Dispositivo de protección contra las sobretensiones con explosores en paralelo.

Dispositivo de protección de una instalación eléctrica (2) contra las sobretensiones,

particularmente las sobretensiones transitorias debidas a un impacto de rayo, dicho dispositivo se instala en derivación con respecto a la instalación eléctrica (2) que se desea proteger y está provisto de un circuito eléctrico (3) que incluye:

- al menos una primera derivación (B1), que comprende un primer explosor (E1),

- al menos una segunda derivación (B2), montada en paralelo con dicha primera derivación (B1) y que comprende un segundo explosor (E2), que consta de al menos dos electrodos principales (4'; 5'),

- medios de acoplamiento (7) de la primera derivación (B1) con la segunda derivación (B2),

caracterizado por el hecho de que el segundo explosor (E2) incluye un órgano de pre puesta en marcha (6), y por el hecho de que los medios de acoplamiento (7) están conectados al órgano de pre puesta en marcha (6) y adaptados para someter la puesta en marcha del segundo explosor (E2) a la puesta en marcha del primer explosor (E1) de tal manera que la corriente de rayo se transmita simultáneamente a las derivaciones (B1, B2).

Dispositivo de protecciïn contra las sobretensiones con explosores en paralelo [0001] La presente invenciïn se refiere al campo tïcnico general de los dispositivos de protecciïn de instalaciones o de equipos elïctricos contra las sobretensiones y, particularmente, las sobretensiones transitorias debidas a un impacto de rayo.

La presente invenciïn se refiere de una forma mïs particular a un dispositivo de protecciïn de una instalaciïn elïctrica contra las sobretensiones, particularmente las sobretensiones transitorias debidas a un impacto de rayo, dicho dispositivo se instala en derivaciïn con respecto a la instalaciïn elïctrica que se desea proteger y estï provisto de un circuito elïctrico que incluye:

- al menos una primera derivaciïn, que incluye un primer explosor,

- al menos una segunda derivaciïn, montada en paralelo con dicha primera ramificaciïn e incluye un segundo explosor, que consta de al menos dos electrodos principales,

- medios de acoplamiento de la primera derivaciïn con la segunda derivaciïn.

Los dispositivos de protecciïn de instalaciones elïctricas contra las sobretensiones, a menudo denominados "pararrayos", tienen como funciïn esencial transmitir a tierra las corrientes de rayo, e igualmente nivelar las tensiones adicionales generadas por estas corrientes de rayo a los niveles compatibles con la estabilidad de los equipos y aparatos con los que estïn conectados.

Entre los tipos de dispositivos de protecciïn conocidos, se distinguen los dispositivos de explosor. En estos dispositivos, el explosor estï conectado habitualmente entre la fase que se desea proteger y la tierra, de manera que permita, en caso de sobretensiïn, el flujo de la corriente del rayo a la tierra.

Un explosor es un dispositivo de uso comïn que comprende habitualmente dos electrodos principales colocados uno frente al otro y separadas por un medio aislante. Una primer electrodo estï conectado a la fase que se desea proteger, mientras que el otro electrodo estï conectado a la tierra. Cuando una sobretensiïn, generada por ejemplo por la llegada de una corriente de rayo, alcanza un valor umbral llamado de arranque, el explosor se ceba y un arco elïctrico se forma entre los electrodos, permitiendo el flujo de la corriente del rayo desde la fase hacia la tierra y preservando asï la instalaciïn elïctrica.

Ademïs, como se describe en el documento DE-102 11 795, es posible aïadir al explosor de flujo de corriente del rayo un circuito de pre puesta en marcha separado, que incluye por ejemplo un explosor de gas asociado en serie a un condensador, dicho circuito de pre puesta en marcha es capaz de liberar un impulso de tensiïn a un electrodo de pre puesta en marcha dispuesto entre los electrodos principales para permitir la cebadura anticipada de un arco entre dichos electrodos principales y, en consecuencia, el flujo de la corriente del rayo entre estas ïltimas.

El arco elïctrico no se apaga espontïneamente y continïa asï transmitiendo una corriente de cortocircuito llamada corriente de continuaciïn. Esta corriente de continuaciïn debe preferiblemente cortarse sin provocar la apertura de los dispositivos de corte general de la instalaciïn, tales como los disyuntores, de manera que se evite la bajada de tensiïn de la instalaciïn.

Con este fin, el explosor suele estar provisto de un dispositivo de corte del arco elïctrico que caracteriza el poder de corte intrïnseco del explosor.

