ES2206397T3 - Dispositivo de proteccion para un receptor electrico. - Google Patents
Dispositivo de proteccion para un receptor electrico.Info
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Abstract
Dispositivo de protección para un receptor eléctrico (6), que comprende: - una acometida (1) de la red; - una línea de alimentación (2) de la acometida (1) de la red al receptor (6); y - un equipo de conmutación (3) previsto en la línea de alimentación (2) para la conexión y desconexión del receptor (6); en donde: - en la línea de alimentación (2) está dispuesto un interruptor (7) de protección contra corrientes de defecto entre la acometida (1) de la red y el equipo de conmutación (3); - el interruptor (7) de protección contra corrientes de defecto presenta un equipo de detección para reconocer una corriente de defecto, así como un primer disyuntor (8) para interrumpir una alimentación de corriente de la acometida (1) de la red al equipo de conmutación (3) en función de una señal de conmutación procedente del equipo de detección; y en donde aguas abajo del primer disyuntor (8), cerca del receptor (6), y adicionalmente al equipo de conmutación, está previsto un segundo disyuntor (9) quepuede ser conmutado por la señal de conmutación procedente del equipo de detección y que sirve para interrumpir el flujo de corriente hacia el receptor.
Description
Dispositivo de protección para un receptor
eléctrico.
La invención concierne a un dispositivo de
protección para un receptor eléctrico según el preámbulo de la
reivindicación 1.
Las herramientas eléctricas, como, por ejemplo,
máquinas taladradoras de mano, se ejecutan frecuentemente con doble
aislamiento protector, es decir que, además de un aislamiento
primario en el propio motor, se prevé un segundo aislamiento
adicional, por ejemplo en forma de una carcasa aislante. Sin
embargo, se conocen también máquinas eléctricas en las que no es
posible un aislamiento protector doble, ya que, por ejemplo, la
carcasa exterior ha de ser de metal. Para garantizar aquí la
seguridad necesaria para el usuario, se prevén frecuentemente los
llamados interruptores de protección contra corrientes de defecto,
como, por ejemplo, los interruptores FI generalmente conocidos, que
están en condiciones de detectar una corriente de defecto y
eventualmente interrumpir de forma inmediata la alimentación de
corriente al aparato eléctrico. Por tanto, en algunos países existe
la prescripción de prever tales interruptores de protección en
armarios de conmutación y en distribuidores. Sin embargo, en la
mayoría de los países no existe una prescripción de esta clase.
Los problemas así originados pueden resolverse en
parte con un equipo de protección (interruptor de protección de
personas PRCD-S de la firma KOPP), con el cual se
incorpora un interruptor de protección contra corrientes de defecto
en la línea de alimentación al receptor.
Además, se conocen aparatos eléctricos en los que
la energía eléctrica alimentada a través de una acometida de la red
se almacena transitoriamente en un acumulador de energía, por
ejemplo un condensador, que puede ser, por ejemplo, un componente de
un convertidor de frecuencia, y únicamente se retransmite con cierto
retardo de tiempo. En tales aparatos puede fallar la acción de
protección desarrollada por el interruptor de protección contra
corrientes de defecto, ya que los acumuladores de energía están
equipados frecuentemente con una capacidad tan alta que - a pesar
de una alimentación de corriente interrumpida desde fuera - acumulan
aún suficiente energía para poner seriamente en peligro al usuario.
Esto significa que incluso en el caso de un interruptor de
protección contra corrientes de defecto previsto en el distribuidor
de corriente no siempre puede garantizarse una protección plenamente
eficaz del usuario.
El documento GB 2181599 A muestra un dispositivo
de protección que puede integrarse en la línea de alimentación entre
una acometida de la red y un receptor eléctrico y que presenta tanto
un disyuntor mecánico como un disyuntor eléctrico. El disyuntor
eléctrico sirve para acelerar el proceso de interrupción, dado que
el disyuntor eléctrico presenta un tiempo de conmutación más pequeño
que el del disyuntor mecánico.
La invención se basa en el problema de indicar un
dispositivo de protección para un receptor eléctrico que evite
eficazmente la aparición de corrientes de defecto incluso aunque no
esté presente un equipo de protección correspondiente en la red
eléctrica o el aparato que presenta el receptor eléctrico está
provisto de un acumulador de energía en el que se almacena
transitoriamente la corriente alimentada por la red.
