ES2258562T3 - Polo electrico para un disyuntor de alimentacion de bajo voltaje. - Google Patents
Polo electrico para un disyuntor de alimentacion de bajo voltaje.Info
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Abstract
Polo eléctrico (1) para un disyuntor automático de alimentación de bajo voltaje, que comprende: - un contacto fijo (2) y un contacto móvil (3) que pueden acoplarse/desacoplarse entre sí, estando dicho contacto fijo eléctricamente conectado a un conductor de fase (4) y - una unidad de detección (5) que comprende: - una primera sección (6) que aloja un sensor de corriente (7) asociado con dicho conductor de fase, generando dicho sensor de corriente unas señales de detección (8) que son indicativas de la intensidad de la corriente eléctrica que circula a través de dicho conductor de fase, estando dicha unidad de detección eléctricamente conectada a una unidad de protección (10) de dicho disyuntor automático de alimentación, siendo dicha unidad de protección adecuada para recibir dichas señales de detección y para generar unas señales de control (11) para unos medios de accionamiento (12) conectados funcionalmente a dicho contacto móvil y comprendiendo al menos una sección de entrada (14) provista de uno o más terminales de entrada eléctricos; y -una segunda sección (20), que está rígidamente conectada a dicha primera sección.
Description
Polo eléctrico para un disyuntor de alimentación
de bajo voltaje.
La presente invención se refiere a un polo
eléctrico para un disyuntor de alimentación de bajo voltaje que
presenta características perfeccionadas.
Más particularmente, la presente invención se
refiere a un polo eléctrico para un disyuntor automático de
alimentación de bajo voltaje que presenta mayor fiabilidad y más
facilidad de uso. La patente US nº 5.218.331 se refiere a un
dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1.
Es conocido por la técnica anterior que un
disyuntor automático de alimentación de bajo voltaje es un disyuntor
utilizado en sistemas eléctricos industriales caracterizados por
tensiones de servicio inferiores a 1000 voltios y por corrientes
eléctricas cuya intensidad nominal puede variar desde fracciones de
1 amperio a varios centenares de amperios dando lugar a niveles de
potencia relativamente altos.
Se conoce por la técnica anterior que un
disyuntor automático de alimentación comprende uno o más polos
eléctricos, presentado cada uno un conductor eléctrico de fase o un
conductor eléctrico neto asociado. Dependiendo del número de polos
eléctricos utilizados, un disyuntor automático de alimentación se
denomina monopolar, bipolar, tripolar, tetrapolar, etc.
En condiciones normales, un polo eléctrico
comprende dos contactos eléctricos que pueden estar mutuamente
acoplados/desacoplados. Los contactos eléctricos están
eléctricamente conectados al conductor de fase o conductor neutro
asociado con el polo eléctrico.
En general, cada polo eléctrico del disyuntor
comprende un sensor de corriente asociado con el conductor de fase
o conductor neutro. El sensor de corriente suele comprender un
transformador de detección de corriente, cuyo devanado primario
está constituido por el conductor de fase o conductor neutro y cuyo
devanado secundario está eléctricamente conectado, a través de
terminales de salida eléctricos, a la unidad de protección del
disyuntor, también conocido como relé de sobreintensidad de
corriente. Como resultado a la salida del devanado secundario el
transformador detector de corriente genera señales de detección que
son indicativas del valor de la intensidad de la corriente en el
conductor de fase o neutro. Las señales de detección se envían en la
entrada a la unidad de protección, que proporciona, a la salida,
señales de control para un dispositivo de accionamiento. De este
modo, para cada fase eléctrica es posible detectar constantemente
las condiciones de absorción de la carga, reconocer, cualquier
anomalía funcional y, si fuera necesario en caso de anomalía,
sobreintensidad de corriente o cortocircuito, abrir automáticamente
el disyuntor.
