ES2228323T3 - Puente de cortocircuito. - Google Patents

Puente de cortocircuito.

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ES2228323T3
ES2228323T3 ES00107215T ES00107215T ES2228323T3 ES 2228323 T3 ES2228323 T3 ES 2228323T3 ES 00107215 T ES00107215 T ES 00107215T ES 00107215 T ES00107215 T ES 00107215T ES 2228323 T3 ES2228323 T3 ES 2228323T3
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Lutz Thilker
Wolfgang Erven
Albert Zacharias
Thomas Daube
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Eaton Industries GmbH
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H39/004Closing switches
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/0015Using arc detectors

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  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
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  • Locating Faults (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

Puente de cortocircuito (23) para un dispositivo de protección del arco de luz parásita para la utilización en instalaciones para la distribución de energía eléctrica, con un elemento de presión (6), con carriles de conexión (3) y con un carril de comunicación (2) y con un elemento de cortocircuito (5) accionado por el elemento de presión para la conexión eléctrica de los carriles de conexión (3) con el carril de comunicación (2), presentando el puente de cortocircuito al menos un elemento de centrado (1) de material aislante para el centrado desde el carril de conexión (3) con el carril de comunicación (2), y presentando el elemento de centrado (1) una membrana de aislamiento (4), que es atravesada por el elemento de cortocircuito (5) cuando se activa el elemento de presión (6).

