Dispositivo de protección de instalaciones eléctricas contra las sobretensiones provisto de un explosor asociado a un circuito de pre puesta en marcha.

Dispositivo de protección de instalaciones eléctricas contra las sobretensiones,

particularmente las sobretensiones transitorias debidas a un impacto de rayo, que incluye:

- un explosor principal (E1), instalado en derivación con respecto a la instalación eléctrica (2), y provisto de al menos un primer y un segundo electrodo principal (3, 4) así como de un electrodo de pre puesta en marcha (6), dicho electrodo de pre puesta en marcha está separado del primer y segundo electrodo principal por un medio aislante (5'), dividiendo así el explosor principal en dos explosores elementales (G1, G2),

- un circuito de pre puesta en marcha (10), que incluye medios de control (11) de la cebadura del explosor principal, conectados al electrodo de pre puesta en marcha, los medios de control incluyen una parte activa (12) y están específicamente concebidos para generar, en caso de sobretensión, una tensión (U1) no nula en los terminales de su parte activa, dicha parte activa está montada en paralelo con uno de los dos explosores elementales, denominado primer explosor elemental (G1), los medios de control están adaptados para inducir, en los terminales de dicho primer explosor elemental, una tensión (U1) superior, en valor absoluto, a la tensión (U2) de los terminales del otro explosor elemental, denominado segundo explosor elemental (G2), de modo que un arco eléctrico (7) se forma en primer lugar en el dicho primer explosor elemental, dichos medios de control incluyen medios de amplificación de la tensión adaptados para amplificar la tensión entre su entrada y su parte activa, dichos medios de amplificación están formados por un transformador (TR) de puesta en marcha, con una bobina de inducción primaria (L1) y una bobina de inducción secundaria (L2),

caracterizado por el hecho de que la bobina de inducción secundaria está conectada directamente al electrodo de pre puesta en marcha y forma así la parte activa de los medios de control, de manera que, cuando la bobina de inducción primaria es atravesada por una corriente, la tensión inducida en los terminales de la bobina de inducción secundaria provoca la cebadura del primer explosor elemental.

Dispositivo de protección de instalaciones eléctricas contra las sobretensiones provisto de un explosor asociado a un circuito de pre puesta en marcha

[0001] La presente invención se refiere al campo técnico general de los dispositivos de protección de equipos o de instalaciones eléctricas contra las perturbaciones de tensión tales como las sobretensiones, y particularmente las sobretensiones transitorias debidas por ejemplo a un impacto de rayo.

[0002] Los dispositivos de protección de instalaciones eléctricas contra las sobretensiones son ampliamente utilizados y se pueden denominar comúnmente con el nombre de "pararrayos". En efecto, su objetivo principal es conducir a la tierra las corrientes de rayo y eventualmente recortar las sobretensiones adicionales inducidas por estas corrientes a niveles compatibles con la estabilidad de los equipos y aparatos con los que están son conectados.

[0003] Se conoce ya la utilización de un pararrayos de explosor, que comprende un explosor principal, para proteger una instalación eléctrica contra las sobretensiones. El explosor principal está dispuesto entonces, por ejemplo, entre la fase que se va a proteger y la tierra, de manera que permita, en caso de sobretensiones, el flujo de la corriente de rayo a la tierra.

[0004] Un explosor es un dispositivo normalmente utilizado que comprende habitualmente dos electrodos principales colocados uno frente al otro y separados por un medio aislante. Un primer electrodo está conectado a la fase que se va a proteger, mientras que el otro electrodo está conectado a la tierra. Cuando una sobretensión, generada por ejemplo por la llegada de una corriente de rayo, alcanza un valor umbral llamado de puesta en marcha, el explosor se ceba y un arco eléctrico se forma entre los electrodos, permitiendo el flujo de la corriente de rayo de la fase hacia la tierra, y preservando así la instalación eléctrica.

[0005] También se conoce el control de la cebadura del explosor principal de manera anticipada, con ayuda de un circuito de pre puesta en marcha. El explosor principal está provisto en ese caso a menudo de un electrodo de pre puesta en marcha, al que se conecta el circuito de pre puesta en marcha. El electrodo de pre puesta en marcha divide así el explosor principal en dos explosores elementales.