Se conoce por la técnica anterior que la conexión
eléctrica del sensor de corriente a la unidad de protección puede
producirse de varias formas
Según un primer procedimiento convencional, el
transformador detector de corriente está conectado a una tarjeta de
interfaz electrónica que, a su vez, está eléctricamente conectada a
la sección de entrada de la unidad de protección. En la práctica,
el transformador detector de corriente está montado en la tarjeta de
interfaz electrónica y los terminales de salida eléctricos del
transformador, conectados a su devanado secundario, están soldados
a conductores formados en la tarjeta de interfaz electrónica. Estos
conductores están conectados eléctricamente, en virtud de uniones
soldadas o conectores adecuados, a los terminales eléctricos de la
sección de entrada de la unidad de protección.
Un procedimiento convencional alternativo, en
cambio, realiza la solicitante de cables eléctricos apropiados a
los terminales de salida eléctricos del transformador y conecta
(mediante soldadura o por medio de conectores adecuados) dichos
cables eléctricos directamente a los terminales eléctricos de la
sección de entrada de la unidad de protección.
Los polos eléctricos para disyuntores de
alimentación de bajo voltaje, del tipo conocido, presentan
inconvenientes.
Estos inconvenientes surgen del hecho de que la
conexión eléctrica entre el sensor de corriente y la unidad de
protección suele estar provista de un número relativamente grande de
juntas soldadas y uniones eléctricas. Durante la vida de servicio
del disyuntor, estas uniones y empalmes soldados pueden verse
sometidos a deterioro y separación, debido a la considerable
vibración a la que se suele someter el polo eléctrico durante las
desconexiones. El rendimiento operativo del disyuntor depende, por
lo tanto, del estado perfecto de conservaciones de los cables y
conectores eléctricos. En consecuencia, suele ser necesario realizar
intervenciones de mantenimiento, difíciles y costosas, para
garantizar una fiabilidad apropiada. Es evidente que esto tiene
repercusiones negativas sobre los costes de fabricación y de
utilización globales del disyuntor de bajo voltaje.
El objetivo de la presente invención es un polo
eléctrico para un disyuntor automático de alimentación de bajo
voltaje que permite superar los inconvenientes descritos
anteriormente.
Dentro del alcance de este objetivo, la presente
invención se refiere a un polo eléctrico en el que la conexión
eléctrica entre el sensor de corriente asociado con el polo y la
unidad de protección del disyuntor está provista de un modo
sencillo y fiable, que evita operaciones complicadas de unión y
soldadura.
Otro objetivo de la presente invención es un polo
eléctrico que presenta un número reducido de partes, cableado
simplificado y es relativamente sencillo de montar e instalar.
Otro objetivo de la presente invención es un polo
eléctrico que es fácil de fabricar y a un coste moderado.
Este y otros objetivos que se pondrán más
claramente de manifiesto a continuación, se alcanzan mediante un
polo eléctrico para un disyuntor automático de alimentación de bajo
voltaje, que comprende un contacto fijo y un contacto móvil que se
pueden acoplar/desacoplar entre sí. El contacto fijo está
eléctricamente conectado a un conductor de fase, que es adecuado
para suministrar energía eléctrica a una carga. El polo eléctrico,
según la presente invención, comprende, además, una unidad detectora
constituida por una primera sección adecuada para alojar un sensor
de corriente asociado con dicho conductor de fase. El sensor de
corriente es capaz de generar señales de detección que son
indicativas de la intensidad de la corriente eléctrica que circula a
través del conductor de fase. La unidad de detección está conectada
a la unidad de protección del disyuntor, que es adecuada para
recibir dichas señales de detección y para generar señales de
control para medios de accionamiento operativamente conectados a
dicho contacto móvil. La unidad de protección comprende al menos
una sección de entrada, provista de uno o más terminales de entrada
eléctricos. El polo eléctrico, según la presente invención, está
caracterizado porque dicha unidad de detección comprende una segunda
sección, que está rígidamente conectada a dicha primera sección y
está provista de uno o más terminales de salida eléctricos, que
están eléctricamente conectados a dicho sensor de corriente. Dicha
segunda sección comprende medios de conexión que son adecuados para
acoplar mecánicamente dicha segunda sección a la sección de entrada
de la unidad de protección de modo que proporcione una conexión
eléctrica directa entre los terminales de salida eléctricos de
dicha segunda sección y los terminales de entrada eléctricos de
dicha sección de entrada de la unidad de protección.
