ES2314539T3 - Dispositivo de proteccion para un aparato que conduce una corriente de carga. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo protector para un aparato que conduce corriente de carga destinado a evitar o reducir la formación de un arco voltaico durante el proceso de separación de los contacto por enchufe (2) que conducen la corriente de carga empleando un interruptor semiconductor (7) sincronizado, que reduce hasta tal punto la corriente de carga, que la convierte una corriente de carga inofensiva, caracterizado porque, una cubierta protectora (5) que se puede fijar sobre el aparato, si bien, diseñada como parte separada para los contactos por enchufe (2) correspondientes a la corriente de carga, sirve para evitar la retirada de los contactos (2) para la corriente de carga, siempre que la cubierta protectora se halle fijada al aparato, para lo cual, la cubierta de protección (5) dispone de un puente cortacircuito(9) con contactos eléctricos (10) para la conexión eléctrica con los contactos adicionales (11) del aparato, para lo cual, el puente cortacircuito (9) se halla conectado en paralelo con el interruptor semiconductor (7) cuando corresponde a la posición montada, con lo cual el interruptor semiconductor (7) queda en el circuito de corriente de carga con el puente cortacircuito (9), de modo que este interruptor semiconductor (7) reduce la corriente de carga, cuando la cubierta protectora (5) del aparato es retirada.
Description
Dispositivo de protección para un aparato que
conduce una corriente de carga.
La presente invención se refiere a un mecanismo
de protección para un aparato que conduce una corriente de carga
destinado a evitar o reducir un arco voltaico durante la operación
de separación de los contactos por enchufe que conducen la
corriente de carga, empleando un interruptor que reduce la corriente
de carga hasta tal punto, que se reduce a una corriente de carga
inofensiva, con una cubierta protectora que se puede fijar en el
aparato para los contactos por enchufe de la corriente de carga, se
dificulta la retirada de los contactos de enchufe de la corriente
de carga, mientras esta se halle fijada al aparato, con lo cual esta
cubierta protectora dispone de la posibilidad de mantener con el
interruptor la conexión efectiva capaz de reducir la corriente de
carga mediante el interruptor cuando se retira la cubierta
protectora del aparato.
En el documento DE 102 25 259 B3 se describe
un dispositivo protector, en el que se realiza de este modo una
protección contra un arco voltaico, empleando un componente
semiconductor sincrónico. Este se conecta en serie con un contacto
auxiliar. El contacto auxiliar esta configurado a modo de contacto
temporizador de forma que es separado después del contacto con la
corriente de carga. Con ello la corriente de carga se reduce hasta
el punto de que ya no tiene lugar ningún arco voltaico cuando los
contactos de la corriente de carga se separan.
Son conocidos los onduladores o inversores con
un separador de carga DC integrado. Sin embargo puede darse la
circunstancia de olvidarse accionar estos, antes de retirar los
enchufes de carga. En este caso puede tener lugar un arco voltaico,
que podría causar daños a las personas.
Por el documento DE 94 09 534 U1 se conoce un
mecanismo para la conexión a red de un generador solar, para el que
esta previsto un distribuidor modular y un aparato para acoplamiento
a red. Además el distribuidor modular dispone de una entrada para
el módulo solar y una salida para un aparato de conexión a red, en
donde el aparato de acoplamiento a red esta conectado a uno o
varios onduladotes y además dispone de una salida para una fase de
la red de corriente alterna. El ondulador tiene una cubierta que al
levantarla mecánicamente desconecta de la corriente el dispositivo
ondulador.
Por el documento US 6 375 619 B1 se conoce un
aparato para inspección por ultrasonidos, en cuyo sistema de
bloqueo mecánico asignado al conector por enchufe se ha previsto un
dispositivo de contacto eléctrico.
Tanto por el documento DE 198 82 471 T5 o
también por el documento US 5 542 425 A se conoce un dispositivo
protector del tipo mencionado al principio. Aquí se detecta la
abertura al levantar la cubierta protectora mediante un interruptor
de detección, con lo cual entonces cuando el interruptor de
detección reacciona por carga de una batería o por conducción de
corriente, se abre un circuito de conmutación interna de la unidad
de control energético.