Description

Puente de cortocircuito.
La invención se refiere a un puente de cortocircuito según el preámbulo de la reivindicación 1.
Se conoce a partir del documento DE 197 12 387 A1 un puente de cortocircuito con carriles de conexión y con un carril de comunicación, que está provisto con un pistón de puente de cortocircuito y con un generador de gas. Durante la extinción de arcos de luz parásita en instalaciones de concesión de energía se intenta realizar un cortocircuito de la manera más rápida posible. Por razones de aislamiento, los carriles de corriente a conectar se encuentran allí relativamente muy distanciados, lo que repercute de una manera desfavorable sobre el tiempo de conmutación.
El pistón de puente de cortocircuito y los carriles de corriente deben disponerse de una manera relativamente exacta, para que se garantice una función segura. En la disposición mostrada en la figura 11 existe el peligro de que los taladros, en los que se guía o bien se inserta el pistón de puente de cortocircuito, no estén alineados exactamente entre sí.
El puente de cortocircuito, que se muestra y describe en la publicación del modelo de utilidad alemán 9419141, contiene un elemento de presión o bien una carga de explosión y una membrana de aislamiento, que es atravesada por un pistón de puente de cortocircuito. La membrana de aislamiento repercute de una manera favorable sobre el aislamiento. El centrado de ambas piezas que forman el cortocircuito se realiza con un anillo 21. Sin embargo, esta solución solamente se refiere a piezas simétricas rotatorias.
El cometido de la invención es crear un puente de cortocircuito9 según el preámbulo de la reivindicación 1, que se puede montar fácilmente y en el que los carriles se pueden montar exactamente unos con relación a los otros y están bien aislados entre sí.
El cometido de la invención se soluciona a través de los rasgos característicos de la reivindicación 1, mientras que en las reivindicaciones dependientes se caracterizan desarrollos especialmente ventajoso de la invención.
Puesto que entre el carril de conexión y el carril de corriente está dispuesta una lámina aislante, que presenta un taladro, que es mayor que el diámetro del elemento de presión y en el que se puede insertar el elemento de centrado, se pueden elevar, por una parte, las líneas de aire y de fuga con un montaje poco complicado y con una distancia pequeña entre los carriles, sin que haya que atravesar la lámina de aislamiento.
Cuando la pieza de centrado está constituida por un casquillo en forma de anillo, que es mayor que el diámetro del elemento de puente de cortocircuito, y la pieza de centrado presenta un collar de aislamiento formado integralmente en el casquillo radialmente hacia fuera, entonces se mejora adicionalmente la propiedad de centrado y de aislamiento de la pieza de centrado.
Es especialmente ventajoso que la membrana de aislamiento esté provista con un punto teórico de rotura, porque entonces se puede realizar una rotura definida y fácil de la membrana de aislamiento.
Con la ayuda del dibujo, en el que se representa un ejemplo de realización, se describen y se explican en detalle la invención, otras configuraciones y mejoras de la invención y otras ventajas.
En este caso:
La figura 1 muestra una representación extendida en perspectiva del puente de cortocircuito.
La figura 2 muestra una representación en sección del puente de cortocircuito.
La figura 3 muestra una representación en sección ampliada.
La figura 4 muestra una representación extendida en perspectiva del pistón de puente de cortocircuito, del elemento de centrado y de la lámina aislante desde abajo, y
La figura 5 muestra una representación extendida en perspectiva del pistón de puente de cortocircuito, del elemento de centrado y de la lámina de aislamiento desde arriba.
La figura 1 muestra el puente de cortocircuito 23 preparado para la conexión con tres carriles de conexión 3, dispuestos planos unos junto a los otros, en forma de carriles planos con taladros de conexión 15 correspondientes, como son habituales en la construcción de instalaciones de baja tensión.
El carril de conexión central 3 está conectado eléctricamente en el extremo o bien en el extremo opuesto de los taladros de conexión 15, con un carril de conexión 2, estando aislado el carril de conexión 2 con respecto a los carriles de conexión 3 en el estado no activado. La disposición de los carriles es en forma
de E.
En los extremos de los carriles de conexión 3 están dispuestas dos unidades del puente de cortocircuito 16, 17, respectivamente, con un accionamiento del generador de gas sobre la base de nitrocelulosa, como se utiliza en Airbags o cinturones de seguridad.
Los carriles de conexión 3, el carril de comunicación 2 y otras piezas de aislamiento descritas más adelante están dispuestos en un paquete en forma de E del tipo de sándwich.
Durante la activación de las unidades del puente de cortocircuito 16 y 17 se forma un cortocircuito de tres polos, que extingue dentro de un milisegundo un arco de luz parásita. Las unidades del puente de cortocircuito 16 y 17 son activadas a través de una electrónica de evaluación, que está provista con sensores rápidos de corriente y de luz para la detección del arco de luz parásita. La activación se puede realizar con cualquier tipo de sensores. De la misma manera, el puente de cortocircuito se puede emplear para la protección de consumidores y de medios de producción en el caso de cortocircuito.