Según la invención, el problema se resuelve con
un dispositivo de protección dotado de las características de la
reivindicación 1. Desarrollos ulteriores ventajosos de la invención
pueden deducirse de las reivindicaciones subordinadas.
En el dispositivo de protección según la
invención se ha dispuesto en una línea de alimentación que une una
acometida de la red con un receptor eléctrico un interruptor de
protección contra corrientes de defecto entre la acometida de la red
y un equipo de conmutación. El interruptor de protección contra
corrientes de defecto presenta un equipo de detección para reconocer
una corriente de defecto, así como un primer disyuntor para
interrumpir una alimentación de corriente de la acometida de la red
al equipo de conmutación en función de una primera señal de
conmutación del equipo de detección. Además, aguas abajo del primer
disyuntor, más cerca del receptor, está previsto un segundo
disyuntor que puede ser conmutado por la señal de conmutación del
equipo de detección. Ventajosamente, el primer disyuntor está
dispuesto de tal manera que puede interrumpir la alimentación de
corriente de la acometida de la red al interruptor de protección
contra corrientes de defecto. Dado que el segundo disyuntor está
dispuesto más cerca del receptor, protege a éste y al usuario mejor
de lo que es posible con el primer disyuntor solamente. Esto se
aplica especialmente cuando el segundo disyuntor corta la
alimentación de corriente por vía electrónica.
Como quiera que de esta manera se dispone el
interruptor de protección contra corrientes de defecto en la zona de
la línea de alimentación de corriente al aparato eléctrico o bien
directamente en el enchufe de la red, este interruptor, al
detectarse una corriente de defecto, puede dejar inmediatamente sin
corriente al receptor eléctrico y, por tanto, a todo el aparato
eléctrico. De este modo, el aparato completo puede ser protegido
rápidamente contra corrientes de defecto, incluso aunque no esté
presente un interruptor de protección contra corrientes de defecto
en los distribuidores de corriente pertenecientes a la red.
La habilitación del segundo disyuntor es adecuada
especialmente para aparatos eléctricos en los que está previsto un
acumulador de energía para almacenar transitoriamente energía
eléctrica en la zona del equipo de conmutación, por ejemplo como
componente de un convertidor de frecuencia. Como se ha expuesto ya
anteriormente, en tales acumuladores de energía existe el riesgo de
que, a pesar de tener interrumpida la alimentación de corriente de
la red, se pueda acumular energía suficiente para poner en peligro
al usuario debido a corrientes de defecto. Este problema puede
seguir existiendo también cuando ya se haya activado el primer
disyuntor.
El acumulador de energía está dispuesto, por
ejemplo, entre el interruptor de protección contra corrientes de
defecto y el equipo de conmutación. Mediante el segundo disyuntor
puede interrumpir todo flujo de corriente hacia o desde el
acumulador de energía. Por tanto, el equipo de detección está en
condiciones de activar a través de la señal de conmutación no sólo
el primer disyuntor que retira al aparato eléctrico de la red, sino
también el segundo disyuntor que está dispuesto lo más cerca
posible del acumulador de energía. Si en este caso se presenta una
corriente de defecto, por ejemplo en el receptor eléctrico, se
interrumpe la unión con la red, la unión con el acumulador de
energía y la unión del acumulador de energía con la salida de la
parte de potencia (por ejemplo, etapa final de un convertidor de
frecuencia). La energía almacenada en el acumulador de energía no
puede ya escapar, con lo que se excluye una situación de peligro
para el usuario.
En otra ejecución ventajosa de la invención los
contactos de interrupción primero y/o segundo están cerrados
solamente cuando se aplica la señal de conmutación. En caso de que
falte esta señal de conmutación, se corta la unión eléctrica. De
esta manera, se asegura que el interruptor de protección contra
corrientes de defecto funcione correctamente y no haya sido
retirado tampoco del aparato. En caso de que falte el interruptor de
protección contra corrientes de defecto, queda excluida una puesta
en funcionamiento del aparato.
Estas y otras ventajas y características de la
invención se explican seguidamente con más detalle con ayuda y un
dibujo y con referencia a la figura adjunta.
