ES2239552T3

ES2239552T3 - Dispositivo de filtro antiparasito y descargador de corriente de rayo.

Info

Publication number: ES2239552T3
Application number: ES03722168T
Authority: ES
Inventors: Marcel Inauen
Original assignee: Huber and Suhner AG
Current assignee: Huber and Suhner AG
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2008-02-16
Anticipated expiration: 2023-05-22
Also published as: US7092230B2; WO2004004064A1; US20050243493A1; AU2003229468A1; ATE368947T1; EP1516390A1; EP1516390B1; DE50307821D1; ES2239552T1

Abstract

Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo (1) en un cable coaxial para la transmisión de señales de alta frecuencia, comprendiendo una carcasa (2) con dos conectores (7, 8), donde la carcasa (2) forma un conductor externo (4) conectado a tierra, y un conductor interno (3) conducido a través de la carcasa (2), así como una conexión (5, 6) entre conductor interno (3) y carcasa (2), caracterizado porque la conexión se compone como mínimo de un par de dos conductores (5, 6; 60, 61), estos dos conductores (5, 6; 60, 61) se encuentran como mínimo parcialmente dispuestos aproximadamente paralelos y solapados entre sí, ambos conductores (5, 6; 60, 61) se encuentran aislados entre sí, cada conductor (5, 6; 60, 61) presenta en cada caso en uno de sus dos extremos (10, 11) un contacto (27, 28; 67, 68) con el conductor interno (3) y en cada caso en el otro extremo (14, 15) un contacto (18, 19; 69, 70) con la carcasa (2) y estos contactos (18, 19, 27, 28 ó 67, 68, 69, 70) deambos conductores (5, 6; 60, 61) se encuentran dispuestos de tal manera, que la dirección de flujo de las corrientes se encuentran en las zonas paralelas de ambos conductores (5, 6; 60, 61) dirigidas en sentidos contrarios.

Description

Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo.

La invención se refiere a un dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo dispuesto en un cable coaxial para la transmisión de señales de alta frecuencia, que comprende una carcasa con dos conexiones, por lo cual la carcasa forma un conductor exterior a tierra y un conductor interno que atraviesa la carcasa, así como una conexión entre el conductor interno y la carcasa, estando compuesta esta conexión por un conducto dispuesto más o menos paralelamente al conducto interior que está conectado por un extremo, al conductor interior y por el otro extremo a la carcasa.

Dispositivos de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo de este tipo son conocidos. Se utilizan para proteger contra impulsos electromagnéticos, sobretensiones y/o corriente de rayo, grupos constructivos, equipos e instalaciones conectados a conductores, por ejemplo, conductores coaxiales de instalaciones de telecomunicaciones. Los impulsos electromagnéticos de tipo artificial pueden ser producidos, por ejemplo, por motores, interruptores, fuentes de alimentación sincronizadas o también en relación con episodios nucleares, y los impulsos de origen natural pueden ser consecuencia, por ejemplo, de descargas de rayos directas o indirectas. Con ello, los circuitos de protección conocidos se disponen en el lado de entrada de grupos constructivos, equipos o instalaciones, por lo que se puede tratar de sistemas descargadores o reflectantes.

Un descargador de impulsos electromagnéticos de este tipo se conoce del documento EP 938 166. Este descargador de impulsos electromagnéticos presenta una carcasa que se utiliza como conductor exterior y se encuentra conectado a tierra. En un primer sector de esta carcasa, que se extiende en dirección del eje de entrada de un hilo coaxial, es conducido un conductor interno. En un segundo sector de la carcasa, que se separa en ángulo recto del primer sector de la carcasa se encuentra dispuesta una conexión en la forma de un conductor de cortocircuito \lambda/4, que une el conductor interno con la carcasa. Con esta disposición en T conocida, con disposiciones y configuraciones geométricas adecuadas conocidas ya es posible obtener una muy buena protección de los equipos, grupos constructivos o instalaciones conectados. Descargadores de impulsos electromagnéticos de este tipo deben satisfacer normas internacionales y cumplir, por ejemplo, las condiciones de prueba según la norma IEC (Internacional Electronic Comisión). Pese a la buena efectividad, los descargadores de este tipo tienen la desventaja de que aún entregan a través del conductor interno a los grupos constructivos, equipos o instalaciones una tensión residual y, de este modo, también una energía residual. Como solo existe un punto de contacto del conductor de cortocircuito a la carcasa, también se limita la capacidad de carga de corriente. Otra desventaja es que la parte de carcasa dispuesta en ángulo recto al conductor interno que aloja el conductor de cortocircuito \lambda/4 es comparativamente grande y conduce a un tamaño constructivo voluminoso de este descargador. Muchas veces, el montaje de descargadores de este tipo producen considerables inconvenientes debidos al conductor de cortocircuito \lambda/4 dispuesto en ángulo recto, y también deben observarse separaciones correspondientes entre elementos constructivos contiguos. Esta forma constructiva tampoco puede ser aislada contra influencias ambientales mediante un tubo termorretráctil, sino que en la práctica se le envuelve con cinta anticorrosiva. Esto ocasiona costes mayores.

Un descargador en construcción compacta se conoce del documento DE 199 36 869. En este equipo se encuentra en la carcasa una cámara dispuesta en un plano tangencial a distancia radial y aproximadamente paralelo al conductor interno. En esta cámara se encuentra, como conexión entre el conductor interno y la carcasa, un conductor de cortocircuito de un largo determinado, dispuesto de forma circular o en espiral. Esta forma de realización lleva a una reducción de las medidas constructivas del equipo. También, con esta solución existe la desventaja de que, en razón de la inductancia del hilo, aún se entrega o transmite una tensión residual y con ello también una energía residual a través del conductor interno. Como igualmente existe un solo punto de contacto entre el conductor de cortocircuito y la carcasa, la capacidad de carga de corriente se encuentra igualmente limitada.

