ES2261996T3 - Dispositivo para la proteccion contra un arco electrico parasito en un sistema de barras colectoras. - Google Patents
Dispositivo para la proteccion contra un arco electrico parasito en un sistema de barras colectoras.Info
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Abstract
Un dispositivo (50) para la protección contra un arco eléctrico parásito de un dispositivo de barras colectoras (4; 104; 204; 304), que muestra al menos una primera y una segunda barra colectora (7, 8; 107, 108; 207, 208; 307, 308), con al menos un primer electrodo (51) para el arco eléctrico parásito fijado en la primera barra colectora (7; 107; 207; 307) y un segundo electrodo (51) para el arco eléctrico parásito fijado en la segunda barra del colector (8; 108; 208; 308), donde un primer borne (52) del primer electrodo (51) para el arco eléctrico se sitúa frente a un segundo borne (53) del segundo electrodo (51) para el arco eléctrico, de tal forma que, en caso de un cortocircuito de la primera y la segunda barra conductora, el arco eléctrico producido cebe entre el primer y el segundo borne, caracterizado porque el espacio (54) reducido entre los bornes de los electrodos para el arco eléctrico parásito es menor que el espacio (55, 56) reducido entre las barras colectoras (7, 8; 107, 108;207, 208; 307, 308).
Description
Dispositivo para la protección contra un arco
eléctrico parásito en un sistema de barras colectoras.
La presente invención trata de un dispositivo
para la protección contra un arco eléctrico parásito en un
dispositivo de barras colectoras que muestre, al menos, una primera
y una segunda barra colectora, con al menos un primer electrodo
para el arco eléctrico parásito fijado a la primera barra colectora
y un segundo electrodo para el arco eléctrico parásito fijado a la
segunda barra colectora, con lo que un primer borne del primer
electrodo para el arco eléctrico parásito se encuentre frente a un
segundo borne del segundo electrodo para el arco eléctrico
parásito, de modo que, en caso de cortocircuito entre la primera y
la segunda barra colectora, el arco eléctrico originado produzca el
cebado entre el primer y el segundo borne.
Un dispositivo de este tipo, para la protección
contra un arco eléctrico parásito en un dispositivo de barras
colectoras, se conoce, por ejemplo, por el documento
DE-1 191 458. En este dispositivo conocido, los
electrodos para el arco eléctrico parásito se conforman casi como
astas totalmente circulares, para mantener el arco eléctrico entre
los electrodos para el arco eléctrico parásito en un movimiento
rotatorio, para evitar de esta manera, que recorran los paneles de
mandos colindantes de una instalación de conmutación y para reducir
la combustión del material de los electrodos para el arco eléctrico
parásito. Particularmente la sección de las barras colectoras, que
linda directamente con el asta para el arco eléctrico circular,
sufre, así, esencialmente la misma combustión que las astas para el
arco eléctrico.
Partiendo de un dispositivo con las
características del término genérico de la reivindicación 1
(DE-1 191 458), la presente invención se basa en la
función de configurar el dispositivo de tal forma que se evite
considerablemente la combustión de las barras colectoras.
Esta función se soluciona, de acuerdo con la
presente invención, debido a que el espacio reducido existente
entre los bornes de los electrodos para el arco eléctrico parásito
es menor que el espacio reducido entre las barras colectoras. En un
acondicionamiento del dispositivo de este tipo, se garantiza que el
arco eléctrico sólo cebe entre los electrodos para el arco eléctrico
parásito.
En un acondicionamiento escogido de la presente
invención, se ha previsto que, en el sentido de la propagación del
arco eléctrico, detrás de los electrodos para el arco eléctrico
parásito, se sitúe una pared de aislamiento, donde la pared de
aislamiento se acople a los electrodos para el arco eléctrico
parásito. Mediante el acoplamiento de la pared de aislamiento a los
electrodos para el arco eléctrico parásito, el arco eléctrico
parásito no puede volver a producir cebado en la parte de las
barras colectoras que se acopla a la pared de aislamiento, y
presenta, con esto, sólo en los bornes opuestos de los electrodos
para el arco eléctrico parásito, condiciones de combustión
ideales.
