ES2202100T3 - Disyuntor de tension minimo. - Google Patents
Disyuntor de tension minimo.Info
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Abstract
Disyuntor de tensión mínima, como módulo adosado para unos aparatos de maniobra de baja tensión multipolar (3), con un dispositivo de disparo electromagnético (5), en el que al llegar a un valor límite de tensión predeterminado (U) origina un disparo del aparato de maniobra de baja tensión (13) y con un puente rectificador (4), alimentado de una red de conductores de varias fases (1), con un número de las derivaciones del rectificador (4a, 4b, 4c) correspondiente al número de fases (L1, L2, L3), que alimentan conjuntamente el dispositivo de disparo (5) originando el dispositivo de disparo (5) al fallar una fase (L1, L2, L3) en todos los polos del aparato de maniobra de baja tensión (3), caracterizado porque el puente rectificador (4) está realizado como circuito puente de tres impulsos, y porque el dispositivo de disparo (5) presenta un circuito magnético y una bobina de disparo (5a, 5b, 5c), con una armadura (9) cargada con muelle, que presenta un número de fases (L1, L2, L3) correspondiente al número de partes de bobina (5a, 5b, 5c), de los cuales cada una se encuentra en una derivación del rectificador (4a, 4b, 4c), sobrepasando como consecuencia del fallo por lo menos una fase (L1, L2, L3) una fuerza de recuperación (FR) que actúa sobre la armadura (9) la fuerza de retención (FH) generada por el circuito magnético.
Description
Disyuntor de tensión mínima.
La presente invención se refiere a un disyuntor
de tensión mínima como módulo adosado a un aparato de maniobra de
baja tensión multipolar, según el preámbulo de la reivindicación 1.
Un circuito de control correspondiente para la detección de fallos
de fase en un aparato de maniobra multipolar se conoce por el
documento US 3,242,383. Como aparato de maniobra de baja tensión se
entiende, en este caso, especialmente un interruptor de potencia
como, por ejemplo, un interruptor de protección contra
sobreintensidades.
Por el documento EP 0 802 552 A2 se conoce,
además, un interruptor eléctrico de esta clase con un disparo de
tensión mínima electromagnético, que está realizado como circuito
magnético con una bobina magnética o de disparo y una armadura de
electroimán. La armadura de electroimán móvil está acoplada
mecánicamente a un órgano de conmutación del interruptor eléctrico,
de tal manera que al bajar una tensión de red a controlar de la red
de los conductores a proteger, por debajo de un valor límite de
tensión determinado como consecuencia de su apertura del circuito
magnético, dispara y se lleva a su posición de desconexión. Un
nuevo cierre del órgano de conmutación es sólo posible el disparo
de tensión mínima acoplada al interruptor eléctrico sólo si, por su
parte, el circuito magnético está nuevamente cerrado, y sí, por otra
parte, la tensión de red a controlar sobrepasa el valor límite de
tensión.
Este disyuntor de tensión mínima se alimenta
normalmente con un aparato de maniobra monopolar o bipolar y desde
la red de conductores a controlar de una fase o de dos fases. Una
alimentación de esta clase de una fase o de dos fases del disyuntor
de tensión mínima tiene, sin embargo, la desventaja de que con el
control de una red de conductores de varias fases, con un aparato
de maniobra de tres o cuatro polos, no tienen lugar de manera
segura, si falla una fase nueva empleada para el suministro de
tensión del disyuntor de tensión mínima.
Por ello, la presente invención tiene por
objetivo proponer un disyuntor de tensión mínima para un aparato de
maniobra multipolar, especialmente para un interruptor de
protección de sobreintensidad de tres o cuatro polos, que ofrece
protección en los tres polos y que se puede montar de manera
modular de la forma más fácil posible como pieza adosado
económica.
Este objetivo se consigue según la invención
mediante las características de la reivindicación 1. El dispositivo
de disparo actúa para ello ya al fallar sólo una única fase un
disparo de todos los polos del aparato de maniobra.
