Cortocircuitador pirotécnico de contactos eléctricos de apriete automático y conjunto de protección contra arcos internos que comprende dicho cortocircuitador.

Cortocircuitador (1) eléctrico entre al menos dos bornes eléctricos,

cortocircuitador que comprende unaenvolvente (100) aislante en la que están situados:

- un accionador (200) pirotécnico destinado a desplazar una aguja (201) móvil para el cierre de un conjunto(300) de contactos eléctricos de apriete automático, dicha aguja (201) móvil está destinada a desplazarsesegún un eje (Y) longitudinal entre una primera posición armada y una segunda posición de disparo,

- un conjunto (300) de contactos eléctricos de apriete automático que comprende:

- un órgano (301) conductor móvil destinado a unirse a al menos un primer borne eléctrico y que se extiendesegún un eje (Y) longitudinal,

- una envolvente (302) hueca que está destinada a unirse a un segundo borne eléctrico,

- dicho órgano y dicha envolvente están destinados a volver a entrar en contacto eléctrico en sudesplazamiento el uno con respecto al otro debido a la acción de la aguja (201) móvil,

caracterizado porque:

- el órgano (301) conductor móvil comprende una primera zona de contacto eléctrico unida al perímetro externode dicho órgano mediante al menos un resalte (314),

- la envolvente (302) hueca comprende unos primeros medios (323) de conexión eléctrica deformablesdestinados a ponerse en contacto con dicho al menos un resalte (314) para desplazarse debido a la acción deuna fuerza (Fp) de empuje y deformarse contra un tope de desplazamiento (322),

- desarrollando dichos primeros medios (323) de conexión eléctrica deformados una fuerza (Fs) de aprieteque tiene un componente principal dirigido según una dirección (Z) radial perpendicular al eje (Y)longitudinal, asegurando la fuerza (Fs) de apriete una conexión electromecánica entre la primera zona decontacto eléctrico del órgano (301) conductor móvil y los primeros medios (323) de conexión eléctricadeformables.

Cortocircuitador pirotécnico de contactos eléctricos de apriete automático y conjunto de protección contra arcos internos que comprende dicho cortocircuitador

Campo técnico de la invención La presente invención se refiere a un cortocircuitador eléctrico entre al menos dos bornes eléctricos. El cortocircuitador comprende una envolvente aislante en la que se sitúan un accionador pirotécnico destinado a desplazar una aguja móvil para el cierre de un conjunto de contactos eléctricos de apriete automático. Dicha aguja móvil está destinada a desplazarse según un eje longitudinal entre una primera posición armada y una segunda posición de disparo. El cortocircuitador comprende un conjunto de contactos eléctricos de apriete automático que comprenden un órgano conductor móvil destinado a estar unido a al menos un primer borne eléctrico y que se extiende según un eje longitudinal y una envolvente hueca destinada a estar unida a un segundo borne eléctrico. Dicho órgano y dicha envolvente están destinados a ponerse en contacto eléctrico desplazándose uno con relación al otro bajo la acción de la aguja móvil.

La invención se refiere también a un conjunto de protección contra los arcos internos destinado a conectar un juego 15 de barras eléctricas a tierra que comprende al menos un cortocircuitador según la invención.

Estado de la técnica anterior

Es conocido utilizar unos accionadores pirotécnicos para poner en cortocircuito unos contactos eléctricos. Las soluciones que utilizan unos accionadores pirotécnicos presentan la ventaja de obtener unos tiempos de cierre de los contactos eléctricos muy cortos.

Numerosas patentes tales como los documentos US4852494, US6952332, US 2003/231439 A1, describen unas soluciones en las que los gases generados por un iniciador pirotécnico propulsan una aguja o un pistón móvil según una dirección de desplazamiento. Este desplazamiento provoca directa o indirectamente el cierre de contactos eléctricos. Otras aplicaciones, tales como la descrita en el documento W09921254, utilizan un accionador pirotécnico para desplazar un medio de conexión y cortocircuitar varios conductores, particularmente a tierra.