Para asegurar, en caso de un arco eléctrico
parásito, un periodo de funcionalidad suficiente de los electrodos
para el arco eléctrico parásito, se ha previsto, en un
perfeccionamiento de la presente invención, que el primer electrodo
para el arco eléctrico parásito en la zona del primer borne, y el
segundo electrodo para el arco eléctrico parásito en la zona del
segundo borne, se conformen con dos apoyos, especialmente mediante
ranuras. Así, los electrodos para el arco eléctrico parásito pueden
elaborarse de una forma sencilla y rentable a partir de una chapa,
por ejemplo de metal o de acero.
Para la guía del arco eléctrico puede preverse
que el primer electrodo para el arco eléctrico parásito en la zona
del primer borne y el segundo electrodo para el arco eléctrico
parásito en la zona del segundo borne, se prevean con un elemento
conductor para que el arco eléctrico avance, preferiblemente, de
forma perpendicular al borne respectivo. Estos elementos
conductores pueden conformarse como un borde material. Estos bordes
materiales pueden ser, por ejemplo, bordes de canales, ranuras,
cuñas o también elementos salientes, preferiblemente en ángulos
vivos.
Para una fijación de los electrodos para el arco
eléctrico parásito en las barras conductoras, con un montaje
sencillo, se ha previsto, en un acondicionamiento escogido, que cada
uno de los electrodos para el arco eléctrico parásito y cada una de
las barras conductoras a las que se encuentren asociados se prevean
con orificios para la fijación. Los orificios se conforman de una
manera ventajosa, de tal modo que permitan la fijación de los
electrodos para el arco eléctrico parásito a la primera y la segunda
barra colectora con distintos espacios reducidos entre las barras
colectoras.
La presente invención se explica más
detalladamente a continuación mediante los ejemplos de ejecución
representados en las Figuras de la 1 a la 10. Se muestra:
Figura 1: La parte superior
de una estructura de un panel de mandos con
una forma de ejecución del dispositivo de
barras colectoras ahí dispuesto que muestra un espacio
reducido entre las barras colectoras,
Figura 2: La parte inferior
de una estructura conformada acorde a la Figura
1 con una segunda forma de ejecución del
dispositivo de barras colectoras ahí situado,
Figura 3: Un soporte de las
barras colectoras,
Figuras 4 y 5: Una sección de la
Figura 1,
Figuras 6 y 7: Una sección de la
Figura 2,
Figura 8: La parte superior
de una estructura conformada acorde a la
Figura 1 y/o 2 con una tercera forma de ejecución
del dispositivo de barras colectoras que muestra un
segundo espacio reducido entre las
barras colectoras y
con un dispositivo para la protección contra los arcos
eléctricos parásitos del
dispositivo de barras colectoras, y
Figuras 9 y 10: Dos barras colectoras de una
cuarta forma de ejecución del
dispositivo de barras colectoras, en cada caso, con
un electrodo para el arco eléctrico
parásito.
En las Figuras 1, 2 y 8 se muestra la estructura
1 de un panel de mandos 2 de una instalación de conmutación. Varios
paneles de mandos de este tipo pueden disponerse de forma contigua y
conectarse entre sí, según las Figuras 5, 7 y 10. Los bornes 3
escuadrados de la estructura 2 sirven para la fijación de los
dispositivos de barras colectoras, que se pueden disponer tanto en
la parte superior como en la inferior de la estructura y, así, de
forma simétrica invertida con respecto al centro de la
estructura.
De esta manera, la Figura 1 muestra una forma de
ejecución 4 del dispositivo de barras colectoras, que se sitúa en
la parte superior de la estructura. La Figura 2 muestra una segunda
forma de ejecución 104 del dispositivo de barras colectoras, que se
sitúa en la parte inferior de la estructura.
