DISPOSITIVO DE PROTECCIÓN PARA UN DISYUNTOR AUTOMÁTICO Y UN DISYUNTOR AUTOMÁTICO QUE COMPRENDE ESTE DISPOSITIVO.

Un dispositivo de protección (1) para un disyuntor automático de baja tensión que comprende un circuito magnético con entrehierro (T),

comprendiendo dicho circuito: - una primera parte (10) formando una primera superficie (11) de dicho entrehierro (T), definiendo dicha primera parte (10) una sección fija de dicho circuito magnético; - una segunda parte (20) formando una segunda superficie (21) de dicho entrehierro (T) que está colocada frente a dicha primera superficie (11) de dicha primera parte (10), constituyendo dicha segunda parte una sección en movimiento de dicho circuito magnético; caracterizado por - una parte flexible (30) que conecta dicha primera parte (10) a dicha segunda parte (20) con una continuidad física, formando una sección intermedia del circuito magnético interpuesto entre dicha sección fija y dicha sección en movimiento, permitiendo dicha parte flexible (30) un movimiento relativo de dicha segunda superficie (21) respecto a dicha primera superficie (11); dicho dispositivo de protección (1) comprende también un elemento de accionamiento (50) asociado a dicha segunda parte (20) de dicho circuito magnético

Dispositivo de protección para un disyuntor automático y un disyuntor automático que comprende este dispositivo.

La presente invención se refiere a un dispositivo de protección magnético, en particular para un disyuntor automático o un interruptor de desconexión, preferiblemente para el uso en sistemas de baja tensión. La invención también se refiere a un disyuntor automático que comprende este dispositivo.

Los disyuntores automáticos, llamados de ahora en adelante simplemente disyuntores, son dispositivos capaces de proteger una red eléctrica de posibles fallos (tales como sobrecargas y cortocircuitos) mediante la apertura automática del circuito.

Los disyuntores automáticos comprenden una caja externa, al menos un par de contactos principales, alternativamente acoplables/desacoplables entre sí, un dispositivo accionador para que dichos contactos principales se abran y se cierren, un dispositivo de protección y uno o más dispositivos de accionamiento automático. Los dispositivos de protección, llamados de ahora en adelante relés, son normalmente de tipo térmico, magnético, termomagnético o electrónico. El objeto principal de los relés, que también están disponibles en combinaciones variadas de los tipos mencionados, es causar la activación del dispositivo de accionamiento automático del disyuntor cuando se dan eventos indeseables.

El dispositivo de accionamiento automático forma normalmente parte del disyuntor. Para provocar la operación del dispositivo de accionamiento, los relés generan una señal, normalmente de tipo mecánica, que se transmite al dispositivo de accionamiento. Esta señal es normalmente generada y transmitida por palancas o solenoides que, por ejemplo, provocan la rotación del eje de accionamiento del disyuntor, que causa la liberación de la energía potencial contenida en dispositivos de transmisión específicos (es decir, resortes) Esta energía es adecuadamente conducida, mediante cadenas cinemáticas, a los contactos principales del disyuntor que al final de la operación de accionamiento deben ser recíprocamente separados, en posición abierta o accionada.

En particular, los relés magnéticos son frecuentemente usados para producir una protección instantánea. Estos relés se basan en el principio de inducción electromagnética y hacen uso de diversas maneras de los fenómenos físicos conectando la corriente que circula en un conductor al campo magnético que se establece en el área circundante.

Los relés magnéticos están en transductores de práctica que, en condiciones predeterminadas, convierten una corriente (es decir, la corriente que circula en unas de las fases del disyuntor) en una señal útil al disyuntor de accionamiento.

Los relés magnéticos están normalmente constituidos por un circuito de inducción eléctrica suministrada por una corriente significante de la corriente para ser detectada (es decir, un enrollamiento de rama, o simplemente una longitud del electrodo principal en el que una de las corrientes de fase circula), y por un circuito magnético que a su vez comprende una armadura, y un cortocircuito magnético en movimiento capaz de tomar al menos dos posiciones, activado y desactivado respectivamente.

