Dispositivo de refrigeración para disyuntor y disyuntor que comprende dicho dispositivo.

Dispositivo refrigerante (10) para un disyuntor (100) que comprende una caja con una pared frontal (1),

una pared posterior (2), una pared superior (3), una pared inferior (4), dos flancos (5, 6), y una primera serie de terminales contiguos (7) y una segunda serie de terminales contiguos (8) que sobresalen al exterior de la caja para la conexión del disyuntor (100) con un circuito eléctrico, caracterizado por el hecho de que comprende al menos un primer cuerpo (11) hecho de un material conductor térmico y configurado para tener una parte central (12) adecuada situada transversalmente a lo largo y opuesta a dicha primera serie de terminales (7) para absorber el calor generado en dicha primera serie de terminales (7), y una primera parte del extremo (13) y una segunda parte del extremo (14) que sobresalen de dicha parte central (12) y son configuradas de manera que reciba el calor absorbido por dicha parte central (12) y lo difunda al exterior del dispositivo refrigerante (10) mismo.

Dispositivo de refrigeración para disyuntor y disyuntor que comprende dicho dispositivo.

La presente invención se refiere a un dispositivo refrigerante para un disyuntor y a un disyuntor que comprende tal dispositivo refrigerante al igual que a un conmutador que comprende tal disyuntor.

Como se conoce, los dispositivos de rotura de bajo voltaje (esto es para aplicaciones con voltaje nominal hasta 1000V CA / 1500V CC) , tales como disyuntores automáticos, seccionadores, y contactores, comúnmente referidos como "aparatos de conexión" y de ahora en adelante colectivamente denominados como disyuntores, son dispositivos diseñados para permitir la operación correcta de partes específicas de sistemas eléctricos y cargas instaladas.

Tales dispositivos son normalmente instalados en tableros de distribución internos localizados en sistemas eléctricos. Los tableros de distribución comprenden celdas o cabinas dispuestas para la conexión de los dispositivos a las líneas de distribución de energía eléctrica. Las líneas de distribución están normalmente constituidas por sistemas de conductores, tales como barras colectoras y/o cables. El uso de tableros de distribución apropiados, además de mejorar la practicidad, la ergonomía de uso, y la apariencia estética de los sistemas, contribuye al mantenimiento en el tiempo de las condiciones de seguridad adecuadas y la funcionalidad correcta de todas las partes instaladas.

La elección de los dispositivos que deben ser usados y sus configuraciones de instalación relacionadas, deben ser compatibles con las características técnicas del tablero de distribución. Tal compatibilidad se refiere a aspectos eléctricos, dimensionales mecánicos, y térmicos. Para disyuntores, hay tres configuraciones de instalación principales en los cuadros de distribución.

En particular, una primera configuración de instalación para disyuntores es la denominada ejecución fija donde los terminales eléctricos del disyuntor están directamente y establemente conectados a los conductores de las líneas de distribución. Tal conexión es normalmente hecha usando grapas o tornillos.

Una segunda configuración de instalación para disyuntores es la denominada ejecución enchufable, donde dispositivos adaptadores especiales se usan que están mecánicamente conectados al conmutador y conectados de forma estable a los conductores de las líneas de distribución mediante terminales eléctricos propios; cada disyuntor se acopla mecánicamente a un dispositivo adaptador correspondiente y, mediante terminales eléctricos enchufables apropiados, realiza la conexión eléctrica a la línea de distribución; el acoplamiento enchufable incluye normalmente mecanismos del tipo de enchufes hembra.

Una tercera configuración de instalación para los disyuntores es la denominada ejecución extraíble; es sustancialmente una evolución de la configuración desmontable precedente, donde elementos accesorios se agregan como guía y/o soporte y/o medios de movimiento para facilitar las operaciones de conexión y de extracción del disyuntor.

De estas tres configuraciones de instalación, la primera es la más simple y la menos costosa, pero sólo es adecuada para soluciones que son definitivas y en cualquier caso no flexibles; por otro lado, las configuraciones de tipo extraíble y desmontable ofrecen una flexibilidad superior. Esto de hecho permite - una vez el adaptador se fija en el conmutador - una instalación o eliminación muy rápida y totalmente segura del disyuntor y, ante todo, sin tener que intervenir directamente en las líneas de distribución.

