ES2234085T3 - Dispositivo porta-fusible para aparato electrico. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO PORTAFUSIBLES, COMO UN POZO PARA FUSIBLE, PARA EL EQUIPAMIENTO DE UN APARATO ELECTRICO, COMO UN INTERRUPTOR. CONSISTE EN UN POZO (1) QUE ALOJA UN CARTUCHO DE FUSIBLE (3) Y VA PROVISTO DE UN MEDIO DE DETECCION (M) DEL ESTADO DE DEGRADACION O NO DEGRADACION DEL CARTUCHO DE FUSIBLE (3). SE CARACTERIZA POR QUE EL MEDIO DE DETECCION (M) INCLUYE UN MEDIO CON MEMORIA DE FORMA (11) QUE ES DEFORMABLE ENTRE UNA POSICION DE REPOSO CORRESPONDIENTE A UN ESTADO DE NO DEGRADACION DEL CARTUCHO DE FUSIBLE (3) Y UN ESTADO ACTIVO PROVOCADO POR UNA ELEVACION SIGNIFICATIVA DE LA TEMPERATURA EN EL INTERIOR DEL POZO (1) DERIVADA DE UNA DEGRADACION DE DICHO CARTUCHO DE FUSIBLE (3). EN ESTADO ACTIVO, EL MEDIO DE DETECCION (11) ARRASTRA UNA VARILLA DE MANDO (9) HASTA UNA POSICION DE APERTURA DE LOS CONTACTOS DEL APARATO.

Description

Dispositivo porta-fusible para aparato eléctrico.

Se refiere la invención a un dispositivo porta-fusible tal como un porta-fusible destinado a ser asociado a un aparato eléctrico, tal como un interruptor y que comprende una cavidad destinada al alojamiento de una cápsula fusible y que tiene un medio de detención del estado degradado o no degradado de la cápsula fusible, estando dicho medio conectado mecánicamente a un medio de accionamiento de la apertura de los contactos del aparato.

Un problema que se plantea en este tipo de dispositivo es el de que al producirse una disfunción de la cápsula fusible debida por ejemplo a su envejecimiento (fusible ligeramente deteriorado, por ejemplo), se engendra un calentamiento excesivo en el interior de la cavidad durante el paso de la corriente nominal. Este calentamiento conduce al envejecimiento térmico de la cavidad, constituida por lo común por resina, perdiendo la misma sus propiedades dieléctricas. Además, este calentamiento induce cargas mecánicas en el interior de la cavidad.

Por consiguiente, no estando el cuerpo constitutivo de esta cavidad destinado a ser fácilmente intercambiable, es necesario protegerlo contra tal calentamiento producido por la disfunción de la cápsula fusible.

Se han propuesto ya dispositivos para resolver este problema, los cuales detectan el estado degradado de la cápsula midiendo las variaciones de presión en el interior de la cavidad.

Tal dispositivo es conocido, por ejemplo por el documento DE 296 05 370 U.

La presente invención propone un dispositivo porta-fusible de confección simple, que permite detectar de manera fiable un eventual estado degradado de una cápsula fusible para proteger el dispositivo porta-fusible.

A tal efecto, la presente invención tiene por objeto un dispositivo porta-fusible según la reivindicación 1.

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Según una característica particular, el dispositivo porta-fusible citado comprende un tapón y el vástago de accionamiento citado está montado en disposición móvil en traslación a través de este tapón.

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Según una característica particular, el medio de detección está alojado dentro de una cavidad prevista en el tapón en su extremo situado hacia la cápsula.

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Según otra característica, el medio con memoria de forma tiene memoria en doble sentido, para asegurar una auto-reactivación.

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Según una realización particular, el medio con memoria de forma comprende un resorte apoyado por uno de sus dos extremos contra un extremo del vástago y por su extremo opuesto contra una pared de dicho tapón.

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Ventajosamente, las posiciones de reposo y activa del resorte corresponden respectivamente a un estado descomprimido y a un estado comprimido de dicho resorte.

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Según otra realización, el medio con memoria de forma comprende un resorte laminar.

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Según otra característica particular, la lámina del resorte está montada en un soporte alojado dentro de una cavidad del tapón, quedando la lámina y el soporte respectivamente en apoyo contra uno de los extremos del vástago de accionamiento y una pared del tapón.

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Según otra realización, el medio con memoria de forma comprende por lo menos una arandela, montada en un soporte, estando dicha arandela o dichas arandelas y el soporte respectivamente en apoyo contra uno de los extremos del vástago de accionamiento y una pared del tapón.

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Ventajosamente, el medio con memoria de forma está realizado con una aleación a base de cobre.

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De preferencia, la temperatura de accionamiento del medio con memoria de forma está comprendida entre 120ºC y 140ºC.

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Según otra característica, el vástago de accionamiento es igualmente movido por el percutor del fusible, para ser accionado igualmente al fundirse el elemento fusible. La invención tiene igualmente por objeto un dispositivo porta-fusible y un interruptor que comprende un dispositivo porta-fusible, comprendiendo las características precedentes tomadas solas o en combinación.