Otras características y ventajas resultarán
evidentes a partir de la descripción de una forma de realización
preferida, pero no exclusiva, del polo eléctrico según la presente
invención, ilustrado únicamente a título de ejemplo no limitativo
en los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 es una vista que representa
esquemáticamente la estructura de un polo eléctrico según la
presente invención;
La Figura 2 es una vista esquemática de una forma
de realización de una unidad de detección utilizada en el polo
eléctrico según la presente invención;
La Figura 3 es una vista esquemática de una forma
de realización preferida de una unidad de detección utilizada en el
polo eléctrico según la presente invención;
La Figura 4 es una vista esquemática de otra
forma de realización de una unidad de detección utilizada en el
polo eléctrico según la presente invención y
La Figura 5 es una vista parcial de un ejemplo de
uso del polo eléctrico según la presente invención en un disyuntor
tripolar.
Con referencia a las Figuras, el polo eléctrico
según la presente invención, generalmente designado por la
referencia numérica 1, comprende un contacto fijo 2 y un contacto
móvil 3 que pueden estar mutuamente acoplados/desacoplados. El
contacto fijo 2 está eléctricamente conectado a un conductor de fase
4 que es adecuado para alimentar una carga (no representada).
Además, el polo eléctrico 1 comprende una unidad de detección 5. La
unidad de detección 5 comprende una primera sección 6 que es
adecuada para alojar un sensor de corriente 7 asociado con el
conductor de fase 4. El sensor de corriente 7 genera unas señales de
detección 8 que son indicativas de la intensidad de la corriente
eléctrica (flecha 9 de la Figura 1) que circula a través del
conductor de fase 4. Además, el disyuntor comprende una unidad de
protección 10 que está eléctricamente conectada a la unidad de
detección 5 y es adecuada para recibir las señales de detección 8 y
para generar señales de control 11 para medios de accionamiento 12,
que están operativamente conectados al contacto móvil 3 (flecha 13
de la Figura 1). La unidad de protección 10 comprende al menos una
sección de entrada 14, que está provista de uno o más primeros
terminales de entrada (no representados). La particularidad del polo
eléctrico 1, según la presente invención, consiste en el hecho de
que la unidad de detección 5 comprende una segunda sección 20 que
está conectada, de modo monolítico, a la primera sección 6 y está
provista de uno o más segundos terminales eléctricos 21 (Figura 3).
La segunda sección comprende unos medios de conexión 22 que son
adecuados para acoplar mecánicamente la sección de entrada 14 de la
unidad de protección 10, no representada en la Figura 3, a la
segunda sección 20 de la unidad de detección 5. El acoplamiento
mecánico tiene lugar para proporcionar una conexión eléctrica
directa entre los primeros terminales eléctricos 21 de la segunda
sección 20 y los segundos terminales eléctricos de la sección de
entrada 14 (que no están representados). De este modo, se
proporciona, de forma sencilla y directa, la conexión eléctrica
entre el sensor de corriente 7 y la unidad de detección 5, evitando
en la práctica la adopción de uniones, juntas soldadas, cables de
conexión o conectores intermedios. Evidentemente, esto conlleva una
alta fiabilidad, una considerable reducción en el número de
elementos usados y una considerable simplificación del cableado del
polo eléctrico.
Según una forma de realización preferida,
ilustrada en la Figura 3, los medios de conexión 22 comprenden un
primer elemento conector que presenta una o más paredes de guiado 24
y una pared posterior 25 desde donde sobresalen los terminales de
salida eléctricos 21 de la primera sección 6. Las paredes de guiado
24 y la pared posterior 25 forman un primer receptáculo que es
adecuado para alojar al menos parcialmente, y en particular en los
terminales de entrada eléctricos, un segundo elemento de conexión
(no representado) de la sección de entrada 14. De este modo, es
posible establecer una conexión eléctrica directa entre los
terminales de salida eléctricos 21 y los segundos terminales
eléctricos de la sección de entrada 14, a la manera de un conector
macho-hembra. Por ejemplo, durante la operación de
conexión, los terminales de salida eléctricos se pueden conectar en
terminales adecuados que pueden estar provistos en la sección de
entrada 14 de la unidad de protección 10 y consecuentemente, en la
práctica, pueden constituir los terminales de entrada eléctricos de
la sección de entrada 14.