Las instalaciones de disyuntores del tipo extraíble y desmontable presentan como mínimo un inconveniente en comparación con la instalación de tipo fijo. Para realizar la conjunción enchufable (enchufe/hembra) , de hecho es necesario introducir al menos un elemento conector eléctrico adicional. Considerando el ensamblaje compuesto por el disyuntor y su adaptador relacionado, de hecho es posible esquematizar cada uno de sus polos o derivaciones como una cadena eléctrica constituida por elementos colocados en serie entre sí. En tal cadena eléctrica, cada elemento contribuye para un aumento en la resistencia eléctrica (o análogamente a un deterioro de la conductividad total) y así constituye una fuente potencial de calor debido al efecto Joule. El calor no deseado es generado tanto en las varias secciones de conducción (por ejemplo hechas de cobre) y, ante todo, en cada uno de los presentes acoplamientos eléctricos. Las varias conjunciones presentan, y en particular los enchufes/enchufes hembra y los contactos principales del disyuntor, que por su naturaleza no pueden ser soldados, de hecho introducen otras microdiscontinuidades donde aumentos visibles localizados de resistencia eléctrica pueden ser encontrados. En la práctica, los picos de dispersión de energía más crítica debido al efecto Joule, con la consecuente producción de calor indeseable, tienden a ocurrir en estas áreas.

Como se puede observar, el calor que es generado debido a estas dispersiones contribuye al aumento en la temperatura del sistema consistiendo en disyuntor, cubículo y conmutador. Pero, ya que la temperatura del disyuntor y la temperatura del conmutador deberían ser mantenidas dentro de unos límites operativos predefinidos, cualquier aumento no deseado de resistencia eléctrica en las derivaciones conductoras del sistema consistiendo en el disyuntor y su adaptador relacionado obliga a limitar la energía que se puede extraer por un dispositivo. Además, la temperatura puede influir negativamente en el funcionamiento de los disyuntores.

La fracción de la carga máxima utilizable en realidad (en comparación con la capacidad nominal teórica) es generalmente expresada en forma de coeficientes "de disminución" que se basan en las condiciones eficaces totales de instalación. Tales condiciones de instalación tienen en cuenta la combinación de las características del disyuntor, el adaptador, el cubículo, el conmutador, el entorno externo, etc.

Además de las limitaciones asociadas a la disminución de la potencia de placa, es por lo tanto deseable mantener la temperatura operativa de los disyuntores a bajos niveles; es bien conocido de hecho que cuanto más alta es la temperatura operativa, más baja es la extensión de vida del disyuntor (o de sus componentes más sensibles) .

Muchas soluciones han sido presentadas por varios fabricantes para reducir la resistencia eléctrica de los polos de los disyuntores y la resistencia de contacto eléctrico del acoplamiento eléctrico entre el disyuntor y el adaptador, y/o para mejorar el rendimiento térmico total del conmutador.

La Patente US 3, 769, 551 divulga un dispositivo de control de circuito eléctrico multifase montado en un conmutador que incluye un tubo térmico para cada fase con un extremo en el contacto íntimo térmico con un punto de temperatura relativamente alta del dispositivo de control y extendiéndose detrás del dispositivo. El tubo térmico tiene aletas de disipación de calor situadas en una parte del conmutador donde la circulación natural del aire sirve para sacar calor fuera y así disipan calor del punto de alta temperatura del dispositivo de control.

Aunque estas soluciones conocidas ciertamente proporcionan algunos beneficios técnicos, hay cabida y necesidad para mejoras adicionales.

Por lo tanto, el objeto principal de esta invención es encarar estos problemas y proporcionar una solución que haga posible mejorar el enfriamiento del disyuntor, al igual que del conmutador eléctrico total, dentro del cual está insertado el disyuntor.

Este objeto se consigue a través de un dispositivo refrigerante para un disyuntor que comprende una caja con una pared frontal, una pared posterior, una pared superior, una pared inferior, dos flancos, y una primera serie de terminales contiguos y una segunda serie de terminales contiguos que se extienden en el exterior de la caja para la conexión del disyuntor con un circuito eléctrico, caracterizado por el hecho de que éste comprende al menos un primer cuerpo hecho de un material que es conductor térmico y está configurado para tener una parte central adecuada estando situado transversalmente a lo largo de y enfrentando dicha primera serie de terminales para absorber el calor generado en dicha primera serie de terminales, y una primera parte del extremo y una segunda parte del extremo que se extienden desde dicha parte central y se configuran para recibir el calor absorbido por dicha parte central y para difundirlo al exterior del dispositivo refrigerante mismo.

Otras características y ventajas se harán más evidentes de la descripción de alguna forma de realización... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo refrigerante (10) para un disyuntor (100) que comprende una caja con una pared frontal (1) , una pared posterior (2) , una pared superior (3) , una pared inferior (4) , dos flancos (5, 6) , y una primera serie de terminales contiguos (7) y una segunda serie de terminales contiguos (8) que sobresalen al exterior de la caja para la conexión del disyuntor (100) con un circuito eléctrico, caracterizado por el hecho de que comprende al menos un primer cuerpo (11) hecho de un material conductor térmico y configurado para tener una parte central (12) adecuada situada transversalmente a lo largo y opuesta a dicha primera serie de terminales (7) para absorber el calor generado en dicha primera serie de terminales (7) , y una primera parte del extremo (13) y una segunda parte del extremo (14) que sobresalen de dicha parte central (12) y son configuradas de manera que reciba el calor absorbido por dicha parte central (12) y lo difunda al exterior del dispositivo refrigerante (10) mismo.