[0006] Los dispositivos de protección que integran tal circuito de pre puesta en marcha permiten ventajosamente obtener una tensión de cebadura del explosor principal menor que los dispositivos de protección desprovistos de tal circuito.

[0007] En estos dispositivos, puede suceder, tras la cebadura del explosor principal, que este último no haga circular la totalidad de la corriente de rayo y que una parte de la corriente circule hacia la tierra a través de los componentes del circuito de pre puesta en marcha, particularmente los componentes dispuestos entre el electrodo de pre puesta en marcha y la tierra. Ahora bien, estos componentes no están habitualmente concebidos para asegurar el flujo de la corriente de rayo, de intensidad importante, de tal manera que este fenómeno puede tener como consecuencia el daño del circuito de pre puesta en marcha. Para paliar estos inconvenientes, se conoce la protección del circuito de puesta en marcha con una resistencia, dispuesta en serie entre el electrodo de pre puesta en marcha y el circuito de pre puesta en marcha, para aislar sensiblemente este último, una vez que el explosor principal se ha iniciado. La US 4683514 describe tal dispositivo, según el preámbulo de la reivindicación 1. Este dispositivo, aunque permite proteger eficazmente el circuito de pre puesta en marcha, tiene sin embargo varios inconvenientes.

[0008] En primer lugar, la resistencia utilizada en la salida del circuito de pre puesta en marcha consume una parte de la energía normalmente destinada a la cebadura del explosor principal. Para compensar este fenómeno, es por lo tanto necesario a veces sobredimensionar los componentes del circuito de pre puesta en marcha, algo que no es deseable tanto en un plano industrial como económico. Además, la presencia de esta resistencia impone un nuevo ajuste suplementario de los valores de los componentes para asegurar un compromiso entre la cebadura del explosor, por una parte, y el aislamiento del circuito de pre puesta en marcha, por otra parte.

[0009] Los objetos de la invención buscan, por lo tanto, remediar los diferentes inconvenientes enumerados previamente y proponer un nuevo dispositivo de protección de instalaciones eléctricas contra las sobretensiones, en el que la corriente de rayo fluya principalmente, incluso en su totalidad, a través el explosor principal.

[0010] Otro objeto de la invención busca proponer un nuevo dispositivo de protección provisto de un explosor cuya cebadura esté controlada.

[0011] Otro objeto de la invención busca proponer un nuevo dispositivo de protección que sólo necesite un número mínimo de componentes para su ejecución.

[0012] Otro objeto de la invención busca proponer un nuevo dispositivo de protección que sólo necesite componentes tradicionales para su ejecución.

[0013] Otro objeto de la invención busca proponer un nuevo dispositivo de protección que sea fácil de fabricar y económico.

[0014] Los objetos de la invención se alcanzan con ayuda de un dispositivo de protección de instalaciones eléctricas contra las sobretensiones, particularmente las sobretensiones transitorias debidas a un impacto de rayo, según la reivindicación 1.

[0015] Otras particularidades y ventajas de la invención aparecerán y resaltarán con más detalles con la lectura de la descripción que aparece a continuación, en referencia a los dibujos anexos, aportados a título simplemente ilustrativo y no limitativo, en los que:

- la figura 1 ilustra, en forma de esquema eléctrico inicial, un dispositivo de protección contra las sobretensiones conforme a la invención.

- la figura 2 ilustra, en forma de esquema eléctrico de principio detallado, un ejemplo de realización del dispositivo de protección contra las sobretensiones conforme a la invención.

- la figura 3 ilustra, de forma esquemática, una forma de realización de un transformador utilizado en el dispositivo de protección conforme a la invención.

- la figura 4 ilustra, según una vista en sección, el transformador ilustrado en la figura 3.

[0016] El dispositivo de protección contra las sobretensiones conforme a la invención está concebido para ser enchufado en derivación sobre el equipo o la instalación eléctrica que se va a proteger.

[0017] La expresión "instalación eléctrica" hace referencia a todo tipo de aparato o red susceptible de sufrir perturbaciones de tensión, particularmente sobretensiones transitorias debidas a un impacto de rayo. En este último caso, el dispositivo de protección contra las sobretensiones se denomina comúnmente "pararrayos".