Por el documento US 2 439 708 se conoce una
cubierta abatible para caja de contactos, la cual recibe el enchufe
insertado de red cuando se halla cerrada. En este estado los
enchufes de red no pueden separarse de las cajas de enchufe o
contactos. Al mismo tiempo mediante las clavijas de accionamiento se
establece en las cajas de conexión en el interior de la cubierta
una conexión eléctrica, en cuanto se cierra la mencionada cubierta.
Las clavijas de accionamiento proporcionan en este caso solo la
fuerza para presionar ambos contactos que se encuentran en el
interior de la caja de contacto unos contra otros. Las clavijas de
accionamiento no aportan debido a ello ninguna corriente.
La declaración de patente europea publicada bajo
el nº EP 0 437 696 A1, presenta una cubierta de pared de una caja
de enchufe con mando a distancia, que contiene contactos
eléctricamente conductores. Estos transmiten señales de una
posición de intersección que se encuentra al lado de la caja de
enchufe a la unidad de mando de la caja de enchufe con mando a
distancia. A través de estos contactos no tiene lugar una importante
transmisión de potencia.
La presente invención tiene como objeto
conseguir un dispositivo de protección de modo que ofrezca una
protección sencilla contra la formación de arco voltaico.
Este objeto se conseguirá mediante las
características que se indican como referencias en la reivindicación
1 en combinación con las características de la declaración
principal, en donde el interruptor puede configurarse a modo de
interruptor semiconductor, interruptor semiconductor sincronizado a
modo de relè o como los denominados interruptores para una vez. Por
interruptor para una vez se entenderá un interruptor que tras ser
accionado una vez ya no puede volverse a cerrar; actuando en
adelante a modo de fusible o cortacircuito.
La cubierta protectora a la que se refiere la
presente invención evita por un lado que se retiren los contactos
de la corriente de carga, mientras estos se hallen montados en el
aparato. Por otra parte la cubierta protectora puede retirarse. Al
retirar la cubierta protectora el medio al que se refiere la
presente invención actúa de forma que el componente semiconductor
sincronizado entra en acción. Esto reduce la corriente de carga
hasta tal punto, que al sacar los contactos de corriente de carga
no se formará ninguno o solo un arco voltaico inofensivo para las
personas.
Debido a la presencia de la cubierta protectora
a la que se refiere la presente invención pueden no ser necesarios
en el aparato los separadores de cargas adicionales, dado que una
separación con elevadas corrientes de carga no es posible sin la
presente invención. De este modo se cumplirán los correspondientes
normas y prescripciones.
Los medios de mando y control pueden ser medios
mecánicos o electromecánicos. A modo de ejemplo puede disponerse un
pivote de accionamiento o elemento similar en la cubierta
protectora, que accionaría un interruptor montado en el aparato,
cuando la cubierta protectora se halla montada. Los contactos de
conexión del interruptor se sitúan paralelamente al interruptor
semiconductor sincronizado. Este de nuevo se sitúa en el circuito de
la corriente de carga, especialmente en el circuito de corriente
continua DC. Cuando la cubierta protectora se halla montada el
interruptor, por ejemplo, se hallara cerrado, de modo que la
corriente de carga pasará por el interruptor. Al retirar la
cubierta protectora se abre el contacto, de modo que la corriente
de carga pasa a través del interruptor semiconductor sincronizado.
Dado que esta corriente ahora es menor y respectivamente
sincronizada, se consigue una protección contra el arco
voltaico.
Preferentemente sin embargo, se emplea una
solución eléctrica, en la que la cubierta protectora presenta
contactos eléctricos para la unión eléctrica con los contactos
adicionales del aparato, de modo que al retirar la cubierta
protectora los contactos de la cubierta se separan de los contactos
adicionales y la corriente de carga se reduce. Esta solución prevé
concretamente que la cubierta protectora contenga como medio un
puente corta circuito, que cortará los contactos adicionales cuando
la cubierta protectora se halle montada a través de los contactos
de la cubierta protectora
Mediante el puente cortacircuito integrado en la
cubierta protectora se conseguirá un sistema muy simple de control
de la corriente de carga. Si la cubierta se halla montada, pinza el
puente cortacircuito y la corriente de carga puede ser mayor. Si el
puente cortacircuito y respectivamente la cubierta se separan, se
establece una corriente inferior por el componente semiconductor
sincronizado el cual interrumpe la corriente continuamente a
intervalos regulares o también irregulares.
