DISPOSITIVO DE ALIMENTACIÓN DE UN DISPOSITIVO DE PROTECCIÓN ELECTRÓNICO UTILIZABLE EN UN DISYUNTOR DE BAJA TENSIÓN.

Dispositivo de alimentación de un dispositivo de protección electrónico utilizable en un disyuntor de baja tensión [0001] La presente invención se refiere a un dispositivo para alimentar un dispositivo de protección electrónico a ser usado en un disyuntor de baja tensión monopolar o multipolar, es decir para tensiones asignadas de servicio de hasta 1 kV. [0002] Es sabido que las cargas o redes eléctricas que deben ser protegidas usando disyuntores automáticos comprenden conductores eléctricos correspondientes a las presentes fases, por ejemplo tres y posiblemente el neutro. Un disyuntor para la protección de cargas o redes eléctricas comprende normalmente dispositivos para establecer y cortar los contactos principales, dispositivos para la detección de las corrientes que lo atraviesan, dispositivos de protección y dispositivos de disparo automático. [0003] Los dispositivos de protección pueden ser normalmente de un tipo térmico, magnético, magnetotérmico o sea de un tipo electrónico. [0004] El funcionamiento de dispositivos de protección de un tipo electrónico normalmente está basado en el análisis de señales que indican las corrientes correspondientes a los conductores. Dichas señales son generadas por dispositivos de detección de corriente, técnicamente referidos a los transductores de corriente. Un disyuntor de baja tensión generalmente usa al menos un transductor para cada fase y opcionalmente también uno para el neutro. El dispositivo de protección electrónico analiza las señales que vienen de dichos transductores para deducir los valores de las corrientes que circulan en los conductores. Según dichos valores, el mismo dispositivo de protección puede generar un mando que, por ejemplo vía un solenoide de desconexión automática, lleva a cabo la apertura de los contactos del disyuntor mismo. [0005] Los dispositivos de protección de un tipo electrónico requieren la alimentación eléctrica. Para este propósito, los transductores de corriente mismos son utilizados normalmente, pero no siempre con resultados completamente satisfactorios. [0006] Entre los transductores presentes en la técnica conocida, pueden nombrarse transformadores amperimétricos (internacionalmente referidos a "transformadores de corriente" o CTs), bobinas tipo Rogowski y sensores de efecto Hall. [0007] Los transductores usados más frecuentemente son CTs que tienen el privilegio de que permiten la provisión de una llamada autoalimentación del dispositivo de protección. De hecho, la potencia en forma de corriente, o potencia amperimétrica, generada por los mismos, con el fin principal de hacer posible el deducir las corrientes circulantes en el circuito eléctrico protegido, generalmente está caracterizada por un nivel de energía que es suficiente incluso para alimentar el dispositivo de protección y el solenoide de disparo automático. [0008] Un límite decididamente critico de CTs en su uso doble como transductores de corriente y unidades de alimentación para la alimentación de dispositivos de protección está en el hecho de que, para altos valores de las corrientes circulantes en los conductores que han de someterse a una medición, las corrientes generadas en los devanados secundarios y usadas para la alimentación de los dispositivos de protección pueden exceder considerablemente el rango de funcionamiento óptimo de los dispositivos de protección, y en particular de los circuitos electrónicos. Este hecho hace necesario el uso de medios especiales de disipación, las dimensiones globales, el peso y el costo, lo que hace que sean muy lejos de compatibles, sobre todo en los usos de los pequeños disyuntores. [0009] Otro límite de esta categoría de transductores está vinculado al llamado fenómeno de saturación inherente como los materiales ferromagnéticos que forman los núcleos de los devanados. La saturación misma se manifiesta con el decaimiento de la linealidad de la señal generada a altos valores de corrientes circulantes en los conductores que experimentan una medición. [0010] Otras desventajas de soluciones de corriente que comprenden CTs como unidades de alimentación de energía y dispositivos de medición están representadas por: la posibilidad de funcionar solamente en corriente alterna, por lo tanto excluyendo los usos en circuitos atravesados por una corriente continua o una corriente a una frecuencia muy baja, el tamaño considerable de los dispositivos; el calentamiento que se ha provocado, y la rigidez funcional vinculada a las posibilidades de calibración limitadas. [0011] Las soluciones que son alternativas y ya presentes en la técnica conocida usan los sensores de efecto Hall o bobinas tipo Rogowski anteriormente citados. Estos transductores facilitan una precisión marcada y una linealidad de la respuesta, y por lo tanto, en el último análisis permitirán una mayor eficiencia del dispositivo de protección. [0012] También estas últimas soluciones presentan no obstante considerables limitaciones en cuanto a la alimentación del 2 ES 2 365 915 T3 dispositivo de protección electrónico. El primer límite está en el hecho de que la energía asociada a la señal generada por éstas generalmente no es suficiente para asegurar la alimentación del dispositivo de protección y del solenoide de desconexión automática directamente. De