[0018] El dispositivo de protección contra las sobretensiones conforme a la invención está ventajosamente destinado a estar dispuesto entre una fase de la instalación que se va a proteger y la tierra. Es además factible, sin salir del campo de la invención, que el dispositivo, en vez de estar enchufado en derivación entre una fase y la tierra esté enchufado entre el neutro y la tierra, entre la fase y el neutro o incluso entre dos fases (caso de una protección diferencial).

[0019] La figura 1 ilustra un dispositivo de protección 1 conforme a la invención. El dispositivo de protección 1 está ventajosamente instalado en derivación con una instalación eléctrica 2 que se va a proteger, por ejemplo entre una fase P de la instalación eléctrica 2 que se va a proteger y la tierra T. Para ello, el dispositivo de protección 1 incluye un explosor principal E1, instalado en derivación (o paralelo) con respecto a la instalación eléctrica 2. El explosor principal E1 puede estar formado ventajosamente por un explosor de aire e incluir al menos un primer y un segundo electrodo principal 3, 4 separados por un medio dieléctrico 5, tal como una lámina de aire, en el que se produce la descarga eléctrica y la formación del arco eléctrico entre los electrodos principales 3, 4.

[0020] Según la invención, el explosor principal E1 incluye además un electrodo de pre puesta en marcha 6, separado del primer y segundo electrodos principales 3, 4 por un medio aislante 5'. El electrodo de pre puesta en marcha 6 divide así el explosor principal E1 en al menos dos explosores elementales G1, G2. Cada electrodo principal 3 o 4 forma así, con el electrodo de pre puesta en marcha 6, un explosor elemental G1 o G2.

[0021] Según la invención, el dispositivo de protección 1 incluye además un circuito de pre puesta en... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de protección de instalaciones eléctricas contra las sobretensiones, particularmente las sobretensiones transitorias debidas a un impacto de rayo, que incluye:

- un explosor principal (E1), instalado en derivación con respecto a la instalación eléctrica (2), y provisto de al menos un primer y un segundo electrodo principal (3, 4) así como de un electrodo de pre puesta en marcha (6), dicho electrodo de pre puesta en marcha está separado del primer y segundo electrodo principal por un medio aislante (5'), dividiendo así el explosor principal en dos explosores elementales (G1, G2),

- un circuito de pre puesta en marcha (10), que incluye medios de control (11) de la cebadura del explosor principal, conectados al electrodo de pre puesta en marcha, los medios de control incluyen una parte activa (12) y están específicamente concebidos para generar, en caso de sobretensión, una tensión (U1) no nula en los terminales de su parte activa, dicha parte activa está montada en paralelo con uno de los dos explosores elementales, denominado primer explosor elemental (G1), los medios de control están adaptados para inducir, en los terminales de dicho primer explosor elemental, una tensión (U1) superior, en valor absoluto, a la tensión (U2) de los terminales del otro explosor elemental, denominado segundo explosor elemental (G2), de modo que un arco eléctrico (7) se forma en primer lugar en el dicho primer explosor elemental, dichos medios de control incluyen medios de amplificación de la tensión adaptados para amplificar la tensión entre su entrada y su parte activa, dichos medios de amplificación están formados por un transformador (TR) de puesta en marcha, con una bobina de inducción primaria (L1) y una bobina de inducción secundaria (L2),

caracterizado por el hecho de que la bobina de inducción secundaria está conectada directamente al electrodo de pre puesta en marcha y forma así la parte activa de los medios de control, de manera que, cuando la bobina de inducción primaria es atravesada por una corriente, la tensión inducida en los terminales de la bobina de inducción secundaria provoca la cebadura del primer explosor elemental.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los medios de control (11) están concebidos para generar, en los terminales de su parte activa (12), una tensión (U1) de la misma polaridad que la sobretensión (V).

3. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por el hecho de que la relación de transformación del transformador (TR) de puesta en marcha es positiva.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que las bobinas de inducción primaria (L1) y secundaria (L2) están enrolladas en el mismo sentido.