En presencia de una corriente de nivel predeterminado en unas de las fases del disyuntor (es decir, una corriente de cortocircuito), el campo magnético establecido en el circuito magnético del relé genera fuerzas en el cortocircuito magnético en movimiento, capaz de atraerla hacia una posición activada, que está normalmente en contacto con la armadura. En última instancia, los relés magnéticos se aprovechan del cortocircuito magnético en movimiento durante la conmutación entre las posiciones activadas y desactivadas, para que la unidad de accionamiento se opere. Durante el cortocircuito magnético en movimiento, una palanca integral intercepta una leva enchavetada sobre el eje de accionamiento y causa que gire para accionar el disyuntor.

Un relé magnético de este primer tipo, de concepción reciente, es descrito por ejemplo en la US6842096 (figura 1). La figura 1 muestra, por ejemplo, la bisagra de pivote del cortocircuito magnético en movimiento y el muelle de retorno. Relés magnéticos conceptualmente similares pueden también comprender elementos adicionales, tales como dispositivo de ajuste, tornillos, palancas de retroceso; o elementos alternativos tales como guías de deslizamiento del cortocircuito magnético en movimiento.

Las soluciones de la técnica anterior son relativamente eficaces, pero están sujetas a una serie de inconvenientes. La elección de los materiales usados en tipos convencionales de relés magnéticos generalmente no causan estados particularmente críticos. Para asegurar la operación genérica del relé, de hecho es suficiente con usar materiales que respectivamente tienen características medias magnéticas (circuito magnético) o elásticas (muelle de retorno), generalmente encontrados en productos comerciales de gama media. En cambio, el aspecto más critico es la estabilidad del comportamiento cinemático de los componentes en movimiento durante toda la vida útil requerida del disyuntor.

Así, el primer inconveniente consiste en el defecto de estabilidad de las juntas en movimiento que permiten el movimiento recíproco del cortocircuito magnético con respecto a la armadura, es decir las bisagras. De hecho es sabido que ambos fallos constructivos o de ensamblaje y el efecto de calor, el depósito de detrito y desgaste puede causar fenómenos progresivos de disminución de limitaciones, el ataque de juntas en movimiento o incluso bloqueo total en los relés magnéticos de la técnica precedente.

Es también evidente que la eficiencia general de un disyuntor está cercanamente vinculada a la eficiencia de los relés. A medida que disminuyen las limitaciones, el ataque de juntas en movimiento o el bloqueo de un relé tiende a traducirse en una operación prematura, una operación retardada o incluso que no se de la operación de la unidad de accionamiento en el caso de un cortocircuito, estos fallos potenciales pueden ser extremadamente peligrosos.

Otro inconveniente de las soluciones de las técnicas anteriores consiste en el alto número de partes requeridas y en el riesgo correspondiente de ensamblaje erróneo o interacción imperfecta recíproca.

La práctica ha mostrado que la configuración compleja de dispositivos de protección de la técnica anterior los hace significativamente pesados con respecto a las dimensiones del disyuntor en el que son instalados. Este aspecto complica considerablemente el diseño y el ensamblaje de los disyuntores automáticos, con un aumento evidente en costes de producción finales. El documento US 2004/0227602 divulga un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1.

Basándose en estas consideraciones el objetivo principal de la presente invención es proporcionar un dispositivo de protección para un disyuntor automático que permita que los inconvenientes mencionados sean superados.

Dentro de este objetivo, un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de protección de tipo magnético cuyos componentes tengan un comportamiento cinemático estable y fiable.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de protección de tipo magnético con tiempos relativamente cortos de accionamiento como resultado de una alta eficiencia operativa.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de protección con una configuración estructural extremadamente compacta, o hecho con un número limitado de partes, de configuración sencilla y ensamblaje sencillo.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de protección que sea fiable y fácil para producir a costes competitivos.