Otro dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo de construcción compacta es conocido por la patente WO 02/35659 A. En este dispositivo se trata de un conductor interior central conducido a través de una carcasa, conformando la carcasa un conductor exterior. En el espacio intermedio existente entre la carcasa y el conductor interior está dispuesto más o menos paralelamente al conductor interior, una conexión de cortocircuito. Esta conexión está conectada en la zona central, a la carcasa a través de un elemento de conexión y por ambos extremos también a través de elementos de conexión, al conductor interior. Esta disposición posibilita una configuración del dispositivo, compacta y ampliamente simétrica axialmente. Ya es posible reducir parcialmente tensiones e impulsos residuales. Sin embargo, existe el deseo y la necesidad de reducir aún más estas tensiones y e impulsos residuales. Este dispositivo presenta también entre el descargador de corriente de rayo y la carcasa, sólo un punto de contacto, quedando limitada de este modo, la capacidad de soporte de la corriente.

Por lo tanto, es objetivo de la presente invención crear un dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo en el que los impulsos y energías residuales son reducidos adicionalmente y la capacidad de carga de corriente puede ser aumentada. Además, la carcasa no debe presentar piezas constructivas adicionales distantes en ángulo recto y todo el dispositivo debe ser compacto y en forma amplia axialmente simétrico.

Este objetivo se consigue en relación con el preámbulo de la reivindicación 1, según la invención gracias a las características de la reivindicación 1. Desarrollos ventajosos de la invención resultan de las características de las reivindicaciones dependientes.

En la solución o dispositivo según la invención, se establece una conexión entre el conductor interno y la carcasa, formada como mínimo por dos conductores extendidos, al menos en parte, en forma paralela, aislados entre sí. Los extremos de estos conductores presentan en cada caso un contacto al conductor interno y a la carcasa y estos contactos se encuentran dispuestos de tal manera, que el flujo de las corrientes en ambos circuitos es en sentido contrario entre sí. Esta disposición trae la ventaja de que, al aparecer impulsos parásitos o señales parásitas originados, por ejemplo, en la descarga de un rayo o en otro acontecimiento a través de ambos conductores a tierra, también son eliminadas ampliamente las tensiones residuales y las energías residuales. Los conductores paralelos y opuestos entre sí se encuentran acoplados estrechamente entre sí y, por la acción inductora recíproca, las tensiones residuales o bien impulsos residuales o energías residuales son suprimidos ampliamente. La utilización de dos conductores tiene la otra ventaja de que se encuentran presentes dos contactos o puntos de contacto a la carcasa o bien a tierra y que, de esta manera, pueden descargarse a tierra la doble cantidad de sobrecorrientes parásitas.

La acción inductora entre ambos conductores tiene por resultado, que las tensiones residuales y las energías residuales presentes a la salida del dispositivo, son al menos reducidas considerablemente y, en una configuración óptima, ampliamente eliminadas. En la solución según la invención, mediciones comparativas con respecto a un dispositivo tradicional con conductor de cortocircuito \lambda/4 distanciado en ángulo recto muestran, para iguales gamas de frecuencia, que el impulso de tensión residual puede ser reducido, por ejemplo, en el factor 8 y la energía residual, por ejemplo, en el factor 60. Estos factores pueden variar en un amplio intervalo, según el tipo de construcción y elección del material de los elementos constructivos individuales, empero, en todo caso se presenta una considerable disminución del impulso residual y de la energía residual.

Otra solución ventajosa consiste en que ambos conductores se encuentran dispuestos aproximadamente paralelos al conductor interno y sobre un plano cilíndrico concéntrico al conductor interno. Con ello, ambos contactos de ambos conductores conectados al conductor interno se disponen distantes entre sí en el sentido del eje longitudinal del conductor interno, de tal manera que ambos conductores, partiendo de estos contactos o puntos de contacto se encuentran dirigidos en sentido contrario entre sí. En esta disposición, los ejes longitudinales del conductor interno y de ambos conductores se extienden aproximadamente paralelos al eje longitudinal del dispositivo o de la carcasa. Todos los elementos constructivos esenciales del dispositivo se encuentran con ello dispuestos de tal manera sobre el eje longitudinal de la carcasa, que la carcasa puede estar configurada en forma concéntrica al eje longitudinal. Esta disposición lleva a una configuración compacta en forma cilíndrica, en la que la entrada y salida para los cables o los conectores correspondientes se encuentran sobre el mismo eje y este coincide con el eje longitudinal del dispositivo. En esta realización según la invención, también la longitud del dispositivo puede ser reducida, porque ambos conductores entre conductor interno y carcasa se encuentra dispuestos en forma solapante.

La disposición del conductor interno y de ambos conductores, que forman un par en una cavidad central de la carcasa, conduce a una solución de fabricación y montaje sencillos. Otra solución ventajosa se produce porque el conductor interno se dispone en una cavidad central cilíndrica y cada una de los conductores que forman un par en cada caso en una cavidad adicional en la carcasa. Esto permite un mayor ancho de banda y ajustes del ancho de banda mediante la modificación de la forma y posición de las cavidades. Ambos conductores que forman un par permiten, en las dos soluciones, disponerlos con diferente distancia angular, lo que conduce a posibilidades de ajuste ventajosas y sencillas, referentes a las propiedades deseadas, especialmente un óptimo acoplamiento de ambos circuitos. Con ello, esta distancia angular es medida en un plano radial al conductor interno o al eje longitudinal del dispositivo.

Mediante el montaje de dieléctricos diferentes en sí conocidos, entre conductores interiores y carcasa, así como entre los conductores y la carcasa o conductor interno pueden modificarse las características eléctricas y electromagnéticas y adaptarse a condiciones de funcionamiento predefinidas.