La presente invención parte para ello de la idea
de que con el empleo de una conexión en puente del rectificador al
fallar ya una fase aislada en el lado de abastecimiento de la
corriente alterna baja el valor efectivo de la corriente en el lado
de la corriente continua de acuerdo con el vacío existente en la
tensión continúa. Si la tensión continúa, originada en el lado de
corriente continua del circuito en puente de tres impulsos, se toma
como tensión de abastecimiento para el dispositivo de disparo
electromagnético del disyuntor de tensión mínima, entonces como
consecuencia del fallo de la fase baja también el valor efectivo de
la tensión de abastecimiento debido a una asintonía de las
derivaciones del rectificador dentro del circuito en puente. La
tensión continúa empleada para la alimentación del dispositivo de
disparo electromagnético del disyuntor de tensión mínima del
circuito puente rectificador de varios polos o varias fases
reproduce de este modo el fallo de cualquiera de las fases de la
red de los conductores a controlar directamente y con ello puede
tomarse cómo criterio de disparo fiable.
En la realización de principio, se utiliza la
tensión continúa generada por el puente rectificador como tensión
de retención para una armadura que se encuentra en un circuito
magnético o sistema magnético, sobre la que actúa una fuerza
recuperadora, que se opone a una fuerza de retención generada por
la tensión de retención. Si baja el valor efectivo de la tensión de
retención, como consecuencia de una asintonía del puente
rectificador, entonces la magnitud de la fuerza de retención no
llega a la magnitud de la fuerza de recuperación, con la
consecuencia que cae la armadura y de este modo tienen lugar el
disparo deseado. Este principio de funcionamiento se maximiza
especialmente de forma ventajosa, gracias a que el dispositivo de
disparo, presenta, por ejemplo, un yugo en forma de U con un cuerpo
de bobina, que llevan la única parte del devanando de la bobina de
disparo. La bobina está subdividida de forma conveniente en un
número correspondiente al número de partes del devanando de las
cámaras dispuestas una junto a otra. También se podrían devanar las
partes de devanado en un yugo no dividido, es decir, sin cuerpos de
bobina no subdividido y separarse una de la otra por láminas
aislantes.
El número de las partes de las partes de
devanando corresponde con ello al número de las derivaciones del
rectificador, en las que las diversas partes del devanado se
encuentran en una conexión en serie con cada uno ellas con un diodo
rectificador. El dispositivo de disparo electromagnético es de este
modo, de forma ventajosa, un relé de disparo realizado con un
cuerpo de bobina correspondiente, que, asimismo, se puede realizar
en un tamaño constructivo reducido. El dispositivo de disparo
formado de esta manera puede integrarse entonces de forma
preferente junto con el circuito puente rectificador en una caja,
que se puede emplear como módulo adosado para el aparato de
maniobra.
La resistencia en serie, necesaria para el
dispositivo de disparo electromagnético, especialmente para su
bobina de disparo, puede realizarse mediante una única resistencia
óhmica dispuesta en serie con el dispositivo de disparo o mediante
un número de resistencias parciales que correspondan al número de
las derivaciones del rectificador. La división de la resistencia en
serie, es decir, del valor de resistencia en serie correspondiente
para el dispositivo de disparo en las fases individuales de las
derivaciones del rectificador tiene lugar para ello
convenientemente en partes iguales.
Las ventajas conseguidas con la invención
consisten especialmente en que mediante la alimentación de un
dispositivo de disparo electromagnético a través de un circuito de
puente rectificador de tres polos se prepara un disyuntor de tensión
mínima de varias fases, que con el fallo de una fase cualquiera de
la red de conductores a controlar, origina un disparo de todos los
polos del aparato de maniobra acoplado. El disyuntor construido de
esta manera es apropiado especialmente como módulo adosado para un
interruptor de sobreintensidad de tres o cuatro polos.
El disyuntor de tensión mínima ofrece de este
modo, junto con un aparato de maniobra correspondiente o
interruptor de potencia, una protección fiable de todos los polos
de un consumidor conectado a una red de conductores correspondiente,
independientemente de qué fase falle y de cuántas fases fallen.
