ES2206397T3 - Dispositivo de proteccion para un receptor electrico. - Google Patents

Dispositivo de proteccion para un receptor electrico.

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ES2206397T3 ES01902298T ES01902298T ES2206397T3 ES 2206397 T3 ES2206397 T3 ES 2206397T3 ES 01902298 T ES01902298 T ES 01902298T ES 01902298 T ES01902298 T ES 01902298T ES 2206397 T3 ES2206397 T3 ES 2206397T3
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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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