ES2250488T3 - Dispositivo de proteccion contra sobretensiones. - Google Patents
Dispositivo de proteccion contra sobretensiones.Info
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Abstract
Dispositivo de protección contra sobretensiones que comprende un primer electrodo (1), un segundo electrodo (2), una distancia disruptiva (3) de perforación del aire existente u operativa entre los primeros electrodos (1, 2), un tercer electrodo (5) y una carcasa que da alojamiento a los electrodos (1, 2, 5), en donde el primer electrodo (1) puede ser unido con una línea conductora de corriente y el segundo electrodo (2) puede ser unido con masa, y en donde el tercer electrodo (5) está unido directa o indirectamente con el segundo electrodo (2) a través de al menos una impedancia, especialmente un varistor (7), y está asociado al primer electrodo (1) y al segundo electrodo (2) de tal manera que entre el primer electrodo (1) y el tercer electrodo (5) existe o es operativa una segunda distancia disruptiva (6) de perforación del aire, caracterizado porque al encender la distancia disruptiva (3) de perforación del aire se produce primero un arco voltaico (4) entre el primer electrodo (1) y el segundo electrodo (2), y después de descargar la corriente de choque a través del primer electrodo (1), la primera distancia disruptiva (3) de perforación del aire y el segundo electrodo (2), el arco voltaico remanente (4) puede ser llevado de la primera distancia disruptiva (3) de perforación del aire a la segunda distancia disruptiva (6) de perforación del aire, especialmente por soplado neumático o magnético, con lo que entra en acción una impedancia incrementada de golpe para el dispositivo de protección contra sobretensiones, de modo que se impide una corriente de seguimiento de la red o bien se extingue una corriente existente de seguimiento de la red.
Description
Dispositivo de protección contra
sobretensiones.
La invención concierne a un dispositivo de
protección contra sobretensiones que comprende un primer electrodo,
un segundo electrodo, una distancia disruptiva de perforación del
aire existente u operativa entre los primeros electrodos, un tercer
electrodo y una carcasa que da alojamiento a los electrodos, en
donde el primer electrodo puede ser unido con la línea conductora de
tensión y el segundo electrodo con masa, y en donde el tercer
electrodo está unido directa o indirectamente con el segundo
electrodo a través de al menos una impedancia, especialmente un
varistor, y está asociado al primer electrodo y al segundo electrodo
de tal manera que entre el primer electrodo y el tercer electrodo
existe u opera una segunda distancia disruptiva de perforación del
aire.
Los circuitos de medida, control, regulación y
conmutación eléctricos, pero especialmente los circuitos
electrónicos de esta clase, sobre todo también los dispositivos e
instalaciones de telecomunicaciones, son sensibles frente a
sobretensiones transitorias, como las que pueden presentarse
especialmente por descargas atmosféricas, pero también por
manipulaciones de conmutación o cortocircuitos en redes de
suministro de energía. Esta sensibilidad ha aumentado en la medida
en que se emplean componentes electrónicos, especialmente
transistores y tiristores; sobre todo, los circuitos de conmutación
integrados crecientemente utilizados están amenazados en fuerte
medida por las sobretensiones transitorias.
Los circuitos eléctricos trabajan normalmente sin
perturbaciones con la tensión especificada para ellos, es decir, la
tensión nominal. Esto no se aplica cuando se presentan
sobretensiones. Como sobretensiones se consideran todas las
tensiones que están por encima del límite de tolerancia superior de
la tensión nominal. Entre éstas se cuentan sobre todo también las
sobretensiones transitorias, las cuales pueden presentarse a
consecuencia de descargas atmosféricas, pero también debido a
manipulaciones de conmutación o cortocircuitos en redes de
suministro de energía, y pueden acoplarse galvánica, inductiva o
capacitivamente con circuitos eléctricos. Para proteger ahora contra
sobretensiones transitorias los circuitos eléctricos o electrónicos,
especialmente circuitos electrónicos de medida, control, regulación
y conmutación, sobre todo también dispositivos e instalaciones de
telecomunicación, dondequiera que éstos se utilicen, se han
desarrollado dispositivos de protección contra sobretensiones y
éstos se conocen ya desde hace más de veinte años.