Los dispositivos de protecciïn cuentan con un ïnico explosor, aunque son interesantes por su sencillez de puesta en marcha, presentan sin embargo varios inconvenientes, relacionados sobre todo con su capacidad limitada de flujo de la corriente del rayo por una parte y de corte de la corriente de continuaciïn por otra parte.

Para paliar estos inconvenientes, se conoce la instalaciïn de varios explosores en paralelo, para repartir mejor la corriente del rayo y la corriente de continuaciïn entre estos explosores, lo que permite mejorar la capacidad global de flujo de la corriente del rayo y de corte de la corriente de continuaciïn del dispositivo de protecciïn.

Los dispositivos de protecciïn de explosores en paralelo conocidos funcionan habitualmente de la siguiente manera.

Dos explosores se instalan en paralelo y en derivaciïn con respecto a la instalaciïn elïctrica que se desea proteger, y se dispone, en serie con cada uno de entre ellos, una bobina de inductancia. Cuando se produce una sobretensiïn, de amplitud suficiente para cebar uno de los dos explosores, la corriente que fluye a travïs la bobina de inductancia dispuesta en serie con este explosor crea una tensiïn en los terminales de la bobina, esta tensiïn se encuentra en los terminales del segundo explosor lo que provoca su cebadura.

Tales dispositivos, aunque ofrecen mejor protecciïn que los dispositivos de un solo explosor, tienen sin embargo varios inconvenientes.

En primer lugar, cuando la corriente que atraviesa el primer explosor tiene una intensidad inferior a un valor predeterminado, la tensiïn generada a los terminales de la bobina de inductancia es insuficiente para cebar el segundo explosor. En esta situaciïn, no hay por lo tanto reparticiïn de la corriente entre los dos explosores, de tal manera que la capacidad de flujo de la corriente del rayo del dispositivo corresponde considerablemente a la capacidad de flujo de la corriente del rayo de solo el primer explosor.

Otro inconveniente de estos dispositivos proviene del hecho de que es difïcil, incluso imposible, prever anticipadamente cuïl de los explosores va a iniciarse en primer lugar, de manera que el funcionamiento de estos dispositivos es aleatorio y se controla mal, lo que no es deseable en cuanto a la seguridad.

Los objetos asignados a la invenciïn apuntan, en consecuencia, a remediar los diferentes inconvenientes enumerados previamente y a proponer un nuevo dispositivo de protecciïn contra las sobretensiones que tenga una capacidad de flujo de la corriente del rayo y de corte de la corriente de continuaciïn mejorada.

Otro objeto de la invenciïn es proponer un nuevo dispositivo de protecciïn contra las sobretensiones que ofrezca 20 un muy buen nivel de protecciïn.

Otro objeto de la invenciïn es proponer un nuevo dispositivo de protecciïn contra las sobretensiones cuya concepciïn sea particularmente sencilla.

Otro objeto de la invenciïn es proponer un nuevo dispositivo de protecciïn contra las sobretensiones que sïlo necesite para su ejecuciïn componentes elïctricos estïndar.

Otro objeto de la invenciïn es proponer un nuevo dispositivo de protecciïn contra las sobretensiones que sïlo necesite un nïmero limitado de componentes para su ejecuciïn.

Otro objeto de la invenciïn es proponer un nuevo dispositivo de protecciïn contra las sobretensiones que presente un volumen reducido.

Otro objeto de la invenciïn es proponer un nuevo dispositivo de protecciïn contra las sobretensiones cuyo 35 funcionamiento estï perfectamente controlado.

Otro objeto de la invenciïn es proponer un nuevo dispositivo de protecciïn contra las sobretensiones que presente una seguridad de funcionamiento aumentada.

Otro objeto de la invenciïn es proponer un nuevo dispositivo de protecciïn contra las sobretensiones cuyo funcionamiento estï optimizado y se adapte en funciïn de la intensidad de la corriente del rayo que se va a transmitir.

Los objetos de la invenciïn se alcanzan con ayuda de un dispositivo de protecciïn de una instalaciïn elïctrica contra las sobretensiones, particularmente las sobretensiones transitorias debidas a un impacto de rayo, dicho 45 dispositivo se instala en derivaciïn con respecto a la instalaciïn elïctrica que se desea proteger y estï provisto de un circuito elïctrico que incluye:

- al menos una primera derivaciïn, que comprende un primer explosor,

-al menos una segunda derivaciïn, montada en paralelo con dicha primera derivaciïn y que incluye un segundo explosor, que comporta al menos dos electrodos principales,

-medios de acoplamiento de la primera derivaciïn con la segunda derivaciïn,

caracterizado por el hecho de que el segundo explosor incluye un ïrgano de pre puesta en marcha y por el hecho de que los medios de acoplamiento estïn conectados al ïrgano de pre puesta en marcha y adaptados para someter la puesta en marcha del segundo explosor a la puesta en marcha del primer explosor de manera que la corriente del rayo se transmita simultïneamente en las ramificaciones.