ello se deduce que por lo general es necesario el uso de fuentes de alimentación externa para alimentar el dispositivo de protección, en particular, un límite intrínseco de los sensores de efecto Hall se encuentra en el hecho de que dichos sensores han de ser alimentados. [0013] Igualmente en el caso de los disyuntores e interruptores similares que utilizan estos últimos tipos de transductores, en todo caso se han llevado a cabo pruebas, y se han propuesto diferentes soluciones que en algunos casos han demostrado una buena funcionalidad, pero en el uso práctico ninguno de ellos ha dado resultados totalmente satisfactorios, sobre todo desde el punto de vista económico. [0014] El documento de patente estadounidense US 3962661 divulga un dispositivo de alimentación del tipo conocido. [0015] El objetivo principal de la presente invención es proporcionar un dispositivo para alimentar un dispositivo de protección electrónico a usar en un disyuntor de baja tensión que permita superar el inconveniente arriba mencionado, mejorando así la funcionalidad global. Dentro de este objetivo, un fin de la presente invención es proporcionar un dispositivo para alimentar un dispositivo de protección electrónico, que será realizado a partir de un número reducido de componentes de construcción simple, que pueden ser también convenientemente acoplados el uno al otro. [0016] Otro fin de la presente invención es proporcionar un dispositivo de alimentación que permitirá que el dispositivo de protección electrónico y posiblemente otros componentes electrónicos y eléctricos presentes sean alimentados, tal como por ejemplo los dispositivos de desconexión automática (solenoides), u otros accesorios posibles comprendidos en el disyuntor automático. [0017] Otro fin de la presente invención es proporcionar un dispositivo para alimentar un dispositivo de protección electrónico para disyuntores de baja tensión que, en comparación con las soluciones de un tipo conocido, harán posible, de una manera constructiva simple y técnicamente precisa, tomar la energía necesaria directamente de la red eléctrica, en la cual está instalado, para la alimentación de un dispositivo de protección para disyuntores de baja tensión en el disyuntor mismo. [0018] Aún otro fin de la presente invención es proporcionar un dispositivo para alimentar un dispositivo de protección electrónico para un disyuntor de baja tensión que presentará una alta fiabilidad y puede ser fabricado de una manera conveniente y a costes competitivos. [0019] Así la presente invención se refiere a un dispositivo de alimentación (1) para alimentar un dispositivo de protección para ser usado en un disyuntor de baja tensión, según la siguiente reivindicación 1. [0020] Las formas de realización preferidas están definidas en las reivindicaciones dependientes. [0021] Gracias a su concepción innovadora, el dispositivo para alimentar un dispositivo de protección electrónico según la invención permite generar señales que son perfectamente compatibles con los dispositivos de protección por medio de un número relativamente reducido de componentes y sin recurrir a circuitos magnéticos complicados con una geometría compleja o que son complicados desde un punto de vista constructivo. [0022] Para una mejor comprensión de la presente invención, se hace referencia a los dibujos anexos y a la sucesiva descripción, en la que están ilustradas las formas de realización preferidas, pero no limitativas, del dispositivo de alimentación según la presente invención. En los dibujos:... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de alimentación (1) para alimentar un dispositivo de protección usado en un disyuntor de baja tensión que comprende: a) un primer circuito magnético (10) que presenta un desarrollo cerrado concebido para rodear un conductor primario (11) para una fase protegida por dicho dispositivo de protección; b) un devanado secundario (12) que tiene como núcleo un tramo del referido primer circuito magnético (10); Dicho dispositivo de alimentación comprende un segundo circuito magnético (20) estructuralmente separado de dicho primer circuito magnético (10), siendo el referido segundo circuito magnético (20) funcionalmente asociado a dicho primer circuito magnético (10), de manera que, en condiciones de funcionamiento, al menos una parte del flujo magnético principal generado en dicho primer circuito magnético (10) por la corriente circulante en el conductor primario sea absorbida por dicho segundo circuito en una proporción que depende del valor de la corriente misma, caracterizado por el hecho de que dicho segundo circuito magnético (20) está funcionalmente asociado a dicho primer circuito magnético (10), de manera que envuelve dicho devanado secundario (12) sin envolver dicho conductor primario. 2. Dispositivo de alimentación (1) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el referido segundo circuito magnético (20) está funcionalmente unido a dicho primer circuito magnético (10), de manera que absorbe la referida proporción del flujo magnético principal antes de que este atraviese dicho núcleo del devanado secundario (12). 