Componente esencial de un dispositivo de
protección contra sobretensiones de la clase aquí comentada es al
menos una distancia disruptiva que reaccione a una sobretensión
determinada, la tensión de reacción, e impida así que en el circuito
protegido por el dispositivo de protección contra sobretensiones se
presenten sobretensiones que sean más altas que la tensión de
reacción de la distancia disruptiva.
Se ha señalado al principio que el dispositivo de
protección contra sobretensiones según la invención presenta dos
electrodos y una distancia disruptiva de perforación del aire
existente u operativa entre los electrodos. Aparte de dispositivos
de protección contra sobretensiones con una distancia disruptiva de
perforación del aire, existen dispositivos de protección contra
sobretensiones con una distancia disruptiva de descarga en el aire
en los que se presenta una descarga deslizante durante la reacción.
Los dispositivos de protección contra sobretensiones con una
distancia disruptiva de perforación del aire tienen frente a los
dispositivos de protección contra sobretensiones con una distancia
disruptiva de descarga en el aire la ventaja de una mayor capacidad
de soporte de corriente de choque, pero adolecen de la desventaja de
una tensión de reacción más alta - y también no particularmente
constante. Por este motivo, se han propuesto ya diferentes
dispositivos de protección contra sobretensiones con una distancia
disruptiva de perforación del aire que se han mejorado con respecto
a la tensión de reacción. En este caso, se han materializado de
diferentes maneras ayudas de encendido en la zona de los electrodos
o de la distancia disruptiva de perforación del aire operativa entre
los electrodos, por ejemplo de tal manera que entre los electrodos
se ha previsto al menos una ayuda de encendido que desencadena una
descarga deslizante y que penetra al menos parcialmente en la
distancia disruptiva de perforación del aire, está configurada a
manera de regleta y consiste en plástico.
Un dispositivo de protección contra
sobretensiones de esta clase es conocido por el documento DE 44 02
615 C2. El dispositivo de protección contra sobretensiones conocido
presenta dos estrechos electrodos que están configurados cada uno de
ellos en forma de ángulo y que presentan cada uno de ellos una punta
de chispa y un ala de conexión acodada con respecto a ella. Además,
las puntas de chispa de los electrodos están provistas de un taladro
en sus zonas adyacentes al ala de conexión. Los taladros previstos
en las puntas de chispa de los electrodos cuidan de que en el
momento de la reacción del elemento de protección contra
sobretensiones, es decir, del encendido, el arco voltaico producido
"se ponga en marcha" por una acción de presión térmica, es
decir que se desplace alejándose de su punto de origen. Dado que las
puntas de chispa de los electrodos están dispuestas en forma de V
una respecto de otra, se aumenta así el trayecto que ha de ser
puenteado por el arco voltaico al desplazarse hacia fuera este arco
voltaico, con lo que aumenta también la tensión del arco
voltaico.
En el encendido de la distancia disruptiva de
perforación del aire se produce por medio del arco voltaico que
entonces se forma una unión de baja impedancia entre los dos
electrodos. De este modo, al aplicar la tensión de la red sigue una
corriente de seguimiento de red no deseada a través del dispositivo
de protección contra sobretensiones, de modo que se pretende
extinguir el arco voltaico lo más rápidamente posible después de
concluido el proceso de descarga. Una posibilidad para alcanzar este
objetivo consiste en aumentar la longitud del arco voltaico y, por
tanto, la tensión de este arco voltaico. Esta posibilidad se ha
materializado en el dispositivo de protección contra sobretensiones
como el que es conocido por el documento DE 44 02 615 C2. Es
desventajoso en este caso el hecho de que las dimensiones
geométricas de los electrodos resultan correspondientemente grandes
y, por tanto, esta influenciación está ligada a determinadas
especificaciones de la geometría.
Otra posibilidad para extinguir el arco voltaico
consiste en el enfriamiento de este arco voltaico por la acción de
refrigeración de paredes de material aislante y por el empleo de
materiales aislantes que ceden gas. En este caso, es necesario un
fuerte flujo del gas extintor, lo que requiere un elevado coste de
construcción.