A continuación se explicarán con mayor detalle
ejemplos de realización de la invención mediante un dibujo, en el
que muestran:
La figura 1, esquemáticamente un disyuntor de
tensión mínima combinado con un interruptor automático con un
dispositivo de disparo alimentado con una tensión continúa,
La figura 2, en un diagrama de bloques, un
circuito en puente de tres impulsos con devanados divididos en las
derivaciones del rectificador y resistencias en serie de la bobina
o para la bobina del dispositivo de disparo,
La figura 3, un sistema según la figura 2 con una
única resistencia en serie, y
La figura 4, en una representación en sección, un
circuito magnético con una armadura y con un yugo que lleva un
cuerpo de la bobina dividido en tres partes.
Las partes correspondientes entre sí se han
dotado en todas las figuras con las mismas referencias.
Para separar de la red de corriente o de los
conductores L1 a L3, en caso de no llegar a la tensión mínima en
una red trifásica L1 a L3, un circuito consumidor conectada a ella
1,en el ejemplo de realización, con el conductor neutro N adicional,
se emplea, según la figura 1, un disyuntor de tensión mínima 2 en
combinación con un interruptor automático 3. El interruptor
automático 3, por ejemplo, es un interruptor automático de cuatro
polos, que está conectado entre la red de conductores L1 a L3 de los
correspondientes conductores del circuito consumidor 1.
El disyuntor de tensión mínima 2 comprende un
rectificador 4 de varios polos conectado a las tres fases L1 a L3 y
rectifica la corriente alterna de cada uno de las fases L1 a L3. El
rectificador 4 genera en el lado de la corriente continua una
tensión continúa U_{N}, que se puede tomar en el lado de salida
del rectificador 4. Esta tensión de red rectificada U_{N} se
utiliza para el abastecimiento de un dispositivo de disparo 5
electromagnético del disyuntor de tensión mínima 2. El dispositivo
de disparo 5 está acoplado a través de un sistema de transmisión de
fuerza mecánicas 6, por ejemplo, a un cerrojo del interruptor de
protección 3.
El dispositivo de disparo 5 origina, a través del
sistema de transmisión de fuerza mecánicas 6, una abertura del
interruptor de protección o aparato de maniobra 3, cuando la
tensión de red o de abastecimiento rectificada U_{N} no llega a
una tensión límite U que se puede preindicar. El disparo del
interruptor de protección 3 tiene lugar para ello en todos los
polos, es decir, todas las tres fases L1 a L3, así como el conductor
neutro N se abren como consecuencia del disparo de tensión mínima.
Un cierre de nuevo del interruptor de protección 3 sólo es posible
si la tensión de red rectificada U_{N} sobrepasa la tensión
límite U, es decir, si se satisface el criterio U_{N} > U. Si
U_{N} < U, entonces no es posible el cierre del interruptor de
protección 3. la tensión límite resulta, por ejemplo, según DIN EN
60934 de 0,8 U_{N}.
Las figuras 2 y 3 muestran una forma de
realización especialmente preferente de un circuito en puente de
tres impulsos con un puente rectificador 4. En esta forma de
realización se alimenta un sistema magnético del rectificador
trifásico 4. Con esta forma de realización se alimenta un sistema
magnético por el rectificador 4 de tres fases con un devanado
parcial o una parte de devanado 5a a 5c 4. En cada rama del
rectificador 4a a 4c se ha intercalado de nuevo la correspondiente
parte del devanando 5a, 5b, 5c un diodo D1, D2, D3 o D5. En la
forma de realización según la figura 2 se ha previsto sólo una
resistencia en serie común R conectada a continuación de las partes
de devanando 5a a 5c. En cambio en la forma de realización según la
figura 3 se ha conectado las resistencias parciales en serie Ra a
Rc en cada fase L1 a L3 después de la correspondiente parte de
devanando 5a, 5b o 5c. Para ello se han distribuido las resistencias
en serie parciales Ra a Rc por lo menos de una forma aproximada
uniformemente en las tres fases L1 a L3, estando las partes de
devanando 5a a 5c dentro de las ramas del rectificador individual
4a a 4c de los correspondientes diodos D1, D3 o D5 en el lado del
cátodo. Al igual que las resistencias en serie individuales R están
conducidas al conductor neutro N, también las resistencias en serie
R o Ra, Rc, mientras los diodos D1, D3 y D5 están conectados en el
lado del devanado en la correspondiente fase L1 a L3. También es
posible una disposición inversa de los diodos D1, D3, D5 dentro de
las derivaciones del rectificador 4a a 4c.