Este objetivo, y dichos objetos y otros objetos relativos que se harán más patentes abajo, se consiguen gracias a un dispositivo de protección para un disyuntor automático según la reivindicación 1.

El dispositivo de protección según la invención tiene una configuración extremadamente compacta, es decir definido por un número extremadamente limitado de componentes distinguido un comportamiento cinemático estable y fiable. En particular, esta ventaja se consigue como resultado de la continuidad física entre las partes que definen respectivamente la armadura y el cortocircuito magnético en movimiento del dispositivo de protección, o el circuito magnético... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo de protección (1) para un disyuntor automático de baja tensión que comprende un circuito magnético con entrehierro (T), comprendiendo dicho circuito:

- una primera parte (10) formando una primera superficie (11) de dicho entrehierro (T), definiendo dicha primera parte (10) una sección fija de dicho circuito magnético;

- una segunda parte (20) formando una segunda superficie (21) de dicho entrehierro (T) que está colocada frente a dicha primera superficie (11) de dicha primera parte (10), constituyendo dicha segunda parte una sección en movimiento de dicho circuito magnético; caracterizado por

- una parte flexible (30) que conecta dicha primera parte (10) a dicha segunda parte (20) con una continuidad física, formando una sección intermedia del circuito magnético interpuesto entre dicha sección fija y dicha sección en movimiento, permitiendo dicha parte flexible (30) un movimiento relativo de dicha segunda superficie (21) respecto a dicha primera superficie (11);

dicho dispositivo de protección (1) comprende también un elemento de accionamiento (50) asociado a dicha segunda parte (20) de dicho circuito magnético.

2. Dispositivo de protección (1) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha primera (10), dicha segunda (20) parte y dicha parte flexible (30) se producen en una sola pieza.

3. Dispositivo de protección (1) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que dicha primera parte (10) comprende una base plana (13) que define una primera superficie de apoyo (13A) para dicho circuito magnético), extendiéndose dicha parte flexible (30) desde un primer lado (16) de dicha base plana (13) hacia una primera parte final (28) de dicha segunda parte (20), estando una superficie inferior (26) de dicha segunda parte (20) colocada frente a dicha base plana (13) de dicha primera parte (10), formando dicha superficie inferior (26) dicha segunda superficie (21) de dicho entrehierro (T) en proximidad a una segunda parte final (29) de dicha segunda parte (20) colocada de manera opuesta a dicha primera parte final (28).

4. Dispositivo de protección (1) según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que dicha primera parte (10) comprende un hombro (15) que se extiende desde dicha base plana (13) en un segundo lado (17) colocado de manera opuesta a dicho primer lado (16), comprendiendo dicho hombro (15) una parte final (15A) que forma dicha primera superficie (11) de dicho entrehierro (T).

5. Dispositivo de protección (1) según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que dicha parte flexible (30) está constituida por una conexión sustancialmente curvada en forma de U que conecta dicha primera parte terminal (29) de dicha segunda parte (20) a dicho primer lado (16) de dicha base plana (13).

6. Dispositivo de protección (1) según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que dicha parte flexible (30) comprende una primera (31) y una segunda (32) abrazadera flexible, cada una de dichas abrazaderas flexibles (31, 32) se extienden separadamente de dicho primer lado (16) de dicha base (13) a dicha primera parte final (13) de dicha segunda parte (20).