Se conoce por el documento DE 728 678 un
dispositivo de protección contra sobretensiones descrito al
principio en el que se ha reducido la tensión de reacción mediante
la disposición de un electrodo auxiliar interior. El electrodo
auxiliar interior, avanzado con respecto al segundo electrodo, sirve
aquí como ayuda de encendido para reducir la tensión de reacción del
descargador de sobretensiones. En el descargador de sobretensiones
conocido se enciende primero un arco voltaico entre el primer
electrodo y el electrodo auxiliar. Una vez que se ha efectuado así
el encendido del descargador de sobretensiones a una baja tensión de
reacción, comienza a circular una corriente por el electrodo
auxiliar y por la resistencia conectada en serie con dicho electrodo
auxiliar, cuya corriente genera en la resistencia una caída de
tensión que es tan grande que la base del arco voltaico hace
transición del electrodo auxiliar al segundo electrodo principal.
Para la extinción subsiguiente del arco voltaico se hace uso, en el
descargador de sobretensiones conocido, del principio conocido del
alargamiento del arco voltaico, pero esto presupone que el
descargador de sobretensiones presente una longitud de tubo
correspondientemente larga y, ligado a esto, una separación entre
electrodos correspondientemente grande.
El cometido de la presente invención consiste,
pues, en indicar un dispositivo de protección contra sobretensiones
de la clase comentada que se caracterice por un alto poder de
extinción de la corriente de seguimiento de la red, pero, no
obstante, pueda materializarse con una construcción sencilla.
El dispositivo de protección contra
sobretensiones según la invención, en el que se ha resuelto el
problema anteriormente derivado y explicado, se caracteriza ahora en
primer lugar y sustancialmente porque en el encendido de la
distancia disruptiva de perforación del aire se produce primero un
arco voltaico entre el primer electrodo y el segundo electrodo, y
porque, después de la descarga de la corriente de choque a través
del primer electrodo, la primera distancia disruptiva de perforación
del aire y el segundo electrodo, el arco voltaico remanente puede
ser llevado de la primera distancia disruptiva de perforación del
aire a la segunda distancia disruptiva de perforación del aire,
especialmente por medio de soplado neumático o magnético, con lo que
entra en acción para el dispositivo de protección contra
sobretensiones una impedancia incrementada de golpe, de modo que se
impide una corriente de seguimiento de la red o bien se extingue una
corriente existente de seguimiento de la red.
Al igual que en el estado de la técnica, el
dispositivo de protección contra sobretensiones según la invención
está situado también generalmente en paralelo con la entrada del
circuito a proteger o de la instalación a proteger o del aparato a
proteger. Por tanto, el dispositivo de protección contra
sobretensiones
- bipolar - está unido eléctricamente, es decir, por vía galvánica, con las líneas o terminales entre los cuales, en funcionamiento, está presente la tensión de funcionamiento. Seguidamente, de una manera que no es inusual, la primera línea o el primer terminal se describen también con el término de conductor de tensión, mientras que la segunda línea o el segundo terminal se designa también con masa. Empleando esta terminología, se parte entonces como caso general de la consideración de que el primer electrodo del dispositivo de protección contra sobretensiones se ha de unir o está unido con la línea conductora de tensión o con el terminal conductor de tensión y el segundo electrodo del dispositivo de sobretensión se ha de unir o está unido con masa. Por supuesto, la conexión del dispositivo de protección contra sobretensiones según la invención puede realizarse también a la inversa y, por supuesto, el dispositivo de protección contra sobretensiones según la invención puede emplearse no sólo para proteger circuitos eléctricos en los que se presenta una tensión alterna en calidad de tensión de funcionamiento, sino que más bien el dispositivo de protección contra sobretensiones según la invención se puede utilizar igualmente sin mayores complicaciones cuando la tensión de funcionamiento del circuito eléctrico a proteger sea una tensión
continua.