En la figura 2 se muestra una representación en sección de la unidad de puente de cortocircuito, mostrando la figura 3 una ampliación.
La unidad de puente de cortocircuito 16 y 17 está constituida, respectivamente, por un generador de gas 6, una cápsula 18 de material aislante para el generador de gas 6 con una tuerca de racor no representada. El generador 6 está incrustado de forma hermética al gas en la cápsula 18.
Los carriles de conexión 3 están incrustados en una parte inferior 9 de material aislante y están enroscados con esta parte. La parte inferior 9 presenta avellanados 19, que presentan aproximadamente la misma profundidad que el espesor de los carriles de conexión 3. En un lado de la parte inferior 9 están dispuestos orificios 20 para el paso de los carriles de conexión, como se puede ver en la figura 1. En ambos lados de la parte inferior 9, es decir, a la izquierda y a la derecha de los carriles de conexión 3 están formadas integralmente pestañas de fijación 21 con taladros de fijación 22, que están provistos para la fijación del puente de cortocircuito 23 en una instalación de conmutación.
Los dos carriles de conexión exteriores están provistos en la zona de las unidades del puente de cortocircuito 16, 17 con un taladro 24 de los carriles de conexión, que presentan una chaflán 25 para el elemento de centrado 1. Directamente debajo del taladro 24 de los carriles de conexión, la parte inferior 9 está provista con un taladro 26 de la parte inferior, que presenta un diámetro ligeramente mayor que el taladro 24 de los carriles de conexión.
Sobre el carril de conexión derecho y el carril de conexión izquierdo 3 se encuentra una lámina de aislamiento fina 27, que es más ancha que la anchura de los carriles de conexión y presenta un taladro de lámina 28, a través del cual se puede insertar un elemento de centrado 1.
El puente de cortocircuito presenta un elemento de centrado 1 de material aislante para el centrado de un carril de conexión 3 con un carril de comunicación 2. El elemento de centrado 1 presenta una membrana de aislamiento 4, que es atravesada durante la activación del elemento de presión 6 por un pistón de puente de cortocircuito 5 o bien por un elemento de centrado.
Entre el carril de conexión 3 y el carril de corriente 2 está dispuesta una lámina de aislamiento 27, que presenta un taladro de lámina, que es mayor que el diámetro del pistón del puente de cortocircuito 5 y en el que se puede insertar el elemento de centrado 1.
La pieza de centrado 1 está constituida por un casquillo 11 en forma de anillo, que es mayor que el diámetro del pistón del puente de cortocircuito 5. La pieza de centrado 1 presenta un collar de aislamiento formado integralmente en el casquillo 11 radialmente hacia fuera.
La membrana de aislamiento 4 está provista con un punto teórico de rotura 29, como se representa en la figura 3.
La pieza de retención 7 presenta una primera zona 30 del tipo de chimenea, en la que está retenido el generador de gas 6. En esta primera zona 30 está dispuesto un volumen previo 31 en forma de una caja de chimenea.
El generador de gas 6 está incrustado en la parte superior de la primera zona en un alojamiento cilíndrico 32, que presenta un diámetro mayor que la zona del volumen previo 31. La primera zona está provista con un chaflán de retención 33, en el que se apoya el generador de gas 6 y contra el que es presionado por medio de una tuerca de racor no mostrada en detalle, similar a la que se muestra en el documento DE 19746815 (figura 3, signo de referencia 13). Con el signo de referencia 34 se indica la rosca necesaria para ello.
El volumen previo 31 tiene aproximadamente 1 cm^{3}, estando optimizado el generador de gas 6 para este volumen.
La segunda zona 35 está prevista para la retención y el aislamiento del carril de comunicación 2 y está solapada como un material de aislamiento sobre el carril de conexión 2 y está conectada con éste por medio de uniones roscadas 36. El carril de conexión 2 es relativamente alto. La altura representa aproximadamente dos tercios de la anchura, para que el pistón de puente de cortocircuito 5 se pueda incrustar casi completamente en el carril de conexión.
En una segunda zona 35 está formado integralmente un collar redondo, que se proyecta dentro de un taladro de paso 38 del carril de comunicación 2, estando dispuesto el pistón del puente de cortocircuito 5 en este taladro de paso 38.
Por medio del collar están en cerrados los gases de forma hermética a gas, pudiendo insertarse también una junta de obturación en muescas 39 previstas a tal fin. La segunda zona 35 se extiende hasta los carriles de conexión 3. Alrededor de la segunda zona 35 está dispuesta una tercera zona 40 de forma rectangular, como una pantalla, que blinda con efecto de aislamiento los carriles de conexión 3 y alcanza casi la dimensión de la carcasa. La parte inferior 9 y los carriles de conexión 3 forman un paquete del tipo de sándwich con el carril de comunicación 2 colocado transversal y con la pieza de retención 7. Sobre este paquete, alrededor de la tercera zona 40 está dispuesta una campana 10. Ésta forma junto con el paquete una carcasa, en la que están dispuestos protegidos el conector de enchufe y los conductos para los generadores de gas. Los conectores de enchufe están dispuestos directamente debajo de la campana 10 (no se representa), para que estén protegidos contra una extracción no deseada. La campana 10 está provista, además, con un orificio de paso de cables y con una descarga de la tracción para el conducto del generador de gas.