En el marco de un cortocircuitador del arco interno, las prestaciones buscadas son muy elevadas. Los tiempos de realización del cortocircuito de las fases a tierra deben ser muy cortos y debe mantenerse la posición cerrada de los contactos durante un tiempo lo suficientemente largo como para que un disyuntor aguas arriba detecte la falta de cortocircuito y corte la alimentación. Las corrientes eléctricas de cortocircuito son del orden de 50 kA o más elevadas. Además, el cortocircuitador de arco interno debe tener también una estabilidad dieléctrica considerable que soporte particularmente las descargas de rayos.

Los contactos eléctricos obtenidos como consecuencia de las perforaciones de conductores en los que se utilizan unos contactos penetrantes del tipo “tulipa” o unos contactos de lámina flexible no responden siempre al pliego de condiciones. En efecto, teniendo en cuenta las fuertes intensidades de las corrientes eléctricas; los importantes esfuerzos de repulsiones presentes en el momento del cierre de los contactos, pueden volver a abrir los contactos eléctricos. Además, las resistencias eléctricas no son siempre suficientes.

Las soluciones que utilizan la realización de un contacto por perforación de los conductores no soportan generalmente unas velocidades de desplazamiento demasiado importantes del punzón. En efecto en el momento del impacto del punzón sobre el conductor, la materia perforada tiende a fluir. El reflujo de la materia en el punto de impacto es la responsable de un deterioro del contacto eléctrico.

Exposición de la invención La invención viene, por lo tanto, a paliar los inconvenientes del estado de la técnica, de manera que propone un cortocircuitador eléctrico pirotécnico de alta capacidad dieléctrica y que permite la circulación de corrientes de elevada intensidad.

El órgano conductor móvil de cortocircuito según la invención comprende una primera zona de contacto eléctrico 45 unida a un perímetro externo de dicho órgano por al menos un resalte. La envolvente hueca comprende unos primeros medios de conexión eléctrica deformables destinados a estar en contacto con dicho al menos un resalte para desplazarse bajo la acción de un esfuerzo de empuje y deformarse contra un tope del desplazamiento. Dichos primeros medios de conexión eléctrica deformados desarrollan una fuerza de apriete que tiene una componente principal dirigida según una dirección radial perpendicular al eje longitudinal. La fuerza de apriete asegura una 50 conexión electromecánica entre la primera zona de contacto eléctrica del órgano conductor móvil y los primeros medios de conexión eléctrica deformables.

Según un modo de desarrollo de la invención, los primeros medios de conexión eléctrica deformables tienen una forma anular. Dicha forma anular tiene un perímetro interno de sección sustancialmente idéntica a la del perímetro externo de la primera toma de contacto eléctrico del órgano conductor móvil y un perímetro externo de sección sustancialmente idéntica a la del perímetro interno de la envolvente hueca.

De preferencia, dicho órgano conductor móvil comprende una sección cilíndrica, a la altura de la primera zona de contacto eléctrico, sección que tiene un radio externo igual al radio interno de dicha forma anular de los primeros medios de conexión eléctrica deformables.

Según un modo particular de realización, los primeros medios de conexión eléctrica deformables comprenden al menos una arandela metálica que comprende, según la dirección radial, una superficie desarrollada superior a la superficie proyectada según esta dirección.

De preferencia, dicha al menos una arandela metálica tiene una forma cónica.

Ventajosamente, los primeros medios de conexión eléctrica deformables comprenden al menos dos arandelas metálicas cónicas apiladas.

Ventajosamente, dichas al menos dos arandelas metálicas cónicas se apilan en posición mutuamente invertida.

Ventajosamente, las arandelas metálicas se unen mecánicamente de dos en dos para formar solamente un elemento conductor.