La única figura muestra como ejemplo de un
aparato eléctrico un vibrador interno para la compactación de
hormigón aún líquido.
La corriente eléctrica es introducida en el
aparato por un enchufe de red 1 que sirve como acometida de la red y
conducida a través de una línea de alimentación 2 hasta un equipo de
conmutación 3. El equipo de conmutación 3 presenta al menos un
interruptor de conexión/desconexión 4. Además, en el ejemplo
mostrado está previsto en el equipo de conmutación 3 un convertidor
de frecuencia en sí conocido, no representado, con un condensador
electrolítico que sirve de acumulador de energía.
La línea de alimentación 2 sale del equipo de
conmutación 3 y es conducida - forrada con un tubo flexible de
protección y operación 5 - a una botella vibradora 6. En la botella
vibradora 6 está alojado un motor eléctrico alargado que sirve de
receptor eléctrico y que acciona y hace girar a una masa
desequilibrada dispuesta también en la botella vibradora 6, con lo
que se pueden generar las vibraciones del vibrador necesarias para
la compactación del hormigón. El usuario conduce la botella
vibradora 6 en el tubo flexible de protección y operación 5.
El vibrador interno descrito hasta ahora es en
general conocido y ha dado ya resultados óptimos en el duro trabajo
de las obras de construcción.
En el vibrador interno mostrado en la figura es
nuevo un interruptor 7 de protección contra corrientes de defecto
que va alojado en una carcasa y que puede estar materializado, por
ejemplo, por un interruptor FI en sí conocido.
En un interruptor FI de esta clase las líneas de
ida y de retorno de la corriente están rodeadas conjuntamente por un
núcleo de hierro que vigila la intensidad del campo magnético de los
conductores. Cuando, debido a una corriente de defecto, el conductor
de ida de la corriente conduce una intensidad más fuerte que la del
conductor de retorno de la corriente, se origina entonces, a pesar
de la superposición de los campos magnéticos de los dos conductores,
un campo magnético diferencial que es detectado por el núcleo de
hierro y convertido entonces en un circuito adicional en sí conocido
en una señal de conmutación que es alimentada, por ejemplo, a un
relé que sirve de disyuntor para interrumpir la alimentación de
corriente.
Por consiguiente, el interruptor 7 de protección
contra corrientes de defecto está constituido por un equipo de
detección que reconoce la presencia de una corriente de defecto y
seguidamente genera una señal de conmutación o interrumpe una señal
existente, así como por un primer disyuntor 8 que interrumpe la
alimentación de corriente del enchufe 1 de la red al interruptor 7
de protección contra corrientes de defecto y, por tanto, deja a todo
el vibrador interno sin corriente. De esta manera, especialmente en
instalaciones en las que no están previstos interruptores FI en
armarios de conmutación o en distribuidores, se puede reducir una
situación de peligro del personal de servicio por efecto de
corrientes de defecto.
Como ya se ha descrito, el vibrador interno
presenta en el equipo de conmutación 3 un convertidor de frecuencia
que comprende un acumulador de energía en forma de un condensador.
Aun cuando se presente una corriente de defecto, por ejemplo por
desprendimiento del aislamiento de la línea de alimentación 2 en las
proximidades de la botella vibradora 6 y el interruptor 7 de
protección contra corrientes de defecto aísle después al aparato de
la red, la energía acumulada en el acumulador de energía es
suficiente para seguir generando una corriente de defecto que puede
poner en peligro al usuario.
Para evitar esta situación de peligro, se ha
previsto un segundo disyuntor 9 con el cual se puede separar el
acumulador de energía de los restantes componentes eléctricos,
especialmente la línea de alimentación 2. El segundo disyuntor 9 es
activado también a través de la señal de conmutación por el equipo
de detección del interruptor 7 de protección contra corrientes de
defecto y garantiza así que, al presentarse una corriente de
defecto y al producirse la interrupción subsiguiente, no se
descargue la energía del acumulador de energía y, por tanto, no
pueda ponerse en peligro al usuario. El segundo disyuntor 9 deberá
estar construido aquí de tal manera que pueda aislar el acumulador
de energía completamente del medio ambiente para evitar también un
retorno de la corriente, por ejemplo en dirección al interruptor 7
de protección contra corrientes de defecto. Para conseguir una
reacción lo más rápida posible del segundo disyuntor 9, éste deberá
estar materializado por medio de componentes electrónicos de la
manera habitual para el experto.