Transversalmente sobre los dos carriles de conexión exteriores 3 está dispuesta en cada caso una lámina de aislamiento 27 para el aislamiento del carril de comunicación 2 con los dos carriles de conexión exteriores 3. El carril de conexión central 3 está conectado eléctricamente, como ya se ha descrito, con el carril de comunicación 2, para provocar un cortocircuito entre las dos fases exteriores.
El pistón de puente de cortocircuito 5 está guiado y retenido en un carril de comunicación 2, estando incrustado el generador de gas 6 en la pieza de retención 7 de material aislante que presente un volumen previo 31, que está fijada directamente con el carril de corriente 2.
El pistón de puente de cortocircuito 5 es retenido en uno de los extremos por la pieza de retención 7 y en el otro extremo por un elemento de centrado 1 de material aislante, estando dispuesto el elemento de centrado 1 entre el carril de comunicación 2 y el carril de conexión 3.
La pieza de centrado 1 está constituida por un casquillo 11, una membrana de aislamiento 4 con un punto teórico de rotura 29 y un collar de aislamiento 12 que está formado integralmente en el casquillo 11 radialmente hacia fuera.
El volumen previo 31 tiene aproximadamente 1 cm^{3}, siendo la presión del gas del generador de gas al menos 500 bares.
El puente de cortocircuito presenta al menos una parte inferior 9 de material aislante, en la que están incrustados y fijados los carriles de conexión 3, es decir, que también pueden estar presentes dos partes inferiores o bien dos carcasas, que presentan en cada caso una unidad de generador de gas 16, 17.
La pieza de retención 7 está constituida totalmente por material aislante. El carril de comunicación 2 está incrustado y fijado en la pieza de retención 7, estando fijada la parte inferior 9 con una pieza de retención 7, de tal manera que se obtiene al menos una carcasa aislante del puente de cortocircuito. La pieza de retención 7 está provista con una campana 10.
El pistón del puente de cortocircuito 6 presenta una zona cilíndrica 41 y en la zona delantera presenta una zona 42 ligeramente cónica. El taladro 24 de los carriles de conexión y el taladro de paso 38 de carril de comunicación 2 están alineados exactamente por medio del elemento de centrado 1. Por medio del chaflán 25 del carril de comunicación 2 y del chaflán 43 de los carriles de conexión, en el que se encuentra el casquillo 11, se crea un talado pasante, que solamente está interrumpido por la membrana de aislamiento 4. Después de la rotura de la membrana de aislamiento 4, el pistón del puente de cortocircuito 6 puede contactar sin obstáculos con el carril de conexión, hasta que éste es fijado allí, porque o bien el taladro del carril de conexión es igualmente cónico o el diámetro es menor que la zona cilíndrica 41.
El pistón del puente de cortocircuito 6 solamente está retirado alrededor de la membrana de aislamiento muy fina, lo que conduce a un tiempo de conmutación muy corto. El elemento de centrado 1 actúa como una caperuza de aislamiento en forma de dedal, que retiene el pistón del puente de cortocircuito 6.
La invención está especificada de una manera prioritaria para el empleo como órgano de protección central en instalaciones de distribución de energía desplazables y estacionarias, tanto en distribuidores puntuales, por ejemplo distribuidores principales, como también en distribuidores lineales, por ejemplo distribuidores de carriles en la técnica de baja, media y alta tensión. La invención se puede emplear también como órgano de protección descentralizado, por ejemplo en instalaciones de baterías, de corriente de emergencia, de compensación y ferroviarias.
El principio básico se basa en que un generador de gas, que es activado a través de una corriente de encendido definida, alimenta en muy poco tiempo un volumen de gas definido. El espacio, en el que se desarrolla el volumen de gas, es suficientemente hermético y fijo para que se forme una presión de hasta 900 bares. La presión es utilizada como accionamiento para un proceso de cierre. Los conductores están diseñados para una corriente de cortocircuito de más de 100kA durante un periodo de tiempo de al menos 500 ms.
Lista de signos de referencia
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1 \+ Elemento de centrado\cr  2 \+ Carril de comunicación\cr  3 \+
Carril de conexión\cr  4 \+ Membrana de aislamiento\cr  5 \+ Pistón
de puente de cortocircuito\cr  6 \+ Elemento de presión\cr  7 \+
Pieza de retención\cr  9 \+ Parte inferior\cr  10 \+ Campana\cr  11
\+ Casquillo\cr  15 \+ Taladros de conexión\cr  16, 17 \+ Unidades
del puente de cortocircuito\cr  18 \+ Cápsula\cr  19 \+
Avellanados\cr  20 \+ Orificios\cr  21 \+ Pestaña de fijación\cr  22
\+ Taladros de fijación\cr  23 \+ Puente de cortocircuito\cr  24 \+
Taladro del carril de conexión\cr  25 \+ Chaflán\cr  26 \+ Taladro
de la parte inferior\cr  27 \+ Lámina de aislamiento\cr  29 \+ Punto
teórico de rotura\cr  30 \+ Primera zona\cr  31 \+ Volumen previo\cr
 32 \+ Alojamiento\cr  33 \+ Chaflán de retención\cr  34 \+ Rosca\cr
 35 \+ Segunda zona\cr  36 \+ Uniones roscadas\cr  38 \+ Taladro de
paso\cr  39 \+ Muescas\cr  40 \+ Tercera zona\cr  41 \+ Zona
cilíndrica\cr  42 \+ Zona cónica\cr  43 \+ Chaflán de los carriles
de
conexión\cr}