Cada una de las formas de ejecución del
dispositivo de barras colectoras muestra, en cada caso, cuatro
barras colectoras que avanzan de forma paralela entre sí 7, 8, 9,
10; 107, 108, 109, 110; 207, 208, 209, 210 y dos soportes de las
barras colectoras 5. La primera y la segunda forma de ejecución 4;
104 del dispositivo de barras colectoras muestran un espacio 55
reducido entre las barras colectoras 7, 8, 9, 10; 107, 108, 109,
110, y la tercera forma de ejecución muestra un segundo espacio 56
reducido, diferente del primer espacio 55 reducido, entre las
barras colectoras 207, 208, 209, 210. Una primera, una segunda y una
tercera de las barras colectoras 7, 8, 9; 107, 108, 109; 207, 208,
209 son conductores de fase, mientras que la cuarta de las barras
colectoras 10; 110; 210 es un conductor neutro (conductor N) que se
puede conectar a modo conductor con la estructura 1 (conductor
PEN). Se sabe que, mediante una guía común del conductor neutro con
el conductor de fase, en el caso de un desfase en la red eléctrica,
en la que también la corriente puede pasar por el conductor neutro,
se produce un ligero campo electromagnético, de modo que sólo
circulan pequeñas corrientes en el espacio de la estructura.
Cada una de las barras colectoras muestra, según
las Figuras 1, 2 y 8, al menos una primera barra colectora 14; 114;
214 acoplada a la superficie de apoyo 13 del soporte de la barra
colectora 5, y una segunda barra parcial. La primera barra parcial
15; 115; 215 se extiende esencialmente por todo el ancho del panel
de mandos 2. La segunda barra parcial es una barra de conexión que
se extiende desde el panel de mandos hasta otro panel de mandos
mostrado en las Figuras 5, 7 y 10. Los extremos de las primeras
barras parciales se fijan mediante medios de fijación 16 a los
soportes de las barras colectoras 5. Para esto, los primeros medios
de fijación 16 se conforman como tornillos 18 previstos con tuercas
17, con lo que el eje 19 de los tornillos 18 penetra en los
primeros orificios 20, 21 de las primeras barras parciales 14; 114;
214 y del soporte de las barras colectoras 5. La cabeza de tornillo
25 se afianza en la parte de las primeras barras parciales 14; 114;
214 frontal al soporte de las barras colectoras 5, mientras que la
tuerca 17 se afianza en la parte 27 del soporte de las barras
colectoras 5 exterior al borne escuadrado de la estructura. Cada una
de las segundas barras parciales 15; 115; 215 se fija, mediante
segundos medios de fijación 28, a las primeras barras parciales 14;
114; 214 asociadas. Para esto, los segundos medios de fijación 28 se
conforman como tirafondos 30 previstos con tuercas 29, cuyo eje 31
penetra el extremo asociado de la primera barra parcial 14; 114; 214
y en el extremo asociado de l asegunda barra parcial 15; 115; 215 en
la zona de los segundos orificios 34, 35. La tuerca 29, así, según
las Figuras 1 y 8, con la utilización de otras primeras barras
parciales 14; 114; 214 por barra colectora, se afianza en la otra
barra parcial 14; 114; 214 o, si sólo se utiliza la primera barra
parcial, en las segundas barras parciales 15; 115; 215. La cabeza de
tornillo se afianza en la primera barra parcial acoplada al soporte
de las barras colectoras.