Según una forma de ejecución perfeccionada de la
presente invención se ha previsto que el puente cortacircuito se
conecte paralelamente con respecto al componente semiconductor y
que el componente semiconductor se sitúe con el puente
cortacircuito en el circuito de corriente de carga. Con esta
configuración un interruptor cerrado efectuó un puente sobre el
componente semiconductor. La corriente recorre el trayecto de menor
resistencia. Cuando la cubierta protectora se halla montada la
corriente de carga pasa por encima del puente de menor resistencia
o menos ohmios. Si este no existe, debido a que la cubierta se ha
retirado, la corriente debe pasar por encima del interruptor
semiconductor sincronizado. Con ello la corriente de carga se reduce
hasta un nivel inofensivo.
Proporciona una ventaja que el componente
semiconductor este permanentemente sincronizado, cual es fácil de
cambiar. Teniendo en cuenta que estando colocada la cubierta
protectora la corriente de carga pasa por encima del puente de
corriente de menor resistencia o de menos ohmios, en los componentes
semiconductores no tiene lugar ninguna perdida de conexión, lo que
redunda en un alto grado de eficacia.
Una ampliación sencilla de las conmutaciones
existentes
en el ondulador se ofrece con la solución que propone la presente
invención, si el aparato dispone de un módulo ondulador y el
componente semiconductor se ha montado en un módulo de
sincronización, que se halla eléctricamente unido con el modulo
ondulador o convertidor.
Otros perfeccionamientos de la presente
invención se mencionan en las reivindicaciones secundarias.
La presente invención así como otras ventajas de
la misma se explicaran a continuación con mayor detalle con la
ayuda de los planos.
En donde:
Fig. 1 una representación esquemática de un
ondulador con un dispositivo de protección como el que se hace
referencia en la presente invención.
Fig. 2 diagrama de conexiones en bloque de un
conmutador del dispositivo de protección
Fig. 3 representación en perspectiva de un
dispositivo protector
Fig. 4 un diagrama de conexiones de la
disposición de conmutación del dispositivo protector
Fig. 5 un diagrama de conexiones simplificado en
una cubierta protectora montada, y
Fig. 6 un diagrama de conexiones simplificado
con la cubierta protectora que ha sido retirada.
La fig. 1 muestra una forma de ejecución
preferente del dispositivo protector según la presente invención
destinado a un dispositivo ondulador fotovoltaico 1.
El ondulador 1 esta provisto de contactos para
enchufe 2, que conducen una corriente de carga para un circuito de
tensión continua por el lado de entrada. En los contactos por
enchufe 2 pueden acoplarse enchufes PV 4 (enchufes fotovoltaicos)
que están acoplados con los módulos fotovoltaicos 3 (generadores
solares), como se ilustra en la fig. 2. El dispositivo protector se
encuentra preferentemente en un circuito de corriente continua,
concretamente en un circuito de corriente lateral de entrada
(circuito de corriente continua-DC).
Delante de la clavija de enchufe PV (foto
voltaico) y respectivamente de los contactos de enchufe 2 se puede
montar una cubierta protectora 5 como se muestra en las fig. 1 y 3.
La cubierta protectora 5 puede sujetarse a una caja del ondulador
1 por nexo de forma y/o fuerza. Cuando la cubierta se halla montada
impide, que la clavija PV 4 sea retirada y que el circuito de
corriente de carga pueda ser interrumpido por una corriente alta.
Una interrupción del circuito de carga durante una corriente de
carga elevada daría lugar en cualquier caso a un arco voltaico.
Para reducir esta alta corriente de carga se
conecta un módulo 6 con un interruptor semiconductor 7 sincronizado
en el conmutadopr del ondulador o bien un módulo módulo ondulador 8
en serie, como se muestra en la fig. 2. Para efectuar un puente al
conmutador semiconductor 7 durante el funcionamiento o cuando la
cubierta de protección 5 se halla montada, se emplea
preferentemente un puente de corriente o bien un puente
cortacircuito 9 que se halla integrado en la cubierta protectora 5.
El puente cortacircuito 9 se conecta automáticamente mediante los
contactos 10 y contacto adicional 11 existentes en la cubierta
protectora 5 de la caja del dispositivo inversor 1, si se halla
montada la cubierta de protección 5. La corriente de carga puede
pasar durante el funcionamiento por el puente cortacircuitos 9, de
este modo, prácticamente sin pérdida. El puente cortacircuito 9
esta conectado prácticamente en paralelo con el interruptor
semiconductor 7.