Según una forma de realización alternativa (no
representada) del polo eléctrico 1 según la presente invención, los
medios de conexión 22 comprenden unos elementos de conexión
auxiliares que son adecuados para alojarse en receptáculos formados
en la sección de entrada 14 de la unidad de protección 10. De este
modo, es también posible establecer fácilmente una conexión
eléctrica directa entre los primeros terminales eléctricos 21 y los
segundos terminales eléctricos de la sección de entrada 14 de la
unidad de protección 10, a la manera de un conector
macho-hembra.
Según se describió con anterioridad, la segunda
sección 20 está conectada, de modo monolítico, a la primera sección
6 de la unidad de detección 5. Esto puede realizarse con la ayuda de
tornillos u otros elementos mecánicos de conexión. Preferentemente,
sin embargo, la primera sección 6 y la segunda sección 20 se
obtienen, de forma monolítica, a partir de un cuerpo de contención
único fabricado de material plástico aislante. En una forma de
realización preferida, según se ilustra en la Figura 2, el sensor de
corriente 7 y los terminales de salida eléctricos 21 se pueden
incorporar en el cuerpo de contención de plástico de la unidad de
detección 5. Dicha operación se puede conseguir utilizando, por
ejemplo, un proceso de moldeo in situ. Esta solución es
particularmente ventajosa, puesto que permite proporcionar una
unidad de detección 5 que presenta una solidez considerable,
particularmente en la segunda sección 20. Esto permite obtener, con
relativa facilidad, un acoplamiento mecánico robusto entre la
sección de entrada de la unidad de protección 14 y la segunda
sección 20 y como resultado, obtener una conexión eléctrica directa
entre los terminales eléctricos 21 y los terminales de entrada
eléctricos de la sección de entrada 14, que es particularmente
sólida y fuerte.
El sensor de corriente 7 se puede obtener según
las técnicas que son conocida con anterioridad. Preferentemente, el
sensor de corriente 7 comprende un núcleo magnético 30 y un devanado
primario (no representado en la Figura 2) que está eléctricamente
conectado al contacto fijo 2. El sensor de corriente 7 está, además,
preferentemente provisto de un devanado secundario 31 que comprende
una o más espiras enrolladas en el núcleo magnético 30. El devanado
secundario 31 está eléctricamente conectado a los terminales
eléctricos 21 de la segunda sección 20. Preferentemente, según se
ilustra en las Figuras 3 y 4, el devanado primario del sensor de
corriente 7 comprende un elemento conductor 40 que está
eléctricamente conectado al conductor de fase 4 y al contacto fijo
2. En la forma de realización preferida de la Figura 3, el elemento
conductor 40 es sustancialmente rígido y pasa a través de la
primera sección 6. Además, está dispuesto de modo que quede
encerrado por el núcleo magnético 30 del transformador detector de
corriente (devanado primario de una sola espira del sensor de
corriente). El elemento conductor 40 se puede conectar al contacto
fijo 2 y al conductor de fase 4, respectivamente, gracias a las
conexiones 51 y 52 y preferentemente, se puede insertar/retirar
desde la primera sección 6 a través de un agujero pasante
adecuado.