También los elementos dieléctricos son de construcción sencilla y configuración compacta.

La disposición de ambos circuitos formando un par sobre una superficie lateral paralela al conductor interno permite una construcción cilíndrica ventajosa del dispositivo. Los pares de hilo también pueden estar situados en planos radiales paralelos o en forma de lazo en una superficie lateral concéntrica o en un plano o superficie tangencial de la carcasa. La condición previa es que ambos conductores de un par se extiendan, al menos en una zona parcial, aproximadamente paralelos y que las corrientes en ambos conductores se encuentren dirigidas en sentido contrario entre sí.

La disposición de dos conductores extendidos en forma concéntrica y distanciados del conductor interno también posibilita una construcción acortada en el sentido del eje del conductor interno. Así, cada uno de los dos conductores se encuentran en un plano radial aproximadamente en ángulo recto al conductor interno y distanciados entre sí. Los contactos en un extremo de ambos conductores con el conductor interno se encuentran dirigidos en forma aproximadamente radial hacia adentro y se utilizan para la conexión con el conductor interno. Los contactos a la carcasa en los otros dos extremos de los conductores se encuentran dirigidos en forma aproximadamente radial hacia afuera y se utilizan para la conexión con la carcasa. De tal manera, se forman dos conductores en bucle extendidos paralelos alrededor del conductor interno, por lo cual los contactos con el conductor interno o con la carcasa se encuentran dispuestos de tal manera, que la corriente en cada una de los conductores circula en dirección contraria.

La disposición en forma de lazo de dos conductores extendidos paralelos en una superficie lateral concéntrica o en un plano paralelo-tangencial de la carcasa, permite otras variantes constructivas. La conducción en forma de lazo de los conductores corresponde a un plegado en dirección al eje longitudinal del conductor interno y, de este modo, se produce también en esta solución ventajosa una forma constructiva acortada. En un extremo de cada una de ambos conductores se encuentran contactos dirigidos en forma aproximadamente radial hacia adentro, formando la conexión con el conductor interno. En los otros dos extremos se encuentran contactos dirigidos en forma aproximadamente radial hacia afuera, formando la conexión con la carcasa. Según la invención, también en este caso los contactos se encuentran dispuestos de tal manera, que en los dos lazos de hilo paralelos la corriente circula en direcciones contrarias.

Una solución ventajosa consiste en que ambos conductores entre conductor interno y carcasa \lambda/4 son conductores de cortocircuito. Otras ventajas de la solución según la invención resultan porque ambos conductores de cortocircuito no presentan la longitud de los descargadores \lambda/4 normales, sino porque, por la disposición según la invención y la configuración de las zonas de conexión entre el conductor interno y ambos conductores de cortocircuito, en sus extremos exteriores la longitud geométrica de los conductores de cortocircuito puede ser acortada. Se forman los llamados conductores de cortocircuito \lambda/4 eléctricamente prolongados. En un esquema equivalente, cada conductor de cortocircuito presenta un condensador y una inductancia que actúan paralelas. Mediante esta configuración resulta una zona de acción de banda ancha del equipo, por ejemplo, para señales de alta frecuencia en el intervalo de 1,7-2,5 GHz. Ajustes a otras zonas de frecuencias son posibles en un amplio alcance, en un modo en sí conocido, gracias a modificaciones de las capacidades e inductancias en el conductor interno y en los conductores de cortocircuitos. Mediante el montaje de un condensador en serie en el conductor interno, concretamente en el lado de contacto con el equipo, se forma un filtro de paso alto y pueden disminuirse todavía más las eventuales energías residuales ya reducidas aún presentes. Esta reducción considerable del impulso residual mediante la solución según la invención hace posible prescindir de circuitos finos de protección, necesarios en otras soluciones
conocidas.

La solución, según la invención, posibilita adicionalmente a la forma constructiva compacta y concéntrica el montaje de elementos adicionales descargadores de impulsos entre los extremos de ambos conductores y la carcasa. Como elementos adicionales descargadores de impulsos pueden utilizarse, por ejemplo, elementos descargadores de tensión o elementos limitadores de tensión como pararrayos de descarga de gas, varistores o diodos, donde estos elementos, en el intervalo de frecuencias de trabajo del dispositivo, se encuentran desacoplados. Con una combinación paralela sincronizada de un elemento limitador de tensión, por ejemplo, un descargador de gas y un elemento descargador de tensión, por ejemplo, un varistor o un diodo Transzorb puede mejorarse el comportamiento de respuesta del dispositivo, aumentarse la seguridad contra borrado, así como mantener baja la tensión de respuesta dinámica. El dispositivo, con la disposición de dos conductores con conducción de corriente dirigidos una en contra de la otra también lleva al desacoplamiento de radiofrecuencia de los elementos adicionales descargadores de impulsos, sin que empeore el comportamiento de la intermodulación.

Seguidamente, se explica la invención en forma más detallada en base a ejemplos de realización con referencia a los dibujos anexos, en las que muestran:

la figura 1, una sección longitudinal del dispositivo según la invención, con una cavidad central en la carcasa,

la figura 2, una sección de la carcasa del dispositivo según la figura 1,

la figura 3, una sección longitudinal del dispositivo según la invención, con una cavidad central y una cavidad adicional en la carcasa,

la figura 4, una sección de la carcasa del dispositivo según la figura 3,

la figura 5, una representación esquemática de una forma de realización con dos conductores anulares,

la figura 6, una representación esquemática de una forma de realización con conductores en forma de lazos,

la figura 7, un esquema equivalente para las instalaciones según la invención,

la figura 8, un esquema equivalente para las instalaciones según la invención con un filtro de paso alto adicional, y

la figura 9, un esquema equivalente para las instalaciones, según la invención, con un elemento adicional descargador de tensión y un elemento limitador de tensión.