Pero aparecerán más claramente otras ventajas y características de la invención en la descripción detallada que sigue y que se refiere a los dibujos adjuntos dados únicamente a titulo de ejemplo, y en los cuales:

- la figura 1 es una vista en corte que ilustra un dispositivo porta-fusible, según la invención en el cual queda alojado un fusible;

- las figuras 2, 4 y 6 ilustran en una vista en corte, el tapón de un dispositivo porta-fusible según respectivamente tres realizaciones de la invención, en posición de reposo del vástago de accionamiento;

- las figuras 3, 5 y 7 son vistas similares a las precedentes, que representan respectivamente las tres realizaciones de la invención, estando el vástago de accionamiento en posición de apertura de los contactos;

- la figura 8 es una representación gráfica que ilustra el funcionamiento del medio de detección hecho con aleación con memoria de forma.

En la figura 1, puede verse un dispositivo porta-fusible D, destinado a quedar integrado en un aparato eléctrico tal como un interruptor (no representado). Este dispositivo porta-fusible D está constituido principalmente por una cavidad 1 de forma alargada, cerrada por un tapón 2 y en la cual queda alojado y sustentado un fusible de tensión media 3. Este fusible 3 está destinado a conducir la corriente eléctrica entre un contacto de entrada, por ejemplo una conducción atravesante, y el contacto de salida, por ejemplo un extremo de cable.

Este dispositivo porta-fusible D asegura igualmente otras funciones tales como, por ejemplo, el aislamiento dieléctrico entre las piezas bajo tensión y el entorno exterior o la función de envoltura del seccionador de puesta a tierra del contacto de salida. Estas funciones deben quedar aseguradas durante un período de aproximadamente treinta años. Por ello, es necesario protegerlo contra una degradación que puede ser causada por una disfunción de la cápsula fusible 3 por un medio de detección apropiado M.

Esta cápsula-fusible 3 comprende, como es ya conocido en sí mismo, un núcleo interno tubular 4 hecho con un material aislante refractario, que sirve de soporte a un elemento fusible 5 arrollado a lo largo del eje geométrico de la citada cápsula 3. Este núcleo 4 equipado con el elemento fusible 5 está rodeado coaxialmente por una envoltura externa tubular 6 de un material eléctricamente aislante, con interposición de un espacio anular. Por el interior del núcleo 4 se extiende axialmente un hilo conductor auxiliar 7, en particular de tungsteno, conectado eléctricamente en paralelo con el elemento fusible 5 arrollado sobre el núcleo 4. Uno de los extremos 7a del hilo 7 está conectado a un percutor 8 capaz de señalar la fusión del elemento fusible 5, cuando la corriente circulante ha rebasado un umbral predeterminado. Este percutor 8 está destinado a actuar sobre un vástago 9 montado en disposición deslizante por el interior del tapón 2 y destinado a accionar la apertura de los contactos del interruptor.

Con referencia igualmente a las figuras 2 a 7, diremos que puede verse que el tapón 2 comprende igualmente una cavidad 10 situada del lado del fusible 3 y destinada a alojar un sistema 11 que comprende una aleación con memoria de forma que constituye un medio de detección M de un calentamiento anormal en el interior de la cavidad 1.

Según la realización ilustrada en las figuras 2 y 3, este medio con memoria de forma 11 está constituido por un resorte 12, resorte 12 que comprende un primer extremo 12a fijado al extremo 9a del vástago 9, situado frente a la cápsula fusible 3 y un segundo extremo 12b, fijado a un soporte 13 apoyado contra una pared 2a interior del tapón 2.

Según la realización ilustrada en las figuras 4 y 5, este medio 11 comprende una lámina 14 que forma un resorte, fijada en un soporte de lámina 15, estando montados el citado soporte 15 y la lámina 14 alrededor del vástago de accionamiento 9, dentro de la citada cavidad 10. La lámina 14 está fijada al extremo 9a del vástago 9, mientras que el soporte 15 queda fijado sobre la pared interna 2a del tapón 2.

Según la realización ilustrada en las figuras 6 y 7, este medio 11 comprende una arandela 16 o un apilamiento de arandelas, montadas en un soporte 17 alrededor del vástago 9 dentro de la citada cavidad 10. En esta realización, igualmente la arandela 16 está fijada al extremo 9a del vástago 9, mientras que el soporte 17 queda fijado sobre una pared interna 2a del tapón 2.

Se observará que el elemento hecho con una aleación con memoria de forma 11 estará ventajosamente constituido por una pieza a base de cobre (Cu - Al - Ni), siendo este tipo de AMF un AMF de alta temperatura, que se transforma por encima de los 100ºC.

Describiremos a continuación el funcionamiento del dispositivo porta-fusible D primeramente cuando no está degradada la cápsula fusible 3, y después tratándose de un estado degradado de esta última. En este ultimo caso, nos referiremos más particularmente a la figura 8 que representa la evolución de la deformación De del AMF (deflexión) con relación a la temperatura en el interior de la cavidad.