Al retirar la cubierta protectora 5 quedan en
serie el interruptor semiconductor sincronizado 7 así como el
módulo de sincronización 6 con el conmutador ondulador y
respectivamente con el módulo ondulador 8. Cuando la cubierta
protectora 5 es retirada para desenchufar el enchufe PV entonces la
corriente debe obligatoriamente pasar o circular a través del
interruptor sincronizado semiconductor 7, de modo que se mantiene
una corriente de carga inofensiva que no da lugar ningún arco
voltaico o en caso e producirse sería inofensivo. al extraer el
enchufe PV 4.
Según la presente invención se dispone de una
cubierta protectora que puede fijarse al aparato conteniendo los
contactos por enchufe para la corriente de carga 4 que impide la
retirada de los contactos por enchufe 4 de la corriente de carga,
siempre que esta cubierta se halle fijada al aparato, para lo cual,
la mencionada cubierta protectora 5 dispone de un medio eléctrico
y/o un medio mecánico (puente cortacircuitos), que se halla en
conexión activa de modo que con el componente semiconductor o bien
con el interruptor semiconductor 7, puede reducir la corriente de
carga mediante el interruptor semiconductor 7, cuando la cubierta
protectora 5 se retira del aparato.
El medio integrado en la cubierta protectora 5
así como el medio de mando controla en el sentido mas amplio de
forma sencilla la corriente de carga.
La fig. 4 muestra otro diagrama de conexiones,
que representa la disposición del puente cortacircuito 9 y del
interruptor semiconductor 7. Aquí puede verse con claridad, como el
puente cortacircuito 9 corta preferentemente el contacto adicional
11 y respectivamente se sitúa paralelamente con respecto al
interruptor semiconductor 7. Los contactos adicionales 11 se hallan
fijos en el aparato. El interruptor semiconductor 7 se controla
mediante un dispositivo de mando sincronizado 12, de modo que el
componente semiconductor se halla continuamente sincronizado.
Además el sincronismo se halla ajustado de tal forma que en los
contactos adicionales 11 tampoco tiene lugar ningún arco voltaico
peligroso.
Las figuras 5 y 6 muestran el principio relativo
a la reducción de la corriente a la que se refiere la presente
invención. El interruptor semiconductor 7 se ha representado de
forma simplificada a modo de interruptor. Paralelamente a el se
halla el puente cortacircuito 9, que también se representa
simplificado a modo de interruptor.
Cuando la cubierta protectora 5 se halla montada
el interruptor 9 esta cerrado. La corriente de carga I_{L}
circula por el interruptor 9, como se muestra en la fig. 5. Si la
cubierta protectora 5 se retira, entonces pasa una corriente
I_{R} reducida por el interruptor 7, como se muestra en la fig.
6.
En lugar de una solución eléctrica con un puente
cortacircuito, cabe pensar también aquí en una solución mecánica o
bien electro-mecánica. El interruptor 9 podría
integrarse en el aparato y configurarse de forma que fuese operable
mecánicamente a través de la cubierta protectora. Para el
accionamiento podría servir un pivote de accionamiento o un
elemento similar, que se hubiese fijado a la cubierta de protección
5.
Como también se muestra todavía en las fig. 1 y
3, la cubierta protectora 5 dispone de un asa 13, que
preferentemente se ha diseñado como pared. Como se ve en la fig. 3
la cubierta protectora 5 cubre tanto los contactos adicionales 11
como también los contactos para corriente de carga y respectivamente
los contactos PV. La cubierta protectora 5 es preferentemente de
plástico, por ejemplo e un material duro-plástico o
de un termo-plástico. Presenta, por ejemplo, una
forma tridimensional y lleva preferentemente paredes de cierre 14,
tal como se muestra en la fig. 3. Un nervio central 15 refuerza la
cubierta o bien la pared que sirve como asa 13.
Preferentemente para cada entrada independiente
del ondulador se emplea un contacto propio 2a, 2b. En todo caso se
preferirá disponer siempre de cuatro o mas contactos 2. Para ello se
emplean varios pares de contactos adicionales, concretamente dos
pares como se muestra en la fig. 3.