La figura 1 muestra una sección longitudinal de un dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo 1 con conectores bilaterales 7, 8 para cable coaxial. El cable coaxial no se muestra y se utiliza, por ejemplo, como enlace entre una antena y un dispositivo receptor de transmisión con equipos correspondientes. Los conectores 7, 8 son elementos constructivos normalizados, en sí conocidos, y presentan tanto en el lado de entrada 20, como también en el lado de salida 21 elementos de conexión para, por un lado, conectar el cable conductor interno a través de elementos 23 con el cable interior 3 del dispositivo 1 y, por otro lado, comunicar el conductor exterior del cable a través de una conexión mecánica 22 con la carcasa 2. Así, la carcasa 2 forma el conductor exterior 4 del dispositivo 1. Los elementos de conexión 23 están ambos dispuestos sobre el eje longitudinal 9 del dispositivo 1 o de la carcasa 2 y son soportados mediante discos aisladores 25 en la carcasa 2. Las zonas internas 26 de ambos elementos conectores 23 se encuentran conectados en cada caso con un extremo del conductor interno 3 a través de los puntos de empalme 12, 13. En el presente ejemplo se trata de una unión atornillada. Cada uno de los puntos de empalme 12, 13, se encuentra unido al mismo tiempo en forma eléctricamente conductora con un disco 27, 28. Estos discos 27, 28 forman elementos de contacto y están formados por un material eléctricamente conductora, especialmente metal, por ejemplo latón. La carcasa 2 presenta una cavidad central 32.

A través de esta cavidad del núcleo 32 se extiende en forma central el conductor interno 3. Paralelamente al conductor interno 3 y distanciados del mismo se encuentran dispuestos dos conductores 5, 6 formando un par. Estos conductores 5, 6 se encuentran dispuestos igualmente en la cavidad central 32 y presentan un distanciamiento tanto al conductor interno 3 como a la carcasa 2. Como mínimo una parte del espacio intermedio entre los conductores 5, 6, por un lado, y el conductor interno 3 y la carcasa 2, por otro lado, se encuentra ocupada por un cuerpo aislante 29. Ambos conductores 5, 6 se solapan como mínimo en una zona parcial y se encuentran, cada uno de ellos conectado eléctricamente con un extremo interno 10, 11 a un disco 27, 28. El extremo exterior 14, 15 de cada una de los conductores 5, 6 se encuentra conectado eléctricamente a la carcasa, en cada caso mediante una pieza de contacto 16, 17 y un elemento de conexión 18, 19. Los conductores 5, 6 se encuentran conformados como conductores de cortocircuito \lambda/4. Con ello, circulan corrientes o señales parásitas eventuales desde el conductor interno 3 a través de los elementos de conexión o discos 27, 28 y los conductores 5, 6 a los elementos de conexión 18, 19 en la carcasa 2. Así, por la disposición según la invención de los conductores 5, 6 la circulación de las corrientes en las zonas paralelas de ambos conductores 5, 6 se encuentran dirigidas en sentido contrario. Si se descargan a tierra o a la carcasa 2, a través de ambos conductores 5, 6, impulsos parásitos o señales parásitas originadas por descarga de rayo o por algún otro acontecimiento electromagnético, por causa del estrecho acoplamiento de los conductores 5, 6 se suprime ampliamente una tensión residual debida a la acción inductora. Esto tiene como consecuencia, que los impulsos residuales y energías residuales que aparecen en la salida del dispositivo son ampliamente eliminados. Mediciones comparativas con respecto a un dispositivo tradicional con conductor de cortocircuito \lambda/4 distante en ángulo recto, muestran para iguales rangos de frecuencia, que en la solución según la invención, el impulso de tensión residual, por ejemplo, puede ser reducido en el factor 8 y la energía residual, por ejemplo, en el factor 60. Estos factores de reducción, por el tipo de estructura y la selección de material de los elementos constructivos individuales del dispositivo según la invención, pueden variarse en un amplio margen. A través de los puntos de empalme o conexión 18, 19 a la carcasa 2, ubicados en forma distanciados entre sí, pueden descargarse a tierra el doble de sobrecorrientes parásitas. En la cavidad central 32 de la carcasa 2, zonas parciales del conductor interno 3 y de los conductores 5, 6 se encuentran rodeadas de cámaras de aire. Estas cámaras de aire y el cuerpo de aislamiento 29 forman dieléctricos diferentes. El conductor interno 3 presenta, en toda su longitud diferentes desviaciones geométricas, por lo que se forman diferentes valores de reactancia o bien inductancias y condensadores. De una manera en sí conocida, mediante el ajuste de las medidas geométricas de los conductores 5, 6 y de las piezas correspondientes de los discos 27, 28, puede fijarse la gama de frecuencias y el ancho de banda para el campo de aplicación deseado. Ambos empalmes 7 y 8 en ambos extremos del dispositivo 1 se utilizan también, mediante las uniones atornilladas 36, para montar y asegurar el conductor interno 3 y los demás elementos constructivos en la cavidad central 32 de la carcasa 2. Además, la carcasa 2 está dotada de una brida 30 y una unión atornillada 31 para, por ejemplo, insertar a través de un paso en una pared conductora del equipo y fijarla. La descarga de impulsos se realiza entonces mediante esta pared conductora del equipo contra la conexión equipotencial.