De manera clásica, cuando la corriente rebasa un umbral predeterminado, la fusión del fusible 3 produce la rotura del hilo de tungsteno 7, lo cual produce por su parte la liberación del percutor 8. Este percutor 8 arrastra entonces el vástago de accionamiento 9 hacia el exterior del tapón 2, con el fin de producir la apertura de los contactos del interruptor, quedando el resorte en su posición inicial, no comprimida, con las espiras separadas.

En funcionamiento normal (figuras 2, 4, 6), la cápsula 3 es atravesada por la corriente nominal y el vástago de accionamiento queda en posición baja. Cuando la cápsula 3 se encuentra en un estado degradado, se produce un calentamiento en el interior de la cavidad D. Cuando el dispositivo porta-fusible D alcanza la temperatura de disparo TDD del AMF (de preferencia entre 120ºC y 140ºC), el sistema AMF 11 (resorte, lámina en flexión o arandelas, del tipo de arandela Belleville), se deforma y arrastra al vástago de accionamiento 9 hacia el exterior del tapón 2 (figs. 3, 5 y 7) aplicando un esfuerzo de preferencia igual o superior a 10 daN en un recorrido de 10 mm (W=1J). Esta acción de la apertura de los contactos por el sistema AMF dará pues lugar a la sustitución de la cápsula fusible 3.

Habiendo sido objeto la pieza AMF de un tratamiento denominado de "educación", funciona con un efecto de memoria de doble sentido. Así pues, al calentarse, opera sobre el vástago de accionamiento 9 en una mecánica de 1J. Al enfriarse, cuando la temperatura de la cavidad alcanza el nivel TRD, correspondiente al inicio de la reactivación, la pieza de AMF vuelve espontáneamente hacia una forma de baja temperatura, forma obtenida a una temperatura TRF correspondiente al término de la reactivación.

Se aplica ventajosamente la invención a los dispositivos porta-fusible integrados en los interruptores de media tensión.

Se ha realizado pues gracias a la invención un dispositivo que permite detectar de manera simple y fiable un eventual estado degradado de la cápsula fusible, por ejemplo cuando la cinta del fusible está ligeramente seccionada.

Quede bien entendido que no se limita la invención a las formas de realización descritas e ilustradas, que solamente se han dado a titulo de ejemplo.

Claims (14)

1. Dispositivo porta-fusible destinado a ser asociado a un aparato eléctrico tal como un interruptor y que comprende una cavidad (1) destinada al alojamiento de una cápsula fusible (3) y que comprende un medio de detección del estado degradado o no degradado de la cápsula fusible (3), estando dicho medio conectado mecánicamente a un medio de accionamiento (9) de la apertura de los contactos del aparato, comprendiendo el medio de detección citado (M) un medio con memoria de forma (11), siendo dicho medio con memoria de forma (11) deformable entre un estado de reposo correspondiente a un estado no degradado de la cápsula fusible (3) y una posición activa engendrada por una elevación significativa de la temperatura en el interior de la cavidad (1) ligada a una degradación de la cápsula fusible (3), caracterizado porque dicho medio con memoria de forma (11) se encuentra en apoyo contra el medio de accionamiento citado (9) y dicho medio con memoria de forma (11) en este estado activo, arrastra directamente a un vástago de accionamiento (9) a una posición de apertura de los contactos del aparato.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la cavidad citada (1) comprende un tapón (2) y porque el vástago de accionamiento citado (9) está montado en disposición móvil en traslación a través de este tapón (2).

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o la 2, caracterizado porque el medio de detección M está alojado dentro de una cavidad (10) prevista en el tapón (2), en su extremo (2a) situado hacia la cápsula (3).

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el medio con memoria de forma (11) tiene memoria de doble sentido, para asegurar una auto-activación.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el medio con memoria de forma (11) comprende un resorte (12) apoyado por uno (12a) de sus dos extremos contra un extremo (9a) del vástago (9) y por su extremo opuesto (12b), contra una pared (2a) de dicho tapón (2).

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque las posiciones de reposo y activa del resorte (12) corresponden respectivamente a un estado descomprimido y a un estado comprimido de este último.

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el medio con memoria de forma (11) comprende un resorte laminar (14).

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque la lámina (14) está montada en un soporte (15) alojado en una cavidad (10) del tapón (2), quedando la lámina (14) y el soporte (15) respectivamente en apoyo contra uno (9a) de los extremos del vástago de accionamiento (9) y una pared (2a) del tapón (2).

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el medio con memoria de forma (11) comprende por lo menos una arandela (16) montada en un soporte (17), estando dicha arandela o dichas arandelas (16) y el soporte (17) respectivamente en apoyo contra uno (9a) de los extremos del vástago de accionamiento (9) y una pared (2a) del tapón (2).

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el medio con memoria de forma (11) está realizado con una aleación a base de cobre.

11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la temperatura del disparo del medio con memoria de forma (11) está comprendida entre 120ºC y 140ºC.

12. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el vástago de accionamiento (9) es igualmente accionado por el percutor (8) del fusible, para entrar en actividad igualmente en el momento de la fusión del elemento fusible (5) de la cápsula (3).

13. Dispositivo porta-fusible, caracterizado porque comprende un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Interruptor que comprende un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.