Para la alimentación de la señal de conmutación
del interruptor 7 de protección contra defectos espacialmente
separado al segundo disyuntor 9 se ha previsto un trayecto de
transmisión de datos. Este puede estar constituido, por ejemplo, por
uno o varios cables que discurren en paralelo con la línea de
alimentación 2. Sin embargo, es posible también generar una señal
modulada sobre la corriente eléctrica en la línea de alimentación 2
o generar una corta interrupción de la alimentación de corriente en
el rango de unos pocos milisegundos, la cual es interpretada como
impulso de mando por el segundo disyuntor 9. Por último, es
imaginable también una transmisión de la señal de mando por medio
de conductores ópticos, señales de radio o cualquier otra clase de
transmisión de señales conocida.
En una variante especialmente segura los
disyuntores primero y segundo 8, 9 permiten un flujo de corriente
únicamente cuando la señal de conmutación se encuentra en un nivel
alto. Si cae la señal de conmutación o falta por completo, por
ejemplo cuando el interruptor 7 de protección contra corrientes de
defecto ha sido retirado sin autorización del aparato, los
disyuntores 8, 9 suprimen una alimentación de corriente. Gracias a
esta función "segura contra fallos" el vibrador interno puede
ser puesto en servicio solamente con el conmutador de protección
contra corrientes de defecto funcionando correctamente.
Claims (10)
1. Dispositivo de protección para un receptor
eléctrico (6), que comprende
- una acometida (1) de la red;
- una línea de alimentación (2) de la acometida
(1) de la red al receptor (6); y
- un equipo de conmutación (3) previsto en la
línea de alimentación (2) para la conexión y desconexión del
receptor (6); en donde
- en la línea de alimentación (2) está dispuesto
un interruptor (7) de protección contra corrientes de defecto entre
la acometida (1) de la red y el equipo de conmutación (3);
- el interruptor (7) de protección contra
corrientes de defecto presenta un equipo de detección para reconocer
una corriente de defecto, así como un primer disyuntor (8) para
interrumpir una alimentación de corriente de la acometida (1) de la
red al equipo de conmutación (3) en función de una señal de
conmutación procedente del equipo de detección; y en donde
- aguas abajo del primer disyuntor (8), cerca del
receptor (6), y adicionalmente al equipo de conmutación, está
previsto un segundo disyuntor (9) que puede ser conmutado por la
señal de conmutación procedente del equipo de detección y que sirve
para interrumpir el flujo de corriente hacia el receptor.
2. Dispositivo de protección según la
reivindicación 1, caracterizado porque el primer disyuntor
(8) sirve para interrumpir una alimentación de corriente de la
acometida (1) de la red al interruptor (7) de protección contra
corrientes de defecto.
3. Dispositivo de protección según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el interruptor
(7) de protección contra corrientes de defecto está dispuesto en la
zona de la acometida (1) de la red.
4. Dispositivo de protección según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque entre el
interruptor (7) de protección contra corrientes de defecto y el
equipo de conmutación (3) está dispuesto un acumulador de energía
para almacenar transitoriamente energía eléctrica alimentada a
través de la acometida de la red.
5. Dispositivo de protección según la
reivindicación 4, caracterizado porque en el acumulador de
energía está dispuesto el segundo disyuntor (9), a través del cual
se puede interrumpir todo flujo de corriente hacia y/o desde el
acumulador de energía.
6. Dispositivo de protección según una de las
reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque el acumulador
de energía es parte integrante de un convertidor de frecuencia.
7. Dispositivo de protección según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el segundo
disyuntor (9) está dispuesto en el receptor (6).
8. Dispositivo de protección según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la señal de
conmutación puede ser transmitida a través de un trayecto de
transmisión de datos desde el equipo de detección hasta el segundo
disyuntor (9).
9. Dispositivo de protección según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque, en caso de que
falte la señal de conmutación, se corta la unión eléctrica por medio
de los contactos de interrupción primero y/o segundo (8, 9).
10. Dispositivo de protección según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el segundo
disyuntor (9) es un disyuntor electrónico.
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