Una realización de principio, especialmente
conveniente de un sistema magnético de esta clase, como dispositivo
de disparo electromagnético 5 y un disyuntor de tensión mínima 2,
que presenta un puente rectificador 4 de esta clase lo muestra la
figura 4. Para ello se coloca en un yugo 7 en forma de U un cuerpo
de bobina 8 subdividido en tres cámaras 8a a 8c. Las tres partes de
devanado 5a, 5b o 5c, que se encuentran en estas cámaras 8a, 8b,
8c, una junta a otra, y de este modo separadas una de otra están
divididas mediante una conexión según la figura 3 en tres fases L1 a
L3. La resistencias en serie está a su vez guiada al conductor
neutro N. En este caso también es posible, sin embargo, una
división de la resistencia en serie en las resistencias parciales Ra
a Rc según la figura 2. Al yugo 7 le corresponde una armadura móvil
9, de tal manera que en la disposición representada del circuito
magnético está cerrado a través del yugo 7 y de la armadura 9.
El yugo 7 y la armadura 9 son de un material
ferromagnético, mientras que las partes del devanado 5a a 5c del
dispositivo de disparo 5 son de cobre o de otro material conductor
eléctrico. El cuerpo de bobina 8 es de un material aislante. Éste
también puede estar no dividido, estando dispuestas entonces las
partes del devanado 5a a 5c, por ejemplo, en un yugo 7, que lleva
el cuerpo de bobina no devanado y están dispuestos separados, uno
de otro, por láminas aislantes.
En todas las formas de realización según las
figuras 2 a 4 el principio de funcionamiento del disyuntor de
tensión mínima 2 es el mismo. A continuación baja en caso de fallo
de una fase L1, L2 o L3 el valor efectivo de la corriente I en el
lado de la corriente continua del puente de corriente continua 4
correspondiente al hueco originado en la tensión continúa U_{N}.
El motivo de ello es que con el fallo de la fase L1, L2, L3 en la
correspondiente rama del rectificador 4a, 4b, 4c no circula ninguna
corriente, de tal manera que el puente del rectificador 4
desintoniza en el lado de la corriente continua con la
consecuencia, que decrece la corriente continua resultante I, que
atraviesa el dispositivo de disparo electromagnético 5. Por
consiguiente, decrece también la tensión rectificada de red o de
abastecimiento U_{N} que a su vez determina la fuerza de recesión
del dispositivo de disparo 5. La fuerza de retención, por una
parte, y unas fuerzas de recuperación opuesta a esta del
dispositivo de disparo electromagnético 5 están adaptadas de tal
forma entre sí, que la fuerza de recuperación sobrepasa la fuerza
de retención reducida. Ésta se ilustra en la figura 4 mediante una
flecha en la armadura 9 del circuito magnético 5a a 5c, 7, 9 que
representa la fuerza de retención F_{H} y la fuerza de
recuperación F_{R}.
Con ello, mediante la rectificación por el puente
de rectificador 4, se genera un campo magnético continuo con la
consecuencia de un flujo magnético \varphi a través del núcleo de
la bobina y del yugo 7 y de la armadura 9. El flujo magnético
\varphi genera en los entrehierros 10, entre el núcleo de la
bobina o el yugo 7 y la armadura 9, la fuerza de retención F_{H},
que tira de la armadura 9 hacia el núcleo de la bobina o el yugo 7.
En caso de que falle una fase L1, L2 o L3, entonces se reduce esta
fuerza de retención F_{H} en una magnitud correspondiente a la
asintonía del puente rectificador 4, con la consecuencia de que la
armadura 9, como consecuencia de la fuerza de recuperación F_{R}
comparativamente grande, es levantada por el núcleo de la bobina o
el yugo 7.
La diferencia entre éstas fuerzas F_{H} y
F_{R} en el flujo de corriente monofásico y bifásico es
especialmente grande en las formas de realización según las figuras
2 a 4. Estas formas de realización son por ello especialmente
adecuadas para compensar las tolerancias de fabricación del
dispositivo de disparo electromagnético 5.