Claims (10)

1. Puente de cortocircuito (23) para un dispositivo de protección del arco de luz parásita para la utilización en instalaciones para la distribución de energía eléctrica, con un elemento de presión (6), con carriles de conexión (3) y con un carril de comunicación (2) y con un elemento de cortocircuito (5) accionado por el elemento de presión para la conexión eléctrica de los carriles de conexión (3) con el carril de comunicación (2), presentando el puente de cortocircuito al menos un elemento de centrado (1) de material aislante para el centrado desde el carril de conexión (3) con el carril de comunicación (2), y presentando el elemento de centrado (1) una membrana de aislamiento (4), que es atravesada por el elemento de cortocircuito (5) cuando se activa el elemento de presión (6).
2. Puente de cortocircuito según la reivindicación 1, caracterizado porque entre el carril de conexión (3) y el carril de comunicación (2) está dispuesta una lámina aislante (27), que presenta un taladro de lámina, que es mayor que el diámetro del elemento de cortocircuito (5) y en el que se puede insertar el elemento de centrado (1).
3. Puente de cortocircuito según la reivindicación 2, caracterizado porque la pieza de centrado (1) está constituida por un casquillo en forma de anillo (11), que es mayor que el diámetro del elemento de cortocircuito (5), porque el elemento de centrado (1) presenta un collar de aislamiento formado integralmente en el casquillo (11) radialmente hacia fuera.
4. Puente de cortocircuito según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de presión es un generador de gas (6).
5. Puente de cortocircuito según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de cortocircuito (5) es un pistón de puente de cortocircuito.
6. Puente de cortocircuito según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la membrana de aislamiento (4) está provista con un punto teórico de rotura (29).
7. Puente de cortocircuito según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los carriles de conexión (3) y los carriles de comunicación (2) forman una disposición de carriles en forma de E.
8. Puente de cortocircuito según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los carriles de conexión (3), el carril de comunicación (2) y las piezas de aislamiento están dispuestas en un paquete en forma de E del tipo de sándwich.
9. Puente de cortocircuito según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque están presentes unidades del puente de cortocircuito (16 y 17), que son activadas a través de una electrónica de evaluación, que está conectada con sensores rápidos de la corriente y de la luz para el reconocimiento del arco de luz parásita.
10. Puente de cortocircuito según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los carriles de conexión (3) están provistos en la zona de las unidades del puente de cortocircuito (16, 17) con un taladro (24) del carril de conexión, que presentan un chaflán (25) para el elemento de centrado (1).
ES00107215T 1999-04-12 2000-04-01 Puente de cortocircuito. Expired - Lifetime ES2228323T3 (es)

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DE19916328A DE19916328A1 (de) 1999-04-12 1999-04-12 Kurzschließer
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Publication Number Publication Date
ES2228323T3 true ES2228323T3 (es) 2005-04-16

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DE50007837D1 (de) 2004-10-28
ATE277418T1 (de) 2004-10-15
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