En la figura 2 se representa una sección transversal del dispositivo 1 por la línea A-A de la figura 1. Con ello, es evidente que ambos conductores 5, 6 formando un par se encuentran distanciados entre sí y sobre un plano cilíndrico concéntrico al conductor interno. Con ello, estos dos conductores 5, 6, medidos en el plano radial al conductor interno 3 mostrado, presentan una distancia angular de 30º. Esta distancia angular 37 puede encontrarse situado en un intervalo entre 180º y una distancia mínima necesaria que garantice el aislamiento entre ambos conductores 5, 6. En el ejemplo representado se eligió una separación 37 de 60º. Ambos conductores 5, 6, así como también el conductor interno 3 se encuentran en esta zona de la sección alojados dentro del cuerpo de aislamiento 29, que rellena la cavidad 32 de la carcasa 2. En esta representación también puede verse, que la sección longitudinal representada en la figura 1 se extiende a lo largo de los ejes B-B.

El dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo 1, según la invención, tal como se encuentran representados y descritos en el ejemplo de realización según las figuras 1 y 2, presentan medidas constructivas compactas y mínimas. Permiten un elevado factor de relleno de los conductores 5, 6 y no se requieren piezas estructurales sobresalientes. La carcasa 2, y con ello todo el dispositivo 1, puede estar configurado de forma cilíndrica y no es necesario observar una orientación de posición. Conducciones de conductores yuxtapuestos pueden colocarse de forma estrecha entre sí, sin que los elementos de los dispositivos 1 individuales se perturben entre sí o aparezcan daños. Esta forma de construcción puede protegerse de modo sencillo contra influencias ambientales mediante un tubo retractilado. Al mismo tiempo, el dispositivo según la invención presenta impulsos residuales y energías residuales que pueden prácticamente ser despreciados. Si por ejemplo el dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo 1 es sometido a una sobrecorriente (según IEC 61000-4-5) con una forma de onda 8/20 \mus, permanece, por ejemplo, un impulso de tensión residual de aproximadamente 8 V y una energía residual de aproximadamente 6 \muJ a una sobrecorriente de descarga de 25 kA. Si un dispositivo habitual con un conductor de cortocircuito \lambda/4 distante en ángulo recto es sometido a igual prueba a igual frecuencia, este dispositivo habitual presenta un impulso de tensión residual de 70 V y una energía residual de aproximadamente 430 \muJ a una sobrecorriente de descarga de 25 kA. Al mismo tiempo el dispositivo 1 según la invención y mostrado como ejemplo puede configurarse de banda ancha para una gama de frecuencias de 0,8-2,5 GHz. Esta configuración de banda ancha es aplicada en todo el campo de aplicación de aproximadamente 400 MHz hasta la frecuencia límite superior del conectador. El diámetro exterior de la carcasa 2 puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 30 mm y la longitud total entre los dos conectores 7 y 8 puede estar en el intervalo de 50-60 mm.

La figura 3 muestra una sección longitudinal a través de otra forma de realización de un dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo 1 según la invención. Este dispositivo 1 presenta igualmente en ambos extremos conectores 7, 8 para cables coaxiales. Estos conectores 7, 8 se encuentran unidos a la carcasa 2' mediante uniones atornilladas 36 y esta unión atornillable 36 desconectable posibilita el montaje de los elementos montados en la carcasa 2' es de forma cilíndrica y presenta una cavidad central cilíndrica 33. En esta cavidad central 33 el conductor interno 3 es conducido en forma central y sostenido mediante cuerpos de aislamiento 39. Ambos extremos del conductor interno 3 se encuentran eléctricamente conectados, a través de los puntos de conexión 12' y 13', con la parte interior 26 de las conexiones 23'. Estas conexiones 23' son componentes, por un lado, del conector 7 del lado de entrada, así como del conector 8 del lado de salida y se utilizan para la conexión con el conductor interno de un cable coaxial. En el ejemplo mostrado se encuentra dispuesta en la carcasa 2' una cavidad adicional 34 paralela a la cavidad 33 para el conductor interno 3 y posicionada concéntrica al conductor interno 3. La disposición y forma de la sección de esta cavidad adicional 34 puede verse en la sección según la figura 4. La figura 4 muestra una sección a lo largo de la línea C-C en la figura 3. La sección longitudinal según la figura muestra una sección a lo largo de los ejes D-D de la figura4. En esta cavidad 34 adicional se encuentran dispuestos dos conductores 5' ó 6' en forma de un conductor 1/4 eléctricamente prolongado. Ambos conductores 5' y 6' presentan en un plano radial al conductor interno 3 una distancia angular 37 de 180. Esta distancia angular 37 también en esta realización es modificable y es elegida de manera que se obtiene un acoplamiento óptimo entre ambos conductores 5' y 6'. Ambos conductores 5' y 6' se extienden paralelos entre sí y se solapan como mínimo en una zona parcial. Los extremos interiores 10' y 11' de ambos conductores 5' y 6' son sujetados en orificios al conductor interno 3 y conectados eléctricamente con el mismo. Con ello, ambos extremos 10' y 11' de ambos conductores 5' y 6' se encuentran dispuestos, en lo posible, a gran distancia entre sí en el sentido del eje longitudinal 9 del dispositivo 1. El extremo exterior 14' del conductor 5' es mantenido en un contacto 16' en la carcasa 2' y conectado eléctricamente a la misma. También el extremo exterior 15' del conductor 6' es conectado a la carcasa 2 mediante un contacto 17' correspondiente. También en esta forma de realización, los impulsos descargados del conductor interno 3 a través de los conductores 5' y 6' a la carcasa o a tierra se extienden en forma contraria uno respecto del otro en los conductores 5' y 6'. Según la invención, esto tiene por consecuencia, que los impulsos residuales y energías residuales que aparecen en la salida del dispositivo son ampliamente eliminados. La disposición según la figura 3 presenta las mismas ventajas ya descritas para la realización según la figura 1. Adicionalmente, esta disposición permite un mejor desacoplamiento de alta frecuencia de los campos eléctricos entre el conductor interno 3 y los conductores 5' y 6', en razón de que estos últimos son conducidos en un sector de carcasa separado. Esto se manifiesta adicionalmente en forma positiva sobre la obtención de un ancho de banda mayor. En la pared de la cavidad 34 adicional se encuentran incorporada ranuras 40 en dirección de la cavidad central 33, que se extienden desde el extremo exterior correspondiente de la cavidad 33 ó 34 hasta un paso 41 para los conductores 5' y 6'. Estas ranuras 40 posibilitan la incorporación y montaje de los conductores 5' y 6' en la carcasa 2'. También en esta forma de realización, la carcasa 2' presenta una brida 30 y una unión atornillada 31 utilizadas para la conexión con una pared eléctricamente conductora de la carcasa. Los conductores 5' y 6' se extienden entre sus extremos interiores 10' y 11', así como los extremos exteriores 14' y 15' a distancia de la carcasa 2' y las cámaras de aire envolventes actúan como dieléctrico 38.