7. Dispositivo de protección (1) como reivindicado en una o más de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que dicha primera parte (10) comprende una primer (41) y un segundo (42) lado que se extienden a partir de dicha base plana (13) en lados opuestos, estando dicha primera superficie (11) de dicho entrehierro (T) constituida por una primera (41A) y por una segunda (42A) superficie final respectivamente de dicho primer (41) y dicho segundo (42) lado, estando dicha parte flexible (30) formada para permitir que dicha superficie inferior (26) de dicha segunda parte (20) esté dispuesta frente a dicha primera (41A) y dicha segunda (42A) superficie final para formar dicha segunda superficie (21) de dicho entrehierro (T), dicha primera (41A) y dicha segunda (42A) superficie final de dichos lados (41, 42) extendiéndose en un plano inclinado con respecto a la dicha base plana (13) de dicha primera parte (10).

8. Dispositivo de protección (1) según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que dicha parte flexible (30) comprende una primer (46) y un segundo (47) codo flexible que se extienden en lados opuestos de dicho primer lado (16) de dicha base plana (13).

9. Dispositivo de protección (1) como reivindicado en una o más de las reivindicaciones de la 1 a la 8, caracterizado por el hecho de que dicho elemento de accionamiento (50) se produce en una pieza con dicha segunda parte (20) de dicha armadura hecha de material ferromagnético.

10. Dispositivo de protección (1) según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que dicho elemento de accionamiento (50) se extiende en un lado de dicho segunda parte (20), teniendo dicho elemento de accionamiento (50) una configuración trapezoidal que comprende una parte curvada final (55).

11. Dispositivo de protección (1) según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que dicho elemento de accionamiento (50) se extiende desde una superficie superior (26A) de dicha segunda parte (20) sustancialmente opuesta (28) a dicha superficie inferior, dicho elemento de accionamiento (50) con una configuración sustancialmente con forma de gancho definida por una primera parte de conexión (51) y por una segunda parte de enganche (52) que se extiende en una posición aumentada con respecto a la dicha superficie superior (26A).

12. Dispositivo de protección (1) como reivindicado en una o más de las reivindicaciones de la 1 a la 8, caracterizado por el hecho de que dicho elemento de accionamiento (50) está fijado a dicha segunda parte (20) a través de medios de conexión (66).

13. Dispositivo de protección (1) según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que dicha segunda parte (20) comprende una serie de aberturas (62) adecuadas para cooperar con dichos primeros medios de conexión (66) para conectar dicho elemento de accionamiento (50) a dicha segunda parte (20), estando dichas aberturas (62) producidas según una primera dirección preestablecida (71) para permitir una primera orientación correspondiente de dicho elemento de accionamiento (50) respecto a dicha segunda parte (20).

14. Dispositivo de protección (1) según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que dichas aberturas (62) se producen en al menos una dirección preestablecida (72) para permitir una segunda orientación correspondiente de dicho elemento de accionamiento (50) respecto a dicha parte (20).

15. Disyuntor de baja tensión multipolar o unipolar para sistemas de baja tensión, que comprende:

- una caja externa;

- al menos un par de contactos principales acoplables/desacoplable entre sí;

- un dispositivo de accionamiento para abrir y cerrar cada uno de dichos pares de contactos principales;

- un dispositivo de accionamiento automático (90) operativamente conectado a dicho dispositivo de accionamiento para la apertura automática de al menos un par de dichos contactos principales

- un dispositivo de protección (1) para el accionamiento de dicho dispositivo de accionamiento (90),

caracterizado por el hecho de que dicho dispositivo de protección (1) está definido según lo reivindicado en una o más de las reivindicaciones de la 1 a la 14, estando dicha armadura de dicho dispositivo de protección (1) conectada a una parte fija (8) de dicho disyuntor para circundar uno o más conductores (2) a través de los cuales pasa una corriente de fase, permitiendo dicha parte flexible (30) de dicha armadura el movimiento de dicha segunda parte (20) respecto al dicho primera parte (10) siguiendo una variación en la intensidad de dicha corriente de fase, contactando dicho elemento de accionamiento (50) de dicho dispositivo de protección (1) con dicho dispositivo de accionamiento (90) siguiendo el movimiento de dicha segunda parte (20) de dicha armadura.