Como una alternativa ilustrada en la Figura 4, el
elemento conductor 40 comprende una primera parte sustancialmente
rígida 41 que sobresale desde la primera sección 6 y está
eléctricamente conectada al conductor de fase 4 (no representado en
la Figura 4) mediante un primer terminal de conexión 42. Además, el
elemento conductor 40 encierra una segunda parte flexible (no
representada), que está preferentemente encerrada por la primera
sección 6 y comprende una o más espiras devanadas alrededor del
núcleo magnético 30 (devanado primario de múltiples espiras del
sensor de corriente). Por último, el elemento conductor 40 comprende
una tercera parte 43 que es sustancialmente rígida. La tercera parte
43 sobresale desde la primera sección 6 y puede estar eléctricamente
conectada al contacto fijo 2 a través de un segundo terminales de
conexión 44. En este caso también al menos una parte del elemento
conductor 40, particularmente la segunda parte flexible antes
citada, se puede incorporar con facilidad en el cuerpo de
contención de la unidad de detección 5 gracias a un proceso de
moldeo in situ.
El polo eléctrico 1 según la presente invención
se puede utilizar fácilmente para obtener disyuntores monopolares o
multipolares. La Figura 5 ilustra, con referencia a un disyuntor
tripolar, la conexión entre la unidad de detección 5 y la unidad de
protección 10, para el conjunto de polos eléctricos del disyuntor.
En este caso, la unidad de protección 10 comprende múltiples
segundos elementos de conexión 141 de la sección de entra 14.
Preferentemente, la sección de entrada 14 puede admitir también
elementos de conexión adicionales que están preestablecidos para
conexión a los primeros elementos de conexión relacionados con las
unidades de detección aplicadas a cualesquiera fases que no estén
interrumpidas por los polos del disyuntor. La sección de entrada 14
se puede acoplar mecánicamente con facilidad (flecha 70) a cada
segunda sección 20 de la unidad de detección 5 relacionada con cada
polo eléctrico. De este modo, se obtiene una conexión mecánica y
electrónica que es particularmente sencilla y fuerte. La resistencia
mecánica del conjunto se puede aumentar todavía más mediante un
cuerpo de contención único que incorpora las tres unidades de
detección diferentes 5.
En la práctica, se ha encontrado que el polo
eléctrico según la presente invención permite conseguir
completamente los objetivos previstos.
El uso de los medios de conexión 22 permite
disminuir el número de uniones y juntas soldadas eléctricas
requeridas para conectar eléctricamente la unidad de detección 5 a
la unidad de protección 10 con considerables ventajas en términos de
fiabilidad y resistencia mecánica. Además, gracias al empleo de los
medios de conexión 22, es posible conseguir una reducción importante
en el número de componentes, lo que trae consigo una considerable
simplificación del cableado y de las operaciones para montar e
instalar el polo eléctrico. Este hecho, por supuesto, trae consigo
una reducción de los costes de utilización del disyuntor en el que
se inserta el polo eléctrico según la presente invención.
Además, la práctica ha demostrado que el polo
eléctrico según la presente invención se puede obtener con
procedimientos que son relativamente fáciles de implantar y a bajo
coste.
El polo eléctrico para disyuntores de bajo
voltaje, así concebido, es susceptible de numerosas modificaciones y
variaciones, todas las cuales están dentro del alcance del concepto
inventivo, según se define en las reivindicaciones.
Claims (10)
1. Polo eléctrico (1) para un disyuntor
automático de alimentación de bajo voltaje, que comprende:
- un contacto fijo (2) y un contacto móvil (3)
que pueden acoplarse/desacoplarse entre sí, estando dicho contacto
fijo eléctricamente conectado a un conductor de fase (4) y
- una unidad de detección (5) que comprende:
- -
- una primera sección (6) que aloja un sensor de corriente (7) asociado con dicho conductor de fase, generando dicho sensor de corriente unas señales de detección (8) que son indicativas de la intensidad de la corriente eléctrica que circula a través de dicho conductor de fase, estando dicha unidad de detección eléctricamente conectada a una unidad de protección (10) de dicho disyuntor automático de alimentación, siendo dicha unidad de protección adecuada para recibir dichas señales de detección y para generar unas señales de control (11) para unos medios de accionamiento (12) conectados funcionalmente a dicho contacto móvil y comprendiendo al menos una sección de entrada (14) provista de uno o más terminales de entrada eléctri- cos; y
- -
- una segunda sección (20), que está rígidamente conectada a dicha primera sección y está provista de uno o más terminales de salida eléctricos (21), que están eléctricamente conectados a dicho sensor de corriente, comprendiendo dicha segunda sección unos medios de conexión (22) adaptados para acoplar mecánicamente dicha segunda sección a la sección de entrada de la unidad de protección;
caracterizado porque dicha
segunda sección (20) comprende un primer elemento conector que está
provisto de una o más paredes de guiado (24), adaptadas para guiar
mecánicamente la conexión eléctrica directa entre los terminales de
salida eléctricos (21) de dicha segunda sección (20) y los
terminales de entrada eléctricos de dicha sección de entrada (14), a
la manera de un conector
macho-hembra.