Según las Figuras 4 y 5 y/o 6 y 7, los primeros
orificios 20 de las primeras barras parciales 14; 114; 214
muestran, con respecto al equilibrio de tolerancia, una sección
transversal cuadrada que tiene unas dimensiones más grandes que el
primer orificio 21 del soporte de las barras colectoras 5 adaptado
al diámetro exterior del tornillo 18. Los segundos orificios 34, 35
de la primera barra parcial 14, 114, 214 y de la segunda 15, 115,
215 se conforman como perforaciones longitudinales abiertas hacia
los extremos libres exteriores, de tal forma que las primeras
barras parciales 14; 114; 214 y las segundas barras parciales 15;
115; 215 se montan lateralmente por deslizamiento, en direcciones
opuestas, sobre el eje del tirafondo 30 asociado. El soporte de las
barras colectoras 5 muestra huecos 41 abiertos por un lado opuestos
a las primeras barras parciales 14; 114; 214, situados de forma
colindante a las superficies de apoyo 13 para las barras colectoras,
en los que se aloja la cabeza de tornillo 33 de los tirafondos 30.
Mediante la estructura abierta por un lado de los huecos 41, se
puede re-adaptar la barra de conexión con el
tirafondo 30 en el soporte de barras colectoras 5 fijado a la
estructura, introduciendo lateralmente la cabeza de tornillo 33 en
el hueco 41. Así, la profundidad 42 de los huecos 41 se mide de tal
forma que se evita de forma segura que el tirafondo 30 se deslice
fuera de los segundos orificios 34, 35. Los tirafondos muestran una
sección del eje 31 conectada a la cabeza de tornillo, conformada
como un cuadrado, que se mantiene en la perforación longitudinal 34
de forma que no pueda desplazarse. Con esto, para la fijación de la
segunda barra parcial a la primera barra parcial, no resulta
necesario proteger manualmente el segundo medio de fijación 28
contra pérdidas o desplazamientos.
Cada una de las formas de ejecución 4, 104, 204,
304 del dispositivo de barras colectoras puede preverse con un
dispositivo 50 para la protección contra arcos eléctricos
parásitos.
Este dispositivo 50, según la Figura 8, muestra
tres electrodos para el arco eléctrico parásito 51, de los que, en
cada caso, uno se fija, mediante el primer 16 y el segundo medio de
fijación 28, a los tres conductores de fase. También el conductor N
y/o conductor PEN puede preverse con un electrodo para el arco
eléctrico parásito 51. Los electrodos para el arco eléctrico
parásito se conforman como una pieza de chapa de metal de acero que
muestren una temperatura de fusión más elevada que la de las barras
colectoras 7, 8, 9, 10; 107, 108, 109, 110; 207, 208, 209, 210
elaboradas con cobre. Muestran, según las Figuras 9 y 10, en cada
caso, un primer y un segundo borne 52, 53 configurado con dos
apoyos mediante ranuras. Estos electrodos para el arco eléctrico
parásito están dispuestos de tal forma que, en cada caso, entre dos
barras colectoras colindantes, el primer borne 52 del electrodo del
arco eléctrico parásito fijado a la barra colectora 207; 407, y el
segundo borne del electrodo para el arco eléctrico parásito fijado
a la otra barra colectora, se encuentran frente a frente con un
espacio 54 reducido que es mayor que el espacio 55, 56 reducido
entre las barras conductoras, de tal forma que, en caso de que se
produzca un cortocircuito de las dos barras conductoras, el arco
eléctrico propagado en el sentido 57 a lo largo del eje
longitudinal de las barras conductoras, ceba entre el primer 52 y el
segundo borne 53. En este borne, el arco eléctrico en contacto con
la pared de aislamiento 58 presenta las condiciones de combustión
ideales, y se mantiene inmóvil. Con esto, se evitan de forma segura
cualquier otra destrucción de la instalación de controles,
especialmente la destrucción del panel de mandos colindante. Puesto
que el espacio 54 reducido entre los bornes 52, 53 opuestos de los
electrodos 51 para el arco eléctrico parásito es menor que el
espacio 55, 56 reducido entre las barras colectoras, tiene lugar en
la erosión eléctrica en los electrodos para el arco eléctrico. Así,
se garantiza que, tras presentarse un arco eléctrico, especialmente
en caso de que muestre una duración de combustión corta, las barras
colectoras no tienen por qué destruirse ni, por tanto, ser
reemplazadas. La corriente sólo pasa por los electrodos para el arco
eléctrico parásito en caso de que se presente un arco eléctrico
parásito, de modo que se puede realizar un registro del arco
eléctrico parásito (por ejemplo, mediante una bobina de aire y un
transductor) y una registro del arco eléctrico parásito (por
ejemplo, desconectando el suministro de corriente).