Un ejemplo de realización con dos conductores 60, 61, cada uno en un plano radial, se encuentra representado esquemáticamente en la figura 5. La carcasa 2 y los conectores 7, 8 en ambos extremos de la carcasa no se encuentran representados. Sin embargo, se encuentran conformados en un modo cercano al conocido por un experto en la materia o igual a la figura 1. El conductor interno 3 es conducido a través del centro de dos discos de aislamiento 62, 63. Estos discos de aislamiento 62, 63 posicionan el conductor interno 3 en la carcasa 2 y forman cada uno un dieléctrico. En la zona del conductor interno 3, entre estos dos discos de aislamiento 62 y 63 y, de tal manera, en la cavidad correspondiente de la carcasa 2, se encuentran dispuestos dos conductores 60, 61. Estos dos conductores 60, 61 se encuentran conducidos a distancia alrededor del conductor interno 3 y presentan así una forma anular. Cada uno de ambos conductores 60, 61 se encuentra sobre un plano radial aproximadamente en ángulo recto al conductor interno 3. La posición de estos dos planos radiales se esboza en la figura 5 mediante dos ejes radiales 64, 65. Ambos planos radiales o ejes radiales 64, 65 presentan en el sentido del eje longitudinal 9 del conductor interno 3 una separación 66, donde en este espacio intermedio se encuentra un dieléctrico, en este caso aire. En cada un de los extremos conductores 60, 61 estos se encuentran acodados en forma aproximadamente radial hacia adentro y conectados en forma conductiva mediante elementos de contacto 67, 68 al conductor interno 3. En cada caso, en el extremo opuesto de cada uno de ambos conductores 60, 61, estos se encuentran acodados en forma aproximadamente radial hacia afuera y forman partes de contactos 69, 70 a la carcasa 2. En el ejemplo representado, a estos contactos 69, 70 de ambos conductores 60, 61 se encuentran practicados orificios roscados en los que, tal como se muestra en la figura 1, se enroscan tornillos sostenidos en la carcasa 2 y conectados con la misma en forma eléctricamente conductora. El recorrido anular de ambos conductores 60, 61 alrededor del conductor interno 3 y la disposición de los contactos 67, 68 dirigidos hacia adentro es así seleccionada de tal manera que las corrientes de fuga, que fluyen del conductor interno 3 a la carcasa 2, en ambos conductores anulares 60, 61 fluyen en direcciones contrarias. En una forma en sí conocida, ambos conductores 60, 61 se conforman así como conductores \lambda/4. Esta forma de realización según la figura 5 posibilita un modo constructivo muy compacto del dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo 1, ya que la misma, tanto en el sentido del eje longitudinal 9 del conductor interno 3, como en sentido radial al mismo, puede construirse de forma muy compacta. Sin embargo, al mismo tiempo presenta la ventaja, que la longitud y la sección de ambos conductores 60, 61 puede adaptarse de manera sencilla a diferentes exigencias, con lo que la sección a lo largo puede configurarse de forma diferente. Los conductores 60, 61 y los contactos 67, 68 ó 69, 70 en ambos extremos forman zonas de conductores diferentes, mediante las que pueden determinarse las características de transmisión de alta frecuencia, especialmente el ancho de banda y la gama de frecuencias. A través de los sectores de conductores 56, 57 diferentes y el dieléctrico entre el conductor interno 3 y la carcasa 2 puede determinarse en un modo en sí conocido la característica del ancho de banda de la transmisión de alta frecuencia.

En la figura 6 se representa esquemáticamente otra solución, donde también aquí la carcasa 2 y los conectores 7, 8 se han suprimido en ambos extremos de la carcasa 2. Con ello, la carcasa 2 es similar o de igual tipo como se muestra en la figura 1. En este ejemplo de realización, el conductor interno 3 es conducido igualmente a través de dos discos de aislamiento 62, 63 y posicionado en la carcasa 2. En la zona del conductor interno 3 entre estos dos discos de aislamiento 62, 63 se encuentran dispuestos dos conductores 60' y 61' en forma de lazos y paralelos entre sí. Con ello, ambos conductores 60' y 61' presentan distancia entre sí y se encuentran separados entre sí por medio de un dieléctrico. Ambos lazos de conductores paralelos se encuentran en un plano común. Este plano es una superficie lateral que se extiende a distancia del conductor interno 3 o bien una superficie tangencial plana que se extiende paralelo y a distancia del conductor interno 3 o una superficie con una curvatura cualquiera alrededor del conductor interno 3. En cada extremo de ambos conductores 60' y 61' se encuentran dispuestos contactos 67, 68 que forman la conexión eléctrica al conductor interno 3. En ambos extremos opuestos de ambos conductores 60' y 61' se encuentran dispuestos contactos 69 y 70 que garantizan el contacto eléctrico con la carcasa 2. Con este fin, se encuentran en estos contactos 60, 70 orificios roscados 71 en los que enroscan tornillos que accionan en conjunto con la carcasa 2. Por la disposición de ambos conductores 60' y 61' en forma de lazos en un plano dispuesto a distancia del conductor interno 3, el dispositivo igualmente puede ser configurado en forma acortada en el sentido del eje longitudinal 9 del conductor interno 3. Como explicado para la figura 5, también en esta forma de realización pueden influirse las propiedades y características de la transmisión de alta frecuencia, debido a las diferentes configuraciones geométricas de los conductores 60' y 61', así como de los contactos 67, 68 ó 69, 70, así como del conductor interno 3 y del dieléctrico entre el conductor interno 3 y la carcasa 2. Según la invención, ambos conductores 60' y 61' se encuentran conectados mediante los conectores 67, 68 al conductor interno 3 de tal manera, que corrientes eventuales en ambos conductores 60' y 61' fluyen en direcciones contrarias. De este modo, se garantizan las ventajas y propiedades mejoradas del dispositivo, descritas para la figura 1 ó 3.