2. Polo eléctrico para disyuntor automático de
alimentación de bajo voltaje según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho primer elemento conector
comprende, además, una pared posterior desde la cual sobresalen los
terminales de salida eléctricos de dicha segunda sección, formando
dichas paredes de guiado y dicha pared posterior un primer
receptáculo que es adecuado para alojar un segundo elemento conector
de dicha sección de entrada.
3. Polo eléctrico para disyuntor automático de
alimentación de bajo voltaje según una o más de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque dichos medios de conexión
comprenden uno o más elementos conectores auxiliares que son
adecuados para alojarse en unos receptáculos formados en dicha
sección de entrada, de modo que proporcionen una conexión
eléctrica directa entre los terminales de salida eléctricos de dicha
segunda sección y los terminales de entrada eléctricos de dicha
sección de entrada, a la manera de un conector
macho-hembra.
4. Polo eléctrico para disyuntor automático de
alimentación de bajo voltaje según una o más de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque dicha sección de entrada
aloja unos elementos conectores adicionales que están
preestablecidos para la conexión a uno o más primeros elementos de
conexión relacionados con las unidades de detección aplicadas a
cualesquiera fases que no estén interrumpidas por los polos de dicho
disyuntor
5. Polo eléctrico para disyuntor automático de
alimentación de bajo voltaje según una o más de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque dicha primera sección y
dicha segunda sección están incorporadas en un cuerpo de contención
único.
6. Polo eléctrico para disyuntor automático de
alimentación de bajo voltaje según una o más de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque dicho sensor de corriente
comprende:
un núcleo magnético
un devanado primario; y
un devanado secundario, que comprende una o más
espiras devanadas en dicho núcleo magnético, estando dicho devanado
secundario eléctricamente conectado a los terminales de salida
eléctricos de dicha segunda sección.
7. Polo eléctrico para disyuntor automático de
alimentación de bajo voltaje según la reivindicación 6,
caracterizado porque dicho devanado primario comprende un
primer elemento conductor que está eléctricamente conectado a dicho
conductor de fase y a dicho contacto fijo.
8. Polo eléctrico para disyuntor automático de
alimentación de bajo voltaje según la reivindicación 7,
caracterizado porque dicho elemento conductor es
sustancialmente rígido y pasa a través de la primera sección de
dicha unidad de detección, estando dispuesto dicho elemento
conductor dispuesto de modo que quede encerrado por el núcleo
magnético de dicho transformador.
9. Polo eléctrico para disyuntor automático de
alimentación de bajo voltaje según la reivindicación 7,
caracterizado porque dicho elemento conductor comprende:
una primera parte sustancialmente rígida que
sobresale desde dicha primera sección de dicha unidad de detección y
que está eléctricamente conectada a dicho conductor de fase por
medio de un primer terminal de conexión;
una segunda parte flexible que está al menos
parcialmente encerrada por dicha primera sección de la unidad de
detección y que comprende una o más espiras devanadas en dicho
núcleo magnético, y
una tercera parte sustancialmente rígida que
sobresale desde la primera sección de dicha unidad de detección y
que está eléctricamente conectada a dicho contacto fijo por medio de
un segundo terminales de conexión.
10. Disyuntor automático de alimentación de bajo
voltaje, caracterizado porque comprende al menos uno polo
eléctrico según una o más de las reivindicaciones anteriores.
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