- bipolar - está unido eléctricamente, es decir, por vía galvánica, con las líneas o terminales entre los cuales, en funcionamiento, está presente la tensión de funcionamiento. Seguidamente, de una manera que no es inusual, la primera línea o el primer terminal se describen también con el término de conductor de tensión, mientras que la segunda línea o el segundo terminal se designa también con masa. Empleando esta terminología, se parte entonces como caso general de la consideración de que el primer electrodo del dispositivo de protección contra sobretensiones se ha de unir o está unido con la línea conductora de tensión o con el terminal conductor de tensión y el segundo electrodo del dispositivo de sobretensión se ha de unir o está unido con masa. Por supuesto, la conexión del dispositivo de protección contra sobretensiones según la invención puede realizarse también a la inversa y, por supuesto, el dispositivo de protección contra sobretensiones según la invención puede emplearse no sólo para proteger circuitos eléctricos en los que se presenta una tensión alterna en calidad de tensión de funcionamiento, sino que más bien el dispositivo de protección contra sobretensiones según la invención se puede utilizar igualmente sin mayores complicaciones cuando la tensión de funcionamiento del circuito eléctrico a proteger sea una tensión
continua.
Con respecto al dispositivo de protección contra
sobretensiones, se ha dicho antes que el tercer electrodo está unido
directa o indirectamente con el segundo electrodo a través de al
menos una impedancia. Con una unión directa se quiere significar que
el tercer electrodo está unido con el segundo electrodo dentro del
dispositivo de protección contra sobretensiones según la invención.
Por una unión indirecta del tercer electrodo con el segundo
electrodo ha de entenderse que esta unión ha de realizarse o está
realizada por fuera del dispositivo de protección contra
sobretensiones según la invención, por ejemplo porque el dispositivo
de protección contra sobretensiones es tripolar y tanto el segundo
electrodo como el tercer electrodo han de ponerse a masa o están
puestos a masa.
En el dispositivo de protección contra
sobretensiones según la invención se enciende la distancia
disruptiva de perforación del aire al aplicar la tensión de
reacción, tal como es usual en el estado de la técnica, entre el
primer electrodo y el segundo electrodo. En este caso, para mejorar
la característica de reacción del dispositivo de protección contra
sobretensiones - como es conocido en el estado de la técnica - puede
estar materializada una ayuda de encendido conocida en la zona de
los electrodos o de la distancia disruptiva de perforación del aire
operativa entre los electrodos. A través de la distancia disruptiva
encendida se deriva ahora - también como es conocido - la corriente
de choque. Para reprimir una posible corriente de seguimiento de la
red o para extinguir una corriente de seguimiento de la red que se
haya producido se lleva ahora, según la invención, el arco voltaico
remanente desde la primera distancia disruptiva de perforación del
aire hasta la segunda distancia disruptiva de perforación del aire.
Como quiera que el tercer electrodo no está unido con masa
directamente como el segundo electrodo, sino a través de al menos
una impedancia, especialmente un varistor, entra en acción ahora una
impedancia incrementada de golpe para el dispositivo de protección
contra sobretensiones, de modo que se impide una corriente de
seguimiento de la red o se extingue una corriente existente de
seguimiento de la red. Debido a la impedancia pospuesta al tercer
electrodo está situado entre el primer electrodo o la línea
conductora de tensión o el terminal conductor de tensión y masa un
divisor de tensión que cuida de que, al aplicar la tensión de la
red, la tensión parcial presente entre el primer electrodo y el
tercer electrodo sea más baja que la tensión de combustión del arco
voltaico y, por tanto, esta tensión parcial no sea ya suficiente
para mantener el arco voltaico.
El modo en que el arco voltaico que queda después
de la descarga de la corriente de choque es llevado de la primera
distancia disruptiva de perforación del aire a la segunda distancia
disruptiva de perforación del aire o del primer electrodo y el
segundo electrodo al primer electrodo y el tercer electrodo, puede
materializarse con ayuda de diferentes medidas, especialmente, tal
como ya se ha expuesto, mediante soplado neumático o magnético. Se
puede materializar un soplado magnético conduciendo deliberadamente
la corriente de gas o de plasma resultante de la térmica del arco
voltaico. Una forma de ejecución preferida - que materializa esta
medida - del dispositivo de protección contra sobretensiones según
la invención se caracteriza porque la carcasa y/o el tercer
electrodo presentan al menos una abertura, a través de la abertura
se produce una compensación de presión y la compensación de presión
provoca una deliberada propagación de la corriente de gas o de
plasma desde el segundo electrodo hasta el tercer electrodo. Con la
propagación de la corriente de gas o de plasma desde el segundo
electrodo en dirección al tercer electrodo se lleva el punto de base
del arco voltaico desde el segundo electrodo hasta el tercer
electrodo.