Para la guía del arco eléctrico en la dirección
de los bornes 52, 53, que avanzan de forma paralela al eje central
de las barras conductoras, pueden preverse elementos conductores en
forma de borde material 70, que se representan en la Figura 9 con
líneas punteadas. Los bordes de materiales pueden ser, por ejemplo,
bordes de canales, ranuras, cuñas o también elementos salientes,
preferiblemente en ángulos
vivos.
vivos.
Para la fijación de los electrodos 51 para el
arco eléctrico parásito a las barras conductoras, los electrodos
para el arco eléctrico parásito 51 muestran unos primeros huecos 22
asociados a los primeros huecos de las barras conductoras y del
soporte de las barras colectoras, y unos segundos huecos 36
asociados a los segundos huecos 34, 35 de las barras colectoras.
Según la Figura 10, se evita, además, que el
arco eléctrico permanezca en las barras colectoras, en el panel de
mandos colindante, debido a que, en el sentido de la propagación 57
del arco eléctrico, tras los electrodos 51 para el arco eléctrico
parásito, la parte aislante 58 se sitúa fuera de una estera de
fibras duras. Esta estera de fibras duras se acopla a los
electrodos para el arco eléctrico parásito. Mediante este
acoplamiento, por un lado, los gases conductores eléctricamente,
ionizados, generados en el cebado del arco eléctrico, se captan y
se enfrían. Por otro lado, se garantiza que el arco eléctrico no
pueda volver a cebarse en la barra colectora. Puesto que, además,
el intervalo de aire aumenta con respecto a las piezas puestas a
tierra, también se evitan de forma segura nuevas generaciones de
arco eléctrico en estas piezas puestas a tierra. La estera de
fibras duras también contribuye a la reducción de la obstrucción del
panel de mandos colindante, que se genera durante la erosión
eléctrica.
Según la Figura 3, para colocar el soporte de
las barras colectoras 5 en el borne 3 escuadrado respectivo de la
estructura 1, se ha previsto otro hueco 60 en la zona de los
terceros orificios 61 del soporte de las barras colectoras 5. Los
terceros orificios 61 trabajan en conjunto con los terceros medios
de fijación 62 que sirven para la fijación del soporte de las
barras colectoras 5 en los bornes 3 escuadrados de la estructura 1.
La distancia de los terceros orificios 61 se adapta, así, al patrón
de una perforación 63 de los bornes 3 escuadrados. Además, se han
previsto unas disminuciones de material 71 para el consiguiente
ahorro de material.
Según la Figura 3, se han previsto en cada uno
de los soportes de las barras colectoras 5, doce primeros orificios
21 y cuatro huecos 41 en la parte exterior a las barras colectoras.
Estos primeros orificios 21 y estos huecos 41 se disponen de forma
simétrica inversa, en la dirección longitudinal del soporte de las
barras colectoras, de tal forma que todos los soportes de las
barras colectoras puedan conformarse igualmente y, especialmente,
cada soporte de barras colectoras conformado igual pueda disponerse
tanto en la parte izquierda como (y mediante el giro a 180º) en la
parte derecha de la estructura.
Los electrodos 51 para los arcos eléctricos
parásito son, en su totalidad, inversamente simétricos, con respecto
al plano que avanza de forma paralela a los dos bornes 52, 53 y de
forma perpendicular a la parte plana de las barras colectoras.
