ES2228324T3 - Puente de cortocircuito. - Google Patents
Puente de cortocircuito.Info
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
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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), con un carril de comunicación (2) y con un pistón de cortocircuito (5) accionado por el elemento de presión para la conexión eléctrica de los carriles de conexión con el carril de comunicación, siendo guiado y retenido el pistón de cortocircuito (5) en un carril de comunicación (2) y estando incrustado el generador de gas (6) como elemento de presión en una piezas de retención (7) de material aislante, que presenta un volumen previo (31), y estando conectada la pieza de retención (7) con el carril de comunicación (2).
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 94 19 141 un
puente de cortocircuito con cartuchos de cortocircuito, que presenta
una parte inferior cilíndrica de cobre, en la que están integrados
un bulón de cortocircuito y un conjunto de expansión. En esta
solución es un inconveniente que un puente de cortocircuito con un
cartucho de este tipo es relativamente grande, el bulón es guiado de
forma inexacta y está previsto un conjunto de expansión desfavorable
por los motivos conocidos.
Se conoce a partir del documento DE 197 12 387 un
puente de cortocircuito, que presenta una carcasa de material
aislante, que está conectada con la sección de conductores de
corriente y que presenta un generador de gas como elemento de
presión.
El cometido de la invención es crear un puente de
cortocircuito según el preámbulo de la reivindicación 1, que es
compacto, presenta una guía buena del pistón y no necesita ningún
conjunto de expansión.
El cometido 1 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.
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.
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 ó 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, 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 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.
\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 (8)
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), con un carril de comunicación (2) y con un pistón de
cortocircuito (5) accionado por el elemento de presión para la
conexión eléctrica de los carriles de conexión con el carril de
comunicación, siendo guiado y retenido el pistón de cortocircuito
(5) en un carril de comunicación (2) y estando incrustado el
generador de gas (6) como elemento de presión en una piezas de
retención (7) de material aislante, que presenta un volumen previo
(31), y estando conectada la pieza de retención (7) con el carril de
comunicación (2).
2. Puente de cortocircuito según la
reivindicación 1, caracterizado porque el pistón 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 dispuesta la piezas de centrado (1)
entre el carril de comunicación (2) y un carril de conexión (3).
3. Puente de cortocircuito según la
reivindicación 2, caracterizado porque la pieza de centrado
está constituida por un casquillo (11), por una membrana de
aislamiento (4) con un punto teórico de rotura y por 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 volumen
previo (31) tiene aproximadamente 1 cm^{3} y la presión del gas
del generador de gas (6) tiene al menos 300 bares.
5. Puente de cortocircuito según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el puente
de cortocircuito (23) presenta al menos un elemento de centrado (1)
de material aislante para el centrado de un carril de conexión (3)
con un carril de comunicación (2), y porque el elemento de centrado
(1) presenta una membrana de aislamiento (4), que es atravesada por
el elemento de cortocircuito (5) durante la activación del elemento
de presión (6).
6. Puente de cortocircuito según una de las
reivindicaciones anteriores, 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 pistón de cortocircuito (5)
y en el que se puede insertar el elemento de centrado (1).
7. Puente de cortocircuito según una de las
reivindicaciones anteriores, 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.
8. 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).
Applications Claiming Priority (2)
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