El soplado magnético ya comentado puede
materializarse disponiendo de manera conocida los terminales
eléctricos del dispositivo de protección contra sobretensiones uno
con respecto a otro de tal manera que la corriente de choque genere
un campo magnético tal que lleve el arco voltaico desde la primera
distancia disruptiva de perforación del aire hasta la segunda
distancia disruptiva de perforación del aire o bien desde el primer
electrodo y el segundo electrodo hasta el primer electrodo y el
tercer electrodo.
Es evidente que en los dispositivos de protección
contra sobretensiones según la invención pueden estar materializados
también tanto un soplado neumático como un soplado magnético del
arco voltaico remanente.
Las enseñanzas de la presente invención son en
principio independientes de la configuración concreta del
dispositivo de protección contra sobretensiones, especialmente de la
clase y la forma de los electrodos, la configuración de la distancia
disruptiva de perforación del aire o el empleo de ayudas de
encendido. No obstante, se indicarán brevemente dos ejemplos de
ejecución preferidos del dispositivo de protección contra
sobretensiones según la invención.
Un primer ejemplo de ejecución preferido del
dispositivo de protección contra sobretensiones según la invención
se caracteriza porque la carcasa presenta una forma sustancialmente
cilíndrica, porque el primer electrodo está construido como un
electrodo central en forma de varilla, porque el segundo electrodo y
el tercer electrodo están configurados como electrodos exteriores
cilíndricos y dispuestos concéntricamente alrededor del primer
electrodo, y porque el segundo electrodo y el tercer electrodo están
dispuestos a distancia axial uno de otro, de modo que una parte del
primer electrodo está rodeada por el segundo electrodo y otra parte
del primer electrodo está rodeada por el tercer electrodo. En una
ejecución de esta clase del dispositivo de protección contra
sobretensiones según la invención el arco voltaico es soplado
entonces paralelamente a la extensión longitudinal del primer
electrodo desde el segundo electrodo hasta el tercer electrodo, por
ejemplo porque está prevista al menos una abertura radial en el
tercer electrodo o en la transición del tercer electrodo a la
carcasa.
Un segundo ejemplo de ejecución preferido del
dispositivo de protección contra sobretensiones según la invención
se caracteriza porque el primer electrodo está configurado como un
disco circular plano, porque el segundo electrodo y el tercer
electrodo están dispuestos enfrente del primer electrodo y porque el
segundo electrodo está dispuesto en posición centrada con respecto
al primer electrodo y el tercer electrodo está dispuesto
concéntricamente alrededor del segundo electrodo. Mediante esta
configuración y disposición de los electrodos se puede materializar
un dispositivo de protección contra sobretensiones con una altura de
construcción muy pequeña. Por lo demás, preferiblemente, el tercer
electrodo no está configurado en forma de corona circular, sino en
forma de segmento de corona circular, especialmente en forma de
semicírculo, de modo que el tercer electrodo abraza sólo en parte
concéntricamente al segundo electrodo. Asimismo, en una ejecución de
esta clase de un dispositivo de protección contra sobretensiones
según la invención es ventajoso que la distancia axial entre el
primer electrodo y el segundo electrodo sea más pequeña que la
distancia axial entre el primer electrodo y el tercer electrodo.
Esto puede materializarse por medio de alturas de construcción o
disposiciones diferentes del segundo electrodo o del tercer
electrodo. Como quiera que la distancia entre el primer electrodo y
el segundo electrodo es más pequeña que la distancia entre el primer
electrodo y el tercer electrodo, se asegura que se encienda primero
la distancia disruptiva de perforación del aire entre el primer
electrodo y el segundo electrodo y que se descargue la corriente de
choque a través de esta distancia disruptiva de perforación del
aire, es decir, a través del primer electrodo y el segundo
electrodo.
En particular, existe ahora un gran número de
posibilidades para configurar y perfeccionar el dispositivo de
protección contra sobretensiones según la invención. A este fin, se
hace referencia, por un lado, a las reivindicaciones pospuestas a la
reivindicación 1 y, por otro lado, a la descripción siguiente de
ejemplos de ejecución preferidos en combinación con el dibujo.
