Recinto de aparato conmutador resistente a los arcos eléctricos.

Una caja resistente a los arcos eléctricos para un sistema de conmutación (10),

dentro de la cual existenelementos de conmutación tales como un conmutador (11), un dispositivo de desconexión y/o una pluralidad decontactos del sistema de conmutación, que comprende una carcasa o cerramiento circundante con una pluralidad departes (19) de placa conductoras de la electricidad y una capa protectora (20) para proteger la caja resistente a losarcos eléctricos de arcos eléctricos (6) que se producen dentro de la caja, caracterizada por que al menos una de lapluralidad de partes (19) de placa forma una pantalla o protección hacia una región que se ha proteger, situada en ellado o cara exterior de la caja, y la capa protectora (20) tiene también propiedades aislantes de la electricidad y lacapa protectora (20) se aplica únicamente a la al menos una parte (19) de placa.

Recinto de aparato conmutador resistente a los arcos eléctricos La presente invención se refiere a una caja resistente a los arcos eléctricos para un sistema de conmutación, dentro de la cual hay elementos de conmutación tales como un conmutador, un dispositivo de desconexión y una pluralidad de contactos para el sistema de conmutación, de tal manera que la caja resistente a los arcos eléctricos comprende una carcasa circundante que tiene una pluralidad de partes de placa conductora de la electricidad así como una capa protectora destinada a proteger la caja resistente a los arcos eléctricos de los arcos eléctricos que se producen dentro de la caja. Los arcos eléctricos de este tipo (también conocidos como chispas o descargas disruptivas) pueden producirse como resultado de un fallo en el sistema de conmutación, tal como un cortocircuito. Las chispas pueden desarrollarse entre partes que llevan tensión y que están a diferentes potenciales o desde un conductor o contacto portador de tensión y perteneciente al sistema de conmutación, hacia la caja conductora, que se encuentra normalmente al potencial de tierra. Estas chispas desarrollan una enorme cantidad de energía, habida cuenta de la combinación de tensiones elevadas y altas corrientes que se producen, y, sin medidas protectoras, la caja del sistema de conmutación puede resultar seriamente dañada, posiblemente con graves consecuencias para la zona que rodea la caja y, en particular, para la gente situada en sus proximidades.

La Patente suiza N° CH 649.872 A5 divulga una capa protectora para partes que llevan corriente o tensión y pertenecientes a instalaciones eléctricas. La capa protectora comprende un material que comprende resina sintética, agente endurecedor y rellenos, de tal modo que la resina sintética es una resina sintética endotérmica, altamente reactiva, de baja viscosidad y de endurecimiento en frío, y los rellenos contienen agua ligada. Si un arco eléctrico o chispa de cortocircuito entra en contacto con la capa, la capa absorberá el calor que se ha generado como resultado de la descomposición del material y, con ello, protegerá la instalación eléctrica. Se debe aplicar al lado interior de la caja una capa de este tipo, la cual debe ser completamente continua: incluso una diminuta abertura puede ser un posible punto de atracción para la formación de un arco eléctrico. Por otra parte, la aplicación de una capa de este tipo en un sistema de conmutación resulta cara.

La Patente suiza N° CH 598705 A5 divulga un panel estratificado en estructura de emparedado, que comprende dos capas de material conductor y una capa retardadora del fuego entre ellas, que se utiliza para proteger las instalaciones eléctricas de conmutación de las consecuencias de los arcos eléctricos. Si se forma un arco eléctrico en la instalación y hace contacto con el panel estratificado en estructura de emparedado, se formará por quemado un orificio en la capa conductora. Puesto que hay una capa aislante por debajo de esta capa conductora, el arco eléctrico es, por decirlo así, empujado en alejamiento a lo largo de la placa conductora, con el resultado de que siempre es una nueva sección de la capa retardadora la que se expone a la descarga del arco eléctrico. En este caso, también, la capa protectora ha de cubrir la totalidad del lado interior de la caja. Por otra parte, una capa estratificada en estructura de emparedado de este tipo resulta cara de fabricar y tratar.

La Publicación DE-U-72 32 011 divulga una placa de protección contra el fuego que protege de las consecuencias de un arco eléctrico dentro de un recinto, mediante la atracción del arco eléctrico a la placa de protección contra el fuego conductora. La composición de la placa de protección es tal, que el material se expande y libera un contenido de agua para extinguir el arco eléctrico.

La Publicación DE-U-89 01 423 describe características de placas situadas dentro de un recinto, que están orientadas a la protección contra los efectos de un fuego dentro del recinto, tales como el calentamiento de la superficie exterior del recinto.

Es un propósito de la presente invención proporcionar una caja resistente a los arcos eléctricos que sea capaz de soportar la ocurrencia de arcos eléctricos causados por fallos en un sistema de conmutación, y que proteja la zona que rodea la caja de situaciones peligrosas.

La invención se define por las características de la reivindicación independiente 1. Realizaciones adicionales se definen en las reivindicaciones dependientes.

Si se aplica una capa protectora únicamente a una parte de placa que apantalla o protege una región que se ha de proteger y que se extiende por fuera de la caja, no se evita que se forme un arco eléctrico dentro de la caja, pero se garantiza que la región que está siendo protegida no se ve expuesta a ninguna situación peligrosa que se pueda producir en el caso de que la caja sea perforada por quemado, por ejemplo, por una descarga de gases muy calientes o una explosión.