La figura 7 muestra un esquema equivalente de un dispositivo técnico de alta frecuencia según la invención y la figura 1 ó 3. Entre el lado de entrada 20 y el lado de salida 21 se extienden el conductor interno 3 y el conductor externo 4. En esta zona, el conductor externo 4 se encuentra formado por la carcasa 2. Con ello, el lado de entrada o de salida 20 ó 21 se encuentra definido según la dirección del impulso, es decir, el lado de entrada 20 se encuentra, por ejemplo, orientado contra la antena y el lado de salida 21 contra el equipo a proteger. El circuito principal formado por el conductor interno 3 comprende un condensador 43, una inductancia 44 y un condensador 45, una inductancia 46 y otro condensador 47. Estos muestran diferentes valores de reactancia. Los conductores 5, 6 ó 60, 61 son conductores de cortocircuito \lambda/4 y cada uno está representado en el esquema equivalente por una inductancia 48 y un condensador 49 en paralelo. El conductor exterior 4 o bien la carcasa 2 se encuentra conectado a tierra. En la figura 8 se muestra el mismo esquema equivalente que en la figura 7, donde, sin embargo, se encuentra configurado adicionalmente un capacidad 50 delante de la salida 21 del itinerario principal o del conductor interno 3. Esta capacidad 50 forma, en una manera por sí conocida, un filtro de paso alto y se utiliza para reducir aún más las energías residuales, por ejemplo, en el factor 20. La figura 9 muestra un esquema equivalente para un dispositivo 1 según la invención, en el que se encuentran montados elementos adicionales descargadores de tensión y limitadores de tensión. Estos elementos se encuentran dispuestos adicionalmente a los elementos de recambio a la salida de los conductores 5 ó 6 ó 60 ó 61 descritos en las figuras 7 y 8. En el extremo exterior 14 del conductor 5 ó 60 se encuentra un elemento descargador de impulso 51 en la forma de un varistor y paralelo al mismo un condensador 52. En el extremo exterior 15 del conductor 6 ó 61 se encuentra un elemento descargador de impulsos 53 en la forma de un tubo de descarga en gas y paralelo al mismo un condensador 54. El elemento 51 descargador de impulsos en el conductor 5 ó 60, formado en la figura 9 por un varistor, también puede ser reemplazado por otro elemento descargador de tensión, por ejemplo un diodo, especialmente un diodo Transzorb. La disposición según la invención de dos conductores 5, 6 ó 60, 61 paralelos permite una combinación paralela de elementos descargadores de impulsos que de la manera de sí conocida pueden ser ajustados uno respecto del otro. De esta manera, puede mejorarse el comportamiento de respuesta, aumentarse la seguridad contra borrado, así como mantenerse baja la tensión de respuesta. Un varistor (o diodo Transzorb) 51 elegido levemente por encima de la tensión de respuesta del descargador en gas 53 tiene un comportamiento de respuesta dinámico más rápido que un tubo de descarga en gas 53. Esto conduce por un lado a una tensión de respuesta dinámica menor y evita, además, las sobretensiones de energía de baja intensidad que aparecen con mayor frecuencia, por ejemplo, maniobras, una reacción o encendido del descargador de gas 53. Esto disminuye la posibilidad de fallo de la instalación a causa de un posible no apagado del descargador 53. En sobretensiones de alta energía, se origina por la curva característica típica de los componentes constructivos una caída de tensión a través del varistor 51 o del diodo Transzorb, que con seguridad enciende el tubo de descarga en gas 53 y protege el varistor 51 o el diodo Transzorb contra sobrecarga y, al mismo tiempo, asegura una protección segura de los equipos conectados. La disposición según la figura 9 posibilita también la combinación con una alimentación de corriente continua 55. Los elementos adicionales descargadores de impulsos 51, 53 se encuentran desacoplados en la gama de frecuencias transmisibles.

Los componentes de reserva discretos mostrados en las figuras 7 a 9 de los esquemas equivalentes pueden existir realmente o son realizados por diferentes longitudes de conductores e impedancias, tal como se muestra en los ejemplos de realizaciones según las figuras 1 a 6.

Claims

1. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo (1) en un cable coaxial para la transmisión de señales de alta frecuencia, comprendiendo una carcasa (2) con dos conectores (7, 8), donde la carcasa (2) forma un conductor externo (4) conectado a tierra, y un conductor interno (3) conducido a través de la carcasa (2), así como una conexión (5, 6) entre conductor interno (3) y carcasa (2), estando compuesta esta conexión (5, 6) por un conducto que está dispuesto más o menos paralelamente al conductor interior (3) y conectado por un extremo al conductor interior (3) y por el otro extremo a la carcasa (2), caracterizado porque la conexión se compone como mínimo de un par de dos conductores (5, 6; 60, 61), estando estos dos conductores (5, 6; 60, 61) como mínimo parcialmente dispuestos aproximadamente paralelos y solapados entre sí, ambos conductores (5, 6; 60, 61) se encuentran aislados entre sí, cada conductor (5, 6; 60, 61) presenta en cada caso en uno de sus dos extremos (10, 11) un contacto (27, 28; 67, 68) con el conductor interno (3) y en cada caso en el otro extremo (14, 15) un contacto (18, 19; 69, 70) con la carcasa (2) y estos contactos (18, 19, 27, 28 ó 67, 68, 69, 70) de ambos conductores (5, 6; 60, 61) se encuentran dispuestos de tal manera, que la dirección de flujo de las corrientes se encuentran en las zonas paralelas de ambos conductores (5, 6; 60, 61) dirigidas en sentidos contrarios.

2. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo (1), según la reivindicación 1, caracterizado porque los conductores (5, 6) se encuentran aproximadamente paralelos al conductor interno (3) y sobre un plano cilíndrico concéntrico al conductor interno (3), ambos contactos (27, 28) de ambos conductores (5, 6) conectados con el conductor interno (3) se encuentran dispuestos a distancia en el sentido del eje longitudinal (9) del conductor interno (3) y ambos conductores (5, 6) se encuentran, partiendo de estos contactos (27, 28), dirigidos en sentidos contrarios entre sí.

3. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la carcasa (2) presenta una cavidad (32) de forma cilíndrica y el conductor interno (3) y los conductores (5, 6) se encuentran dispuestos a distancia entre sí en esta cavidad central (32).

4. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la carcasa (2') presenta una cavidad (33) de forma cilíndrica, en esta cavidad (33) se extiende el conductor interno (3), en la carcasa (2') se encuentra una cavidad adicional (34) aproximadamente paralela a la cavidad (33) y cada uno de los conductores (5', 6') se extienden individualmente en esta cavidad adicional (34).

5. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según la reivindicación 1, caracterizado porque ambos conductores (60, 61) se encuentran cada uno en un plano radial y se extienden en forma concéntrica al conductor interno (3), donde estos dos planos radiales se encuentran dispuestos aproximadamente en ángulo recto al conductor interno (3) y a distancia (66) entre sí y los contactos (67, 68) con el conductor interno (3) se encuentran en cada caso en un extremo de ambos conductores (60, 61) orientados en forma aproximadamente radial hacia adentro y los contactos (69, 70) con la carcasa (2) en los otros extremos de ambos conductores (60, 61) orientados en forma aproximadamente radial hacia afuera.

6. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según la reivindicación 1, caracterizado porque ambos conductores (60', 61') se extienden en forma de lazos y aproximadamente paralelos entre sí sobre un plano común, donde este plano se extiende a distancia del conductor interno (3) y, con ello, dispuestos en forma concéntrica o paralelo-tangencial al conductor interno, los contactos (67, 68) en cada caso en un extremo de ambos conductores (60', 61') se encuentran orientados en forma aproximadamente radial contra el conductor interno (3) y conectado con el mismo y los contactos (69, 70) en los otros extremos de ambos conductores (60', 61') se encuentran conectados con la carcasa (2).

7. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque ambos conductores (5, 6; 60, 61) entre conductor interno (3) y carcasa (2) son conductores de cortocircuito B/4.

8. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque ambos conductores (5, 6; 60, 61) son conductores de cortocircuito \lambda/4 eléctricamente prolongados.

9. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque cada conductor (5, 6; 60, 61) comprende un condensador (49) y una inductancia (48) formando un circuito resonante paralelo.

10. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque en la zona de ambos contactos (27, 28; 67, 68), entre el conductor interno (3) y ambos conductores (5, 6; 60, 61), se encuentran dispuestos en el conductor interno (3) en cada caso un condensador (43, 47) y el conductor interno (3) entre las dos conexiones (7, 8) presenta otro condensador (45) y como mínimo una inductancia (44, 46).

11. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque en el lado de salida (21) del dispositivo se encuentra dispuesto en el conductor interno (3) un condensador (50).

12. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque entre los extremos (14, 15) de ambos conductores (5, 6; 60, 61), con los contactos (16, 17; 69, 70) a la carcasa (2), y la carcasa (2) se encuentra intercalado en cada caso un condensador (52, 54) y paralelo al mismo en cada caso un elemento descargador de impulsos adicional (51,
53).

13. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los conductores (5, 6; 60, 61) y los contactos (16, 17/27, 28; 67, 68/69, 70) forman diferentes zonas de conductores y determinan el ancho de banda y la gama de frecuencias de las transmisiones de alta frecuencia.

14. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el conductor interno (3) presenta diferentes zonas de conductores (56, 57) y las mismas y el dieléctrico (24, 38) alrededor del conductor interno (3) determinan la característica del ancho de banda de las transmisiones de alta
frecuencia.

15. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque en cada caso dos conductores (5, 6; 60, 61) se encuentran reunidos en un par y varios pares de conductores (5, 6; 60, 61) montados entre el conductor interno (3) y la carcasa (2).

16. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según la reivindicación 12, caracterizado porque el descargador de impulsos (51, 53) es un tubo de descarga en gas o un varistor o un diodo y encima de este descargador de impulsos (51, 53) y el condensador (52, 54) se encuentra dispuesta una alimentación de corriente continua (55).

17. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el conductor interno (3), los dos conductores (5, 6; 60, 61), así como la carcasa (2, 2') se encuentran separados entre sí por dieléctricos (24; 25; 62; 63).

18. Dispositivo de filtro antiparásito y descargador de corriente de rayo, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque, con excepción de los contactos (18, 19; 27, 28; 69, 70; 67, 68) en los extremos de ambos conductores (5, 6; 60, 61), todos los elementos constructivos se encuentran dispuestos en forma concéntrica al eje longitudinal (9) del conductor interno (3) o del dispositivo (1) o paralelos a este eje longitudinal (9).