De preferencia, la envolvente hueca comprende unos medios de compresión intermedios, estando destinados dichos medios de compresión a desplazarse con el contacto del resalte y transmitir uniformemente el esfuerzo de empuje a los primeros medios de conexión eléctrica deformables.

Según un modo de desarrollo de la invención, el órgano móvil conductor está unido a la aguja móvil mediante un enlace mecánico para formar un conjunto funcional móvil, estando la aguja y dicho órgano al mismo potencial eléctrico.

Según otro medio de desarrollo de la invención, el cortocircuitador comprende al menos unos segundos medios de conexión eléctrica deformables unidos eléctricamente a al menos un segundo borne eléctrico y están destinados a entrar en contacto eléctrico con una segunda zona de contacto eléctrico del conjunto funcional móvil que se desplaza.

Según un modo particular de la invención, los medios de conexión eléctrica deformables y el órgano móvil conductor se colocan en una ampolla de vacío, realizándose el aislamiento eléctrico mediante el vacío.

Según un modo particular de la invención, el cortocircuitador comprende un dieléctrico semilíquido destinado a aislar los medios de conexión eléctrica deformables del órgano móvil conductor.

Ventajosamente, el dieléctrico semilíquido comprende un gel de silicona.

Ventajosamente, el dieléctrico semilíquido está contenido en una caja de contención.

De preferencia, la primera zona de contacto eléctrico se coloca a la altura de un primer extremo del órgano conductor móvil, comprendiendo dicho primer extremo una zona de penetración puntiaguda y hueca.

Ventajosamente, la primera zona de contacto eléctrico del primer extremo es rugosa y/o moleteada y/o estriada.

De preferencia, el accionador pirotécnico comprende un cuerpo de un cilindro conductor que tiene unos medios destinados a unirse eléctricamente al primer borne eléctrico, unos medios de conexión eléctrica que mantienen un contacto eléctrico permanente entre el cuerpo del cilindro conductor y el conjunto funcional móvil.

Ventajosamente, los medios de conexión eléctrica comprenden un contacto anular multipunto colocado entre el volumen interno del cuerpo del cilindro conductor y el conjunto funcional móvil.

Ventajosamente, la aguja móvil comprende un primer tope axial destinado a ponerse en contacto... [Seguir leyendo]

1. Cortocircuitador (1) eléctrico entre al menos dos bornes eléctricos, cortocircuitador que comprende una envolvente (100) aislante en la que están situados:

-un accionador (200) pirotécnico destinado a desplazar una aguja (201) móvil para el cierre de un conjunto

(300) de contactos eléctricos de apriete automático, dicha aguja (201) móvil está destinada a desplazarse según un eje (Y) longitudinal entre una primera posición armada y una segunda posición de disparo, -un conjunto (300) de contactos eléctricos de apriete automático que comprende: -un órgano (301) conductor móvil destinado a unirse a al menos un primer borne eléctrico y que se extiende según un eje (Y) longitudinal,

-una envolvente (302) hueca que está destinada a unirse a un segundo borne eléctrico, -dicho órgano y dicha envolvente están destinados a volver a entrar en contacto eléctrico en su desplazamiento el uno con respecto al otro debido a la acción de la aguja (201) móvil,

caracterizado porque:

-el órgano (301) conductor móvil comprende una primera zona de contacto eléctrico unida al perímetro externo

de dicho órgano mediante al menos un resalte (314) , -la envolvente (302) hueca comprende unos primeros medios (323) de conexión eléctrica deformables destinados a ponerse en contacto con dicho al menos un resalte (314) para desplazarse debido a la acción de una fuerza (Fp) de empuje y deformarse contra un tope de desplazamiento (322) ,

-desarrollando dichos primeros medios (323) de conexión eléctrica deformados una fuerza (Fs) de apriete

que tiene un componente principal dirigido según una dirección (Z) radial perpendicular al eje (Y) longitudinal, asegurando la fuerza (Fs) de apriete una conexión electromecánica entre la primera zona de contacto eléctrico del órgano (301) conductor móvil y los primeros medios (323) de conexión eléctrica deformables.