Muestran en el dibujo:
La figura 1, una representación del principio de
funcionamiento de la disposición de los electrodos en un dispositivo
de protección contra sobretensiones según la invención,
La figura 2, un croquis de principio de un primer
ejemplo de ejecución de un dispositivo de protección contra
sobretensiones según la invención,
La figura 3, una representación de la disposición
de electrodos en la ejecución del dispositivo de protección contra
sobretensiones de la invención según la figura 2, parcialmente en
sección,
La figura 4, un croquis de principio de un
segundo ejemplo de ejecución de un dispositivo de protección contra
sobretensiones según la invención,
La figura 5, un dispositivo de protección contra
sobretensiones conforme al segundo ejemplo de ejecución, en sección,
y
La figura 6, una vista en planta de un
dispositivo de protección contra sobretensiones conforme al segundo
ejemplo de ejecución.
La figura 1 muestra el principio de
funcionamiento del dispositivo de protección contra sobretensiones
según la invención, el cual está constituido, en primer lugar, por
un primer electrodo 1 y un segundo electrodo 2, así como una
distancia disruptiva 3 de perforación del aire operativa entre los
electrodos 1, 2. Un dispositivo de protección contra sobretensiones
de esta clase se emplea para proteger circuitos eléctricos o bien
instalaciones o aparatos. Si se presenta una sobretensión
transitoria que sea más alta que la tensión de reacción del
dispositivo de protección contra sobretensiones, éste reacciona, es
decir que se enciende la distancia disruptiva 3 de perforación del
aire y se origina un arco voltaico 4 entre el primer electrodo 1 y
el segundo electrodo 2.
A través del arco voltaico 4 se establece una
unión de valor óhmico relativamente bajo entre el primer electrodo 1
y el segundo electrodo 2, de modo que, al aplicar la tensión de
funcionamiento, puede circular una corriente no deseada de
seguimiento de la red a través del dispositivo de protección contra
sobretensiones.
En el dispositivo de protección contra
sobretensiones según la invención se impide ahora una corriente de
seguimiento de la red o bien se extingue una corriente de
seguimiento de la red que haya aparecido debido a que el primer
electrodo 1 y el segundo electrodo 2 llevan asociado un tercer
electrodo 5 y entre el primer electrodo 1 y el tercer electrodo 5
existe u opera una segunda distancia disruptiva 6 de perforación del
aire, el tercer electrodo 5 está unido directa o indirectamente con
el segundo electrodo 2 a través de al menos una impedancia, en el
presente caso a través de un varistor 7, y, después de descargar la
corriente de choque a través del primer electrodo 1, la primera
distancia disruptiva 3 de perforación del aire y el segundo
electrodo 2, el arco voltaico remanente 4 puede ser llevado de la
primera distancia disruptiva 3 de perforación del aire a la segunda
distancia disruptiva 6 de perforación del aire o bien del primer
electrodo 1 y el segundo electrodo 2 al primer electrodo 1 y al
tercer electrodo 5, especialmente por soplado neumático o magnético.
Cuando se lleva el arco voltaico desde el primer electrodo 1 y el
segundo electrodo 2 hasta el primer electrodo 1 y el tercer
electrodo 5, cae una parte de la tensión de funcionamiento aplicada
a través del varistor 7, y mediante un dimensionamiento adecuado de
este varistor 7 se puede cuidar de que la tensión entre el primer
electrodo 1 y el tercer electrodo 5 no sea ya suficiente para
mantener el arco voltaico 4.
Las figuras 2 y 3 muestran partes de una primera
ejecución ventajosa del dispositivo de protección contra
sobretensiones, en la que el primer electrodo 1 está construido como
un electrodo central de forma de varilla y el segundo electrodo 2 y
el tercer electrodo 5 están configurados como electrodos exteriores
cilíndricos y dispuestos concéntricamente alrededor del primer
electrodo 1. El segundo electrodo 2 y el tercer electrodo 5 están
dispuestos en este caso a distancia axial uno de otro. El tercer
electrodo 5 presenta una abertura radial 9 a través de la cual se
establece una compensación de presión, provocando esta compensación
de presión una propagación de la corriente de plasma desde la zona
entre el primer electrodo 1 y el segundo electrodo 2 hasta la zona
entre el primer electrodo 1 y el tercer electrodo 5. La dirección de
esta corriente de plasma se ha identificado en la figura 2 con P.
