricamente a la segunda regleta de conexión (51) por una primera conexión fusible (8) que experimenta una fusión en caso de recalentamiento de dicho limitador.

13.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según la reivindicación 11 o 12, caracterizado porque el limitador de sobretensión (2) está conectado eléctricamente a la segunda regleta de conexión (51) por una segunda conexión fusible (91) que hace las veces de desconector térmico (9).

14.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque un segundo desconector electromagnético (10) contra las corrientes alternas o continuas de cortocircuitos está conectado en serie con el desconector térmico (9) y el limitador de sobretensión (2) entre el tercer electrodo de conmutación de arco móvil 60 y la segunda regleta de conexión 51.

15.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según la reivindicación 14, caracterizado porque el desconector electromagnético (10) incluye medios electromagnéticos de disparo (12) destinados a actuar sobre el mecanismo de accionamiento (7) para provocar la apertura permanente de los contactos eléctricos (30, 31).

16.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un desconector de alta energía (11) está conectado en serie entre el primer electrodo de conexión (40) y la primera regleta de conexión (41), estando el desconector de alta energía (11) calibrado para desconectarse cuando es atravesado por corrientes eléctricas con una energía superior al umbral energético de disparo.

17.- Dispositivo de protección contra las sobretensiones según la reivindicación 16, caracterizado porque el desconector de alta energía (11) que comprende una cámara de extinción de arco (99) que está delimitada por una pared lateral aislante (92) que se extiende entre una primera y una segunda paredes radiales (90) conductoras, comprendiendo la cámara de extinción de arco (2) al menos un separador conductor (95) mantenido en el interior de dicha cámara para definir dos volúmenes de reducción de presión (97) y al menos un elemento fusible (91) conductor conectado eléctricamente entre un primer y un segundo electrodos, extendiéndose dicho al menos un elemento fusible (91) de la primera a la segunda paredes radiales (90) a través de un intersticio y encontrándose mantenido de manera rígida en la cámara de extinción de arco (99) por medios de mantenimiento, siendo la sección de dicho al menos elemento fusible (91) de forma alargada, de manera que la longitud de dicha sección sea al menos tres veces mayor que la anchura.

18.- Dispositivo de protección según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye un tope de cierre (80) destinado a mantener directa o indirectamente el tercer electrodo de conmutación de arco móvil (60) a una distancia de separación (D) del primer electrodo de conexión (40) cuando los contactos eléctricos (30, 31) están cerrados.

19.- Dispositivo de protección según la reivindicación 18, caracterizado porque el tope de cierre (80) incluye dos partes (81, 82), una primera parte (80) de material aislante colocada en contacto con el contacto fijo (30) y una segunda parte (82) de material conductor colocada de manera adyacente a la primera parte (81) está en contacto con el contacto móvil cuando los dos contactos (30, 31) están cerrados.

20.- Dispositivo de protección según la reivindicación 19, caracterizado porque el grosor de la primera parte aislante (81) es igual a la distancia de separación (D).