Como se explicita en la comparación de las
Figuras 1 y/o 2 con la Figura 8, el número y la distancia opuesta
de los orificios y de los huecos de las barras colectoras y de los
electrodos para el arco eléctrico parásito, se escogen de tal forma
que los soportes de las barras colectoras permitan la fijación de
barras colectoras de anchos diferentes y, así, la fijación de
barras colectoras con espacios 55, 56 reducidos diferentes entre
las barras colectoras, y que los electrodos 51 para el arco
eléctrico parásito conformados iguales para la protección contra el
arco eléctrico parásito de las formas de ejecución diferentes 4,
104, 204 del dispositivo de barras colectoras, puedan utilizarse y
re-adaptarse fácilmente. Las distancias del eje
central de las barras colectoras, así, son las mismas en todas las
formas de ejecución 4, 104, 204, 304 del dispositivo de barras
colectoras.
Claims (7)
1. Un dispositivo (50) para la protección contra
un arco eléctrico parásito de un dispositivo de barras colectoras
(4; 104; 204; 304), que muestra al menos una primera y una segunda
barra colectora (7, 8; 107, 108; 207, 208; 307, 308), con al menos
un primer electrodo (51) para el arco eléctrico parásito fijado en
la primera barra colectora (7; 107; 207; 307) y un segundo electrodo
(51) para el arco eléctrico parásito fijado en la segunda barra del
colector (8; 108; 208; 308), donde un primer borne (52) del primer
electrodo (51) para el arco eléctrico se sitúa frente a un segundo
borne (53) del segundo electrodo (51) para el arco eléctrico, de tal
forma que, en caso de un cortocircuito de la primera y la segunda
barra conductora, el arco eléctrico producido cebe entre el primer y
el segundo
borne,
borne,
caracterizado porque el espacio (54)
reducido entre los bornes de los electrodos para el arco eléctrico
parásito es menor que el espacio (55, 56) reducido entre las barras
colectoras (7, 8; 107, 108; 207, 208; 307, 308).
2. El dispositivo, según la reivindicación 1,
caracterizado porque, en el sentido de la propagación (57)
del arco eléctrico, se dispone de una pared de aislamiento (58) tras
los electrodos (51) para el arco eléctrico, donde la pared de
aislamiento (58) se acopla a los electrodos (51) para el arco
eléctrico parásito.
3. El dispositivo, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el primer electrodo (51) para el arco
eléctrico parásito en la zona del primer borne (52) y el segundo
electrodo (51) para el arco eléctrico parásito en la zona del
segundo borne (53) se conforma con dos apoyos, especialmente
mediante
ranuras.
ranuras.
4. El dispositivo, según una de las
reivindicaciones de la 1 a la 3, caracterizado porque el
primer electrodo (51) para el arco eléctrico parásito en la zona del
primer borne (52) y el segundo electrodo (51) del arco eléctrico
parásito en la zona del segundo borne (53) se han previsto con un
elemento conductor (70) para el arco eléctrico, que avanza
preferiblemente de forma perpendicular al borne respectivo.
5. El dispositivo, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el elemento conductor (70) se conforma
como un borde material.
6. El dispositivo, según una de las
reivindicaciones de la 1 a la 5, caracterizado porque cada
uno de los electrodos (51) para el arco eléctrico parásito y cada
una de las barras colectoras a las que se encuentran asociados, se
ha previsto con huecos (22, 21, así como 34, 35, 36) para la
fijación.
7. El dispositivo, según la reivindicación 6,
caracterizado porque los huecos (22, 21, así como 34, 35, 36)
se conforman de tal modo que permiten la fijación de los electrodos
(51) del arco eléctrico parásito en la primera y la segunda barra
colectora (7, 8; 107, 108; 207, 208; 307, 308) con distintos
espacios (55, 56) reducidos entre las barras colectoras.
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