Debido a esta corriente de plasma originada por la compensación de
presión un arco voltaico 4 presente entre el primer electrodo 1 y el
segundo electrodo 2 o bien el punto de base 8 del arco voltaico 4 es
impulsado del segundo electrodo 2 al tercer electrodo 5.
Además, se puede deducir de la figura 2 y
especialmente de la figura 3 que el segundo electrodo 2 y el tercer
electrodo 5 están separados uno de otro por un elemento distanciador
anular 10. La distancia radial entre el primer electrodo 1 y el
segundo electrodo 2 o el tercer electrodo 5 se asegura por medio de
dos elementos de soporte anulares 11, 12, presentando estos
elementos de soporte 11, 12 un tramo radial 13 y un tramo axial 14.
El tramo axial 14 de los elementos de soporte 11, 12 sirve aquí,
juntamente con el elemento distanciador anular 10, como apoyo para
el segundo electrodo 2 y el tercer electrodo 5, respectivamente.
Tanto el elemento distanciador anular 10 como los elementos de
soporte 11, 12 están fabricados preferiblemente en plástico. No se
ha representado en las figuras 2 y 3 una carcasa que da alojamiento
al conjunto de los electrodos 1, 2, 5. Al igual que la disposición
de los electrodo 1, 2, 5, está configurada entonces en forma
sustancialmente cilíndrica.
Las figuras 4 a 6 muestran un segundo ejemplo de
ejecución del dispositivo de protección contra sobretensiones según
la invención, habiéndose indicado en la figura 4, correspondiente a
la figura 2, para ilustrar el funcionamiento del dispositivo de
protección contra sobretensiones, el conexionado del tercer
electrodo 5 con un varistor 7. En el segundo ejemplo de ejecución el
primer electrodo 1 está configurado como un disco circular plano,
estando representada en la figura 6 solamente una parte del primer
electrodo 1. El segundo electrodo 2 y el tercer electrodo 5 están
dispuestos enfrente del primer electrodo 1, estando dispuesto el
segundo electrodo 2 en posición centrada con respecto al primer
electrodo 1 y estando dispuesto el tercer electrodo 5
concéntricamente alrededor del segundo electrodo 2.
En la figura 5 se aprecia que la distancia entre
el primer electrodo 1 y el segundo electrodo 2 es menor que la
distancia entre el primer electrodo 1 y el tercer electrodo 5. Se
asegura así que se encienda primero la distancia disruptiva 3 de
perforación del aire entre el primer electrodo 1 y el segundo
electrodo 2 y que se descargue la corriente de choque a través del
segundo electrodo 2. Además, en la figura 5 se ha representado un
carcasa del dispositivo de protección contra sobretensiones que está
constituida por una parte superior 15 y una parte inferior 16. La
parte inferior 16 de la carcasa va seguida de una pieza aislante 17
de plástico. En el interior de la carcasa se encuentra un elemento
de alojamiento 18 de forma de cubeta para el segundo electrodo 2 y
el tercer electrodo 5, el cual es también de plástico. Un elemento
distanciador 19 realizado en una sola pieza con el elemento de
alojamiento 18 de forma de cubeta proporciona la separación entre el
segundo electrodo 2 y el tercer electrodo 5.
Como puede apreciarse en la figura 6, el segundo
electrodo 2 está configurado en forma circular y el tercer electrodo
5 en forma de semicorona circular. En la parte inferior 16 de la
carcasa están previstas varias aberturas 20 en las proximidades de
la parte superior 15 de dicha carcasa, encontrándose estas aberturas
20 en el lado de la parte inferior 16 de la carcasa que queda vuelto
hacia el tercer electrodo 5. Por tanto, las aberturas 20 están
previstas en la zona de la parte inferior 16 de la carcasa que es
contigua a la distancia disruptiva 6 de perforación del aire entre
el primer electrodo 1 y el tercer electrodo 5. En correspondencia
con las aberturas 20 de la parte inferior 16 de la carcasa están
previstos en la parte superior 15 de dicha carcasa unos rebajos 21 a
través de los cuales puede disiparse la sobrepresión generada por la
corriente de plasma. Mediante las aberturas 20 y los rebajos 21 se
produce una compensación de presión, provocando esta compensación de
presión una propagación de la corriente de plasma desde la zona
entre el primer electrodo 1 y el segundo electrodo 2 hasta la zona
entre el primer electrodo 1 y el tercer electrodo 5.