2. Cortocircuitador eléctrico según la reivindicación 1, caracterizado porque los primeros medios (323) de conexión 25 eléctrica deformables tienen una forma anular,

- teniendo dicha forma anular un perímetro interno de sección sustancialmente idéntica a la del perímetro externo de la primera zona de contacto eléctrico del órgano (301) conductor móvil, -teniendo dicha forma anular un perímetro externo de sección sustancialmente idéntica a la del perímetro interno de la envolvente (302) hueca.

3. Cortocircuitador eléctrico según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho órgano (301) conductor móvil comprende una sección cilíndrica al nivel de la primera zona de contacto eléctrico, sección que tiene un radio externo igual al radio interno de dicha forma anular de los primeros medios (323) de conexión eléctrica deformables.

4. Cortocircuitador eléctrico según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque los primeros medios (323) de conexión eléctrica deformables comprenden al menos una arandela (324) metálica que comprende, según la 35 dirección (Z) radial, una superficie de desarrollo superior a la superficie proyectada sobre dicha dirección.

5. Cortocircuitador eléctrico según la reivindicación 4, caracterizado porque dicha al menos una arandela (324) metálica tiene una forma cónica.

6. Cortocircuitador eléctrico según la reivindicación 5, caracterizado porque los primeros medios (323) de conexión eléctrica deformables comprenden al menos dos arandelas (324) metálicas cónicas apiladas.

7. Cortocircuitador eléctrico según la reivindicación 6, caracterizado porque dichas al menos dos arandelas (324) metálicas cónicas están apiladas en posición mutuamente invertida.

8. Cortocircuitador eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el órgano (301) móvil conductor está unido a la aguja (201) móvil mediante un enlace mecánico para formar un conjunto (201-301) funcional móvil, estando la aguja y dicho órgano al mismo potencial eléctrico.

9. Cortocircuitador eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios (323, 400) de conexión eléctrica deformables del órgano (301) móvil conductor son colocados en una ampolla de vacío, en posición abierta, estando realizado el aislamiento eléctrico mediante el vacío.

10. Cortocircuitador eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 9, caracterizado porque comprende un dieléctrico (4) semilíquido destinado a aislar los medios (323, 400) de conexión eléctrica deformables 50 del órgano (301) móvil conductor.

11. Cortocircuitador eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la primera zona de contacto eléctrico se coloca a la altura de un primer extremo (312) del órgano (301) conductor móvil, comprendiendo dicho primer extremo (312) una zona de penetración puntiaguda y hueca.

12. Cortocircuitador eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el accionador (200) pirotécnico comprende un cuerpo (202) de cilindro conductor que tiene unos medios destinados a estar unidos eléctricamente al primer borne eléctrico, unos medios (207) de conexión eléctrica que mantienen un contacto eléctrico permanente entre el cuerpo (202) del cilindro conductor y el conjunto (201-301) funcional móvil.

13. Cortocircuitador eléctrico según la reivindicación 12, caracterizado porque los medios (207) de conexión eléctrica comprenden un contacto anular multipunto colocado entre el volumen interno del cuerpo (202) del cilindro conductor y el conjunto (201-301) funcional móvil.

14. Cortocircuitador eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el

accionador (200) pirotécnico comprende una envolvente (203) de estanqueidad colocada en el interior del cuerpo 10 (202) del cilindro y que envuelve la aguja (201) móvil.

15. Conjunto de protección contra los arcos internos destinado a conectar un juego de barras U, V, W eléctricas a tierra y que comprende al menos un cortocircuitador (1) según las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende un sensor de detección del arco interno unido a una central (2) de decisión, unida dicha central

(2) de decisión a uno o varios cortocircuitadores (1) , estando destinada a autorizar el accionamiento de los 15 accionadores pirotécnicos.