Debido al acoplamiento del dispositivo de disparo
electromagnético 5, a través del sistema de transmisión de fuerza
6, se origina al superar la fuerza de retención F_{H}, por la
fuerza de recuperación F_{R}, un mecanismo de cerrojo realizado de
forma usual del aparato de maniobra 3, en consecuencia tiene lugar
una desconexión en todos los polos del circuito consumidor 1 de la
red de conductores L1 a L3.
El disyuntor de tensión mínima 2 se ha realizado
para ello convenientemente como módulo adosado en el que el puente
del rectificador 4 y el dispositivo de disparo electromagnético 5
están integrados en una caja común. El disyuntor de tensión mínima
modular 2, se pueden crear de este modo para diferentes aparatos de
maniobra de retención. Es especialmente adecuado un disyuntor de
tensión mínima 2, construido de esta forma para un interruptor de
protección de su intensidad de tres o cuatro polos.
| 2 | disyuntor de tensión mínima |
| 3 | aparatos maniobra |
| 4 | rectificador/puente |
| 4a, b, c | parte del devanado |
| 6 | sistema de transmisión de fuerzas |
| 7 | yugo |
| 8 | cuerpo de la bobina |
| 8a, b, c | cámaras |
| 9 | armadura |
| 10 | entrehierro |
| D | diodo |
| F_{H} | fuerzas de retención |
| F_{R} | fuerza de recuperación |
| I | corriente continua |
| L | fase |
| N | conductor neutro |
| R | resistencia en serie |
| U_{N} | tensión de red rectificada |
Claims (5)
1. Disyuntor de tensión mínima, como módulo
adosado para unos aparatos de maniobra de baja tensión multipolar
(3), con un dispositivo de disparo electromagnético (5), en el que
al llegar a un valor límite de tensión predeterminado (U) origina
un disparo del aparato de maniobra de baja tensión (13) y con un
puente rectificador (4), alimentado de una red de conductores de
varias fases (1), con un número de las derivaciones del
rectificador (4a, 4b, 4c) correspondiente al número de fases (L1,
L2, L3), que alimentan conjuntamente el dispositivo de disparo (5)
originando el dispositivo de disparo (5) al fallar una fase (L1,
L2, L3) en todos los polos del aparato de maniobra de baja tensión
(3), caracterizado porque el puente rectificador (4) está
realizado como circuito puente de tres impulsos, y porque el
dispositivo de disparo (5) presenta un circuito magnético y una
bobina de disparo (5a, 5b, 5c), con una armadura (9) cargada con
muelle, que presenta un número de fases (L1, L2, L3)
correspondiente al número de partes de bobina (5a, 5b, 5c), de los
cuales cada una se encuentra en una derivación del rectificador (4a,
4b, 4c), sobrepasando como consecuencia del fallo por lo menos una
fase (L1, L2, L3) una fuerza de recuperación (F_{R}) que actúa
sobre la armadura (9) la fuerza de retención (F_{H}) generada por
el circuito magnético.
2. Disyuntor de tensión mínima, según la
reivindicación 1, caracterizado porque en cada rama del
rectificador (4a, 4b, 4c) se encuentra por lo menos un diodo (D1,
D3, D5) y una resistencia (Ra, Rb, Rc) conectada en el lado del
cátodo, correspondiendo a los valores de las resistencias a sumar
al valor de la resistencia en serie del dispositivo de disparo
(5).
3. Disyuntor de tensión mínima, según la
reivindicación 1, caracterizado porque en cada rama del
rectificador (4a, 4b, 4c) se encuentra por lo menos un diodo (D1,
D3, D5) unido con una resistencia en serie (R) del dispositivo de
disparo (5).
4. Disyuntor de tensión mínima, según la
reivindicación 1, caracterizado porque las partes del
devanado (5a, 5b, 5c) se han dispuesto en un yugo (7) que lleva un
cuerpo de la bobina (8).
5. Disyuntor de tensión mínima, según la
reivindicación 4, caracterizado porque el cuerpo de la
bobina (8) está subdividido en un número correspondiente de cámaras
(8a, 8b, 8c) al número de las partes del devanado (5a, 5b, 5c).
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