La cubierta protectora 5 se ha dispuesto también
según la presente invención de tal forma en el modulador o inversor
que hallándose montada o enchufada las conexiones con clavija de
enchufe del modulador quedan tapadas y no pueden ser accionadas. Al
retirar la cubierta protectora 5 se activa una función por los
contactos eléctricos integrados, cuya misión consiste en hacer
pasar a través de la conexión por enchufe el máximo de una
corriente inofensiva para retirar el enchufe de conexión del
mecanismo inversor. Al retirar la cubierta protectora 5 se libera
además el acceso a las conexiones por enchufe (contactos 2), de modo
que mas tarde mediante la consiguiente retirada de las conexiones
de enchufe del ondulador se produce una completa separación de la
fuente de energía previamente cargada (por ejemplo la instalación
PV).
La unidad de servicio adicional para cubrir el
acoplamiento a clavija del ondulador impide de forma completamente
eficaz, la formación de un arco voltaico, que pudiese causar daños a
personas. Contrariamente a lo que sucedería con un separador de
cargas electro-mecánico integrado en el ondulador,
la corriente de carga no queda completamente desconectada sino que
permanece una corriente sincronizada insignificante. La continuada
conexión y desconexión del interruptor semiconductor hace descender
no solo la corriente sino que extingue adicionalmente el arco
voltaico debido al sincronismo.
Además, existe la posibilidad de montar en lugar
de los contactos dispuestos en la cubierta protectora 5, un
interruptor o sensor en el modulador, de modo que mediante la
conexión por clavija se accione la parte adicional del
ondulador.
El lugar de retirar la cubierta protectora puede
emplearse alternativamente una cubierta abatible mediante
charnelas.
- 1
- Ondulador
- 2
- Contacto por enchufe
- 3
- Módulo fotovoltaico
- 4
- Enchufe PV (foto voltaico)
- 5
- Cubierta protectora
- 6
- Modulo de sincronización
- 7
- Interruptor semiconductor
- 8
- Módulo del ondulador
- 9
- Puente cortacircuito
- 10
- Contactos (puente cortacircuito)
- 11
- Contactos adicionales (aparato)
- 12
- Control de la sincronización
- 13
- Asa
- 14
- Paredes de cierre
- 15
- Nervio intermedio
Claims (6)
1. Dispositivo protector para un aparato que
conduce corriente de carga destinado a evitar o reducir la formación
de un arco voltaico durante el proceso de separación de los contacto
por enchufe (2) que conducen la corriente de carga empleando un
interruptor semiconductor (7) sincronizado, que reduce hasta tal
punto la corriente de carga, que la convierte una corriente de carga
inofensiva, caracterizado porque,
una cubierta protectora (5) que se puede fijar
sobre el aparato, si bien, diseñada como parte separada para los
contactos por enchufe (2) correspondientes a la corriente de carga,
sirve para evitar la retirada de los contactos (2) para la corriente
de carga, siempre que la cubierta protectora se halle fijada al
aparato, para lo cual, la cubierta de protección (5) dispone de un
puente cortacircuito(9) con contactos eléctricos (10) para la
conexión eléctrica con los contactos adicionales (11) del aparato,
para lo cual, el puente cortacircuito (9) se halla conectado en
paralelo con el interruptor semiconductor (7) cuando corresponde a
la posición montada, con lo cual el interruptor semiconductor (7)
queda en el circuito de corriente de carga con el puente
cortacircuito (9), de modo que este interruptor semiconductor (7)
reduce la corriente de carga, cuando la cubierta protectora (5) del
aparato es retirada.
2. Dispositivo protector según la reivindicación
1, caracterizado porque, el semiconductor (7) esta
continuamente sincronizado
3. Dispositivo protector según una o varias de
las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque, el
aparato comprende un módulo ondulador (8) y el interruptor (7) se ha
alojado en un módulo de sincronización (6), que esta eléctricamente
conectado con el módulo ondulador (8).
4. Dispositivo protector según una varias de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque, el aparato
se ha diseñado a modo de un ondulador fotovoltaico.
5. Dispositivo protector según una o varias de
las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque, la
cubierta protectora (5) dispone de un asa (13).
6. Dispositivo protector según una o varias de
las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque, el asa
(13) se ha modelado como una pared integrada el la cubierta
protectora (5).
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