Se ha encontrado que un arco eléctrico que se ha formado como resultado de un fallo en un sistema de conmutación genera cantidades muy grandes de energía durante un tiempo muy corto. Un arco eléctrico no durará, por lo general, más que aproximadamente un segundo, después del cual unos medios externos garantizan que el arco es extinguido (por ejemplo, utilizando conmutadores externos) . La presión dentro de la caja aumenta exponencialmente, en un principio, en los primeros 0, 1 segundos a 0, 15 segundos (se han medido valores de 2, 5 atm) . Los medios de protección contra deflagraciones o exhaustaciones que se utilizan generalmente en cajas para sistemas de conmutación disipan la presión a través de una ruta o camino seguro, con el resultado de que, en el periodo que queda, el arco eléctrico que está presente únicamente causará un exceso de presión de aproximadamente 35 mbar. Sin embargo, habida cuenta de la temperatura muy elevada (de hasta 3.000°C) , este exceso de presión aún puede conducir a graves consecuencias si la caja falla (por ejemplo, como resultado de que se haya perforado por quemado un orificio en partes de la placa conductora) .

En una primera realización, la capa protectora se coloca adosada en el lado exterior de la caja. Si se forma un orificio en una parte de la placa que apantalla una región que se ha de proteger por el lado exterior de la caja, como resultado de la acción de un arco eléctrico, se necesitará, en general, un cierto tiempo para que se forme este orificio, y este tiempo es, por lo común (dependiendo de la elección y del espesor del material de la caja) , suficiente para reducir la presión dentro de la caja hasta un ligero exceso de presión. La capa protectora retendrá entonces los gases calientes que buscan fluir al exterior de la caja como resultado de la (ligera) presión en exceso, hasta una magnitud suficiente para proteger la zona. La capa protectora ha de ser aislante de la electricidad con el fin de evitar que el arco eléctrico perfore por quemado un orificio en ella. Por otra parte, la capa protectora está hecha, preferiblemente, de un material resistente al calor, por ejemplo, un material termoestable. Un ejemplo que se utiliza es una capa protectora hecha de vidrio de poliéster, con un espesor de 3 mm, la cual ofrece una protección suficiente a lo largo de toda la existencia de un arco eléctrico (un segundo) . Si se toman medidas suficientes para evitar el ablandamiento bajo la acción de la humedad, es incluso posible utilizar una hoja dura de cartón como capa protectora.

En una realización adicional de la presente invención, la capa protectora se aplica al lado interior de la caja. Si la capa protectora se apoya directamente contra la al menos una parte de la placa que está apantallando la zona situada fuera de la caja que se ha de proteger, se impedirá que un arco eléctrico entre en contacto con la parte de la placa en cuestión: este buscará otro conductor o una parte más conductora de la caja (al potencial de tierra) al objeto de encontrar un camino conductor. En este caso, aunque puede perforarse por quemado un orificio en otra parte de placa de la caja, este será dirigido hacia una región en la que, en principio, causa un riesgo mucho menor, o incluso ningún riesgo en absoluto. El material utilizado para la capa protectora puede ser el mismo que el de la realización anteriormente descrita.

En aún otra realización, la capa protectora se ha diseñado como una placa que está colocada a una cierta distancia de la al menos una parte de placa. Por el lado exterior, esta sigue ofreciendo la suficiente protección contra la descarga de gases calientes después de que la al menos una parte de la placa haya sido perforada por quemado, puesto que... [Seguir leyendo]

1. Una caja resistente a los arcos eléctricos para un sistema de conmutación (10) , dentro de la cual existen elementos de conmutación tales como un conmutador (11) , un dispositivo de desconexión y/o una pluralidad de contactos del sistema de conmutación, que comprende una carcasa o cerramiento circundante con una pluralidad de partes (19) de placa conductoras de la electricidad y una capa protectora (20) para proteger la caja resistente a los arcos eléctricos de arcos eléctricos (6) que se producen dentro de la caja, caracterizada por que al menos una de la pluralidad de partes (19) de placa forma una pantalla o protección hacia una región que se ha proteger, situada en el lado o cara exterior de la caja, y la capa protectora (20) tiene también propiedades aislantes de la electricidad y la capa protectora (20) se aplica únicamente a la al menos una parte (19) de placa.

2. La caja resistente a los arcos eléctricos de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual la capa protectora (20) está hecha de un material resistente al calor.

3. La caja resistente a los arcos eléctricos de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la cual la capa protectora (20) está hecha de un material termoestable.

4. La caja resistente a los arcos eléctricos de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, en la cual la capa protectora 15 (20) está hecha de vidrio de poliéster con un espesor de, por ejemplo, 3 mm.

5. La caja resistente a los arcos eléctricos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en la cual la capa protectora (20) está situada en el lado o cara exterior de la caja.

6. La caja resistente a los arcos eléctricos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en la cual la capa protectora (20) está situada en el lado o cara interior de la caja.

7. La caja resistente a los arcos eléctricos de acuerdo con la reivindicación 5 o la reivindicación 6, en la cual la capa protectora (20) está situada a una distancia predeterminada de la al menos una parte (19) de placa, sustancialmente paralela a la al menos una parte (19) de placa.

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Fig 2

Fig 3

Fig4