Otras particularidades y ventajas de la invenciïn aparecerïn y se apreciarïn con mïs detalle tras la lectura de la descripciïn que se hace a continuaciïn,... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de protecciïn de una instalaciïn elïctrica (2) contra las sobretensiones, particularmente las sobretensiones transitorias debidas a un impacto de rayo, dicho dispositivo se instala en derivaciïn con respecto a la 5 instalaciïn elïctrica (2) que se desea proteger y estï provisto de un circuito elïctrico (3) que incluye:

- al menos una primera derivaciïn (B1) , que comprende un primer explosor (E1) ,

- al menos una segunda derivaciïn (B2) , montada en paralelo con dicha primera derivaciïn (B1) y que comprende 10 un segundo explosor (E2) , que consta de al menos dos electrodos principales (4'; 5') ,

-medios de acoplamiento (7) de la primera derivaciïn (B1) con la segunda derivaciïn (B2) ,

caracterizado por el hecho de que el segundo explosor (E2) incluye un ïrgano de pre puesta en marcha (6) , y por el

hecho de que los medios de acoplamiento (7) estïn conectados al ïrgano de pre puesta en marcha (6) y adaptados para someter la puesta en marcha del segundo explosor (E2) a la puesta en marcha del primer explosor (E1) de tal manera que la corriente de rayo se transmita simultïneamente a las derivaciones (B1, B2) .

2. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 1, caracterizado por el hecho de que el primer explosor (E1) se instala en serie con una primera bobina de inducciïn (L1) , el segundo explosor (E2) se instala en serie con una segunda bobina de inducciïn (L2) y los medios de acoplamiento (7) se conciben para asegurar un acoplamiento magnïtico entre la primera derivaciïn (B1) y la segunda derivaciïn (B2) .

3. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 2, caracterizado por el hecho de que los medios de acoplamiento (7) estïn formados por una tercera bobina de inducciïn (L) , acoplada magnïticamente a la primera bobina de inducciïn (L1) y conectada al ïrgano de pre puesta en marcha (6) de manera que se genere una tensiïn suficiente entre el ïrgano de pre puesta en marcha (6) y uno de las electrodos principales (4', 5') del segundo explosor (E2) para asegurar la cebadura de este ïltimo.

4. Dispositivo segïn la reivindicaciïn 3, caracterizado por el hecho de que el arrollamiento de la tercera bobina de inducciïn (L) estï dispuesto dentro del arrollamiento de la primera bobina de inducciïn (L1) , dichas primera y tercera bobinas de inducciïn (L1, L) forman asï una bobina de arrollamiento doble.

5. Dispositivo segïn una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que la primera y la segunda 35 bobina de inducciïn (L1, L2) son considerablemente idïnticas.

6. Dispositivo segïn una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que el primer explosor (E1) presenta, intrïnsecamente, una tensiïn de cebadura inferior a la del segundo explosor (E2) , de manera que el primer explosor (E1) se inicia antes que el segundo explosor (E2) .

7. Dispositivo segïn una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que el primer explosor (E1) incluye un ïrgano de pre puesta en marcha (6) , y por el hecho de que el dispositivo incluye un circuito de pre puesta en marcha (10) , conectado a dicho ïrgano de pre puesta en marcha (6) para asegurar la cebadura del primer explosor (E1) .

8. Dispositivo segïn cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el circuito elïctrico (3) incluye:

- una derivaciïn principal (B1) , que comprende un explosor principal (E1) y una bobina de inducciïn principal (L1) , 50

- una pluralidad de derivaciones intermedias (B2, B3) montadas en paralelo con la derivaciïn principal (B1) y cada una con un explosor intermedio (E2, E3) y una bobina de inducciïn intermedia (L2, L3) ,

- una derivaciïn terminal (B4) , montada en paralelo con la derivaciïn principal (B1) y con un explosor terminal (E4) 55 y una bobina de inducciïn terminal (L4) ,

- una pluralidad de bobinas de inducciïn secundarias (L, L', L'') respectivamente acopladas magnïticamente a las bobinas de inducciïn principal e intermedias (L1, L2, L3) ,

dichas bobinas de inducciïn (L1, L2, L3, L4, L, L', L") estïn dimensionadas de manera que para un valor predeterminado de la corriente de rayo, solo se inicie un nïmero predeterminado de explosores (E1, E2, E3, E4) .