3. Dispositivo de alimentación (1) según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el referido primer circuito magnético (10) y el referido segundo circuito magnético (20) están configurados en forma de bucles y se desarrollan respectivamente a lo largo de un primer plano mediano y un segundo plano mediano sustancialmente paralelo el uno al otro, circulando dicho primer flujo magnético en dicho primer circuito magnético (10) de manera sustancialmente paralela a la parte del flujo magnético absorbido que circula en el referido segundo circuito magnético (20). 4. Dispositivo de alimentación (1) según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dichos primero y segundo circuitos magnéticos (10, 20) están funcionalmente asociados el uno al otro, de modo que dicha parte del flujo absorbido, en el pasaje desde el primer circuito magnético al segundo circuito magnético, tendrá al menos un componente dirigido sustancialmente en perpendicular a dichos primero y segundo planos medianos de desarrollo del primero y segundo circuito magnético (10, 20). 5. Dispositivo de alimentación (1) según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el referido segundo circuito magnético (20) está funcionalmente unido a dicho primer circuito magnético (10) por medio de al menos una primera superficie sustancialmente paralela a dichos primero y segundo planos medianos. 6. Dispositivo de alimentación (1) según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que el referido segundo circuito magnético (20) está funcionalmente unido a dicho primer circuito magnético (10) por medio de una segunda superficie superior del mismo (50), que está en contacto en al menos dos puntos con una tercera superficie inferior (60) de dicho primer circuito magnético (10). 7. Dispositivo de alimentación (1) según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que éste comprende un tercer circuito magnético (30) estructuralmente separado de dicho primer circuito magnético (10) y de dicho segundo circuito magnético (20), estando dicho tercer circuito magnético (30) funcionalmente unido a dicho primer circuito magnético (10) para absorber otra parte del referido flujo magnético principal. 8. El dispositivo de alimentación (1) según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que el referido tercer circuito magnético (30) tiene una configuración que es la misma que aquella de dicho segundo circuito magnético (20), estando dispuestos dichos segundo y tercer circuitos magnéticos (20, 30) opuestos el uno al otro en una posición simétrica respecto a dicho primer circuito magnético (10). 9. Dispositivo de alimentación (1) según una o varias de las reivindicaciones de 1 a 2, caracterizado por el hecho de que el referido segundo circuito magnético (20) se desarrolla según una configuración abierta con un cuerpo hueco central (25) posicionado de manera que rodea al menos parcialmente el referido devanado secundario (12), a partir del cual se desarrollan, en los lados opuestos el uno al otro, una primera aleta (26) y una segunda aleta (27) que 8 ES 2 365 915 T3 están concebidas para ser posicionadas en contacto superficial, bien directamente o indirectamente, con las correspondientes superficies de dicho primer circuito magnético (10). 10. Dispositivo de alimentación (1) según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el referido cuerpo central (25) se compone de dos medias conchas (28, 29) separadas por una abertura (17) dirigida a lo largo de la línea que junta dichas primera y segunda aletas (26, 27), alojando la referida abertura un material aislante. 11. Dispositivo de alimentación (1) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que éste comprende un primer elemento de contención (100) diseñado para recibir el referido devanado secundario (12). 12. Dispositivo de alimentación (1) según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que éste comprende medios para el posicionado mutuo para dicho primer circuito (10), dicho segundo circuito (20) y dicho primer elemento de contención (100), comprendiendo dichos medios de posicionado mutuo una tapa (110) diseñada para circundar rígidamente dicho segundo circuito magnético (20) y dicho primer elemento de contención (100). 13. Dispositivo de alimentación (1) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el mismo comprende además al menos un transductor (40) diseñado para detectar la corriente circulante en el referido conductor primario (11) y localizado en una posición vecina sobre dicho circuito primario (10). 14. Dispositivo de alimentación (1) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que éste comprende un segundo elemento de contención (200) diseñado para alojar al menos los referidos primero y segundo circuitos magnéticos (10, 20) y posiblemente dicho primer elemento de contención (100), dichos medios de posicionado mutuo (110) y dicho transductor, comprendiendo el referido segundo elemento de contención (200) al menos una primera abertura (201) para el pasaje de conexiones eléctricas. 15. Dispositivo de protección para su utilización durante la fabricación de disyuntores, caracterizado por el hecho de que éste comprende un dispositivo de alimentación (1) según una o varias de las reivindicaciones de 1 a 14. 16. Disyuntor de baja tensión y de carcasa moldeada, caracterizado por el hecho de que éste comprende al menos un dispositivo de alimentación (1) según una o varias de las reivindicaciones de 1 a 14. 9 ES 2 365 915 T3 ES 2 365 915 T3 11 ES 2 365 915 T3 12 ES 2 365 915 T3 13 ES 2 365 915 T3 14 ES 2 365 915 T3 ES 2 365 915 T3 16 ES 2 365 915 T3 17 ES 2 365 915 T3 18 ES 2 365 915 T3 19