Claims (7)
1. Dispositivo de protección contra
sobretensiones que comprende un primer electrodo (1), un segundo
electrodo (2), una distancia disruptiva (3) de perforación del aire
existente u operativa entre los primeros electrodos (1, 2), un
tercer electrodo (5) y una carcasa que da alojamiento a los
electrodos (1, 2, 5), en donde el primer electrodo (1) puede ser
unido con una línea conductora de corriente y el segundo electrodo
(2) puede ser unido con masa, y en donde el tercer electrodo (5)
está unido directa o indirectamente con el segundo electrodo (2) a
través de al menos una impedancia, especialmente un varistor (7), y
está asociado al primer electrodo (1) y al segundo electrodo (2) de
tal manera que entre el primer electrodo (1) y el tercer electrodo
(5) existe o es operativa una segunda distancia disruptiva (6) de
perforación del aire,
caracterizado porque
al encender la distancia disruptiva (3) de
perforación del aire se produce primero un arco voltaico (4) entre
el primer electrodo (1) y el segundo electrodo (2), y
después de descargar la corriente de choque a
través del primer electrodo (1), la primera distancia disruptiva (3)
de perforación del aire y el segundo electrodo (2), el arco voltaico
remanente (4) puede ser llevado de la primera distancia disruptiva
(3) de perforación del aire a la segunda distancia disruptiva (6) de
perforación del aire, especialmente por soplado neumático o
magnético, con lo que entra en acción una impedancia incrementada de
golpe para el dispositivo de protección contra sobretensiones, de
modo que se impide una corriente de seguimiento de la red o bien se
extingue una corriente existente de seguimiento de la red.
2. Dispositivo de protección contra
sobretensiones según la reivindicación 1, caracterizado
porque la carcasa y/o el tercer electrodo (5) presentan al menos una
abertura (9), a través de la abertura (9) se establece una
compensación de presión y esta compensación de presión provoca una
propagación deliberada de la corriente de gas o de plasma desde el
segundo electrodo (2) hasta el tercer electrodo (5).
3. Dispositivo de protección contra
sobretensiones según las reivindicaciones 1 y 2,
caracterizado porque la carcasa presenta una forma
sustancialmente cilíndrica, porque el primer electrodo (1) está
configurado como un electrodo central de forma de varilla, porque el
segundo electrodo (2) y el tercer electrodo (5) están configurados
como electrodos exteriores cilíndricos y dispuestos concéntricamente
alrededor del primer electrodo (1), y porque el segundo electrodo
(2) y el tercer electrodo (5) están dispuestos a distancia axial uno
de otro.
4. Dispositivo de protección contra
sobretensiones según las reivindicaciones 1 y 2,
caracterizado porque el primer electrodo (1) está configurado
como un disco circular plano, porque el segundo electrodo (2) y el
tercer electrodo (5) están dispuestos enfrente del primer electrodo
(1), y porque el segundo electrodo (2) está dispuesto en posición
centrada con respecto al primer electrodo (1) y el tercer electrodo
(5) está dispuesto concéntricamente alrededor del segundo electrodo
(2).
5. Dispositivo de protección contra
sobretensiones según la reivindicación 4, caracterizado
porque el tercer electrodo (5) está configurado en forma de segmento
de corona circular.
6. Dispositivo de protección contra
sobretensiones según las reivindicaciones 2 y 5,
caracterizado porque las aberturas (18) de la carcasa están
dispuestas solamente en el lado de dicha carcasa que va asociado al
tercer electrodo (5), preferiblemente en la zona comprendida entre
el primer electrodo (1) y el tercer electrodo (5).
7. Dispositivo de protección contra
sobretensiones según una de las reivindicaciones 4 a 6,
caracterizado porque la distancia axial entre el primer
electrodo (1) y el segundo electrodo (2) es más pequeña que la
distancia axial entre el primer electrodo (1) y el tercer electrodo
(5).
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