2. Dispositivo (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho primer cuerpo conductor térmico (11) está hecho completamente de un material conductor térmico y eléctrico y que comprende al menos un cuerpo colector (20) hecho de un material que es conductor térmico y aislante eléctrico, que es adecuado para ser conectado al primer cuerpo conductor térmico (11) para aislar eléctricamente al menos la parte central (12) .

3. Dispositivo (10) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que al menos una parte de la parte central (12) de dicho primer cuerpo conductor térmico (11) está hecha de aislante eléctrico.

4. Dispositivo (10) según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que dicho primer cuerpo conductor térmico (11) está hecho completamente de un material conductor térmico y aislante eléctrico.

5. Dispositivo (10) según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que dicho primer cuerpo conductor térmico (11) comprende al menos una cavidad herméticamente sellada (15) que contiene un fluido de enfriamiento.

6. Dispositivo (10) según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que dicho primer cuerpo conductor térmico (11) comprende un primer intercambiador (30) y un segundo intercambiador

(30) que están conectados, respectivamente, a la primera parte del extremo (13) y a la segunda parte del extremo

(14) de dicho primer cuerpo conductor térmico (11) , dichos primer y segundo intercambiador (30) que son adecuados para ser operativamente asociados a los flancos (5, 6) del disyuntor (100) .

7. Dispositivo (10) según una o varias de las reivindicaciones precedentes caracterizado por el hecho de que dicho primer cuerpo conductor térmico (11) comprende al menos un elemento tubular hueco herméticamente sellado que contiene dicho fluido de enfriamiento.

8. Dispositivo (10) según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que dicho elemento tubular hueco herméticamente sellado tiene forma de U con una parte central (12) destinada a ser opuesta a dicha primera serie de terminales contiguos (7) y dos partes de extremo curvado (13, 14) que sobresalen de dicha parte central (12) hacia la superficie externa de los flancos (5, 6) del disyuntor (100) y se conectan a dicho primer intercambiador (30) y a dicho segundo intercambiador (30) , respectivamente.

9. Dispositivo (10) según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que dicho primer intercambiador (30) y segundo intercambiador (30) comprenden una primera placa (30) y una segunda placa (31) que se conectan a las dos partes del extremo curvado correspondiente (13, 14) del elemento tubular hueco herméticamente sellado.

10. Dispositivo (10) según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que al menos una de dicha primera placa y segunda placa se acopla a un ventilador (40) .

11. Dispositivo (10) según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que dicho primer intercambiador (30) y dicho segundo intercambiador (30) comprenden un primer elemento radiante (30) y un segundo elemento radiante

(30) que se conectan a las dos partes del extremo correspondiente (13, 14) del elemento tubular hueco herméticamente sellado, dicho primer y segundo elemento radiante (30) que comprende una pared común (31) de donde sobresalen una pluralidad de aletas radiantes (41) .

12. Disyuntor (100) que comprende una caja con una pared frontal (1) , una pared posterior (2) , una pared superior (3) , una pared inferior (4) , dos flancos (5, 6) y una primera serie de terminales contiguos (7) y una segunda serie de terminales contiguos (8) que sobresalen al exterior de la caja para la conexión del disyuntor (100) con un circuito eléctrico, caracterizado por el hecho de que comprende al menos un dispositivo refrigerante (10) según una o varias de las reivindicaciones precedentes.

13. Disyuntor (100) según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que dicho dispositivo refrigerante

(10) está conectado de manera extraíble al cuerpo del disyuntor (100) mismo.

14. Disyuntor (100) según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que dicho dispositivo refrigerante (10) comprende un segundo cuerpo (11) hecho de un material conductor térmico y configurado de tal manera que tenga una parte central (12) adecuada para ser situada transversalmente a lo largo de y opuesta a dicha segunda serie de terminales (8) para absorber el calor generado en dicha segunda serie de terminales, y una primera parte del extremo (13) y una segunda parte del extremo (14) que sobresalen de dicha parte central (12) y están configuradas de tal manera que reciben el calor absorbido por dicha parte central (12) y lo difunden al exterior al dispositivo refrigerante (10) mismo.

15. Conmutador eléctrico (200) que comprende un cubículo con una pluralidad de paredes (201) que definen un volumen interno destinado a albergar uno o más dispositivos eléctricos, caracterizado por el hecho de que 10 comprende un disyuntor (100) según una o más de las reivindicaciones 12-14.