ES2323216T3 - Dispositivo de proteccion de averia electrica. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de protección de avería eléctrica que comprende: - medios de medición (5) de corriente de avería, - medios de tratamiento (4) conectados a los medios de medición, - un accionador (3) conectado a los medios de tratamiento y a una línea de alimentación (7) para activar la abertura de contactos eléctricos (1) y - medios de limitación de sobretensión (8) conectados al accionador, dispositivo caracterizado porque el accionador comprende: - un primer devanado (10, 10a, 10b) conectado entre la línea de alimentación y una salida común (11) conectada a los medios de limitación de sobretensión (8) y - un segundo devanado (12) conectado entre la salida común (11) y los medios de tratamiento (4).
Description
Dispositivo de protección de avería
eléctrica.
La invención se refiere a un dispositivo de
protección de avería eléctrica que comprende:
- -
- medios de medición de corriente de avería,
- -
- medios de tratamiento conectados a los medios de medición,
- -
- accionador conectado a los medios de tratamiento y a una línea de alimentación para activar la abertura de contactos eléctricos y
- -
- medios de limitación de sobretensión conectados al accionador.
Los dispositivos de protección conocidos
comprenden un accionador para activar la abertura de contactos
eléctricos con el fin de interrumpir una corriente eléctrica cuando
se detecta una avería. Generalmente, el accionador comprende un
devanado conectado entre una línea de alimentación y un núcleo
magnético dispuesto en el eje de dicho devanado. Un circuito
electrónico de tratamiento ordena al accionador mediante el control
de la circulación de una corriente en un devanado. De esta manera,
el núcleo magnético se desplaza cuando una corriente de mando
circula en el
devanado.
devanado.
Ya que el devanado está conectado a una línea de
alimentación, su inmunidad a las perturbaciones eléctricas debe ser
muy alta. Las perturbaciones se manifiestan especialmente por picos
de sobretensiones temporales. Se conoce utilizar componentes
especializados para la limitación de tensiones. Estos componentes
son esencialmente varistores, diodos limitadores o diodos con
efecto avalancha. No obstante, para que estos componentes sean
verdaderamente eficaces necesitan asociarse a otros componentes como
las resistencias en serie u otros limitadores de corriente.
Asociaciones de componentes como estas no son compatibles con
volúmenes reducidos generalmente disponibles en los dispositivos de
protección eléctricos.
Además, los accionadores de los dispositivos de
protección están destinados a funcionar en zonas de tensiones muy
altas. Asociaciones de componentes corren el riesgo de limitar esta
zona de funcionamiento y hacer que el dispositivo sea menos
competente.
En los dispositivos de protección del estado de
la técnica como se divulgan por ejemplo en el documento US
5.737.167, pueden utilizarse limitadores de sobretensión lo más
cerca posible del circuito electrónico de tratamiento utilizando la
impedancia del accionador para limitar el tamaño de sus componentes.
No obstante, durante una sobretensión, una corriente de
perturbación que circula en el devanado puede provocar el
desplazamiento del núcleo magnético y la orden de la abertura de
los contactos.
La invención tiene por objeto un dispositivo de
protección de avería eléctrica que tiene una gran inmunidad a las
perturbaciones eléctricas y un volumen reducido.
En un dispositivo según la invención, el
accionador comprende:
- -
- un primer devanado conectado entre la línea de alimentación y una salida común conectada a los medios de limitación de sobretensión y
- -
- un segundo devanado conectado entre la salida común y los medios de tratamiento.
En una forma de realización preferida, el primer
devanado está realizado en dos partes separadas por una pantalla
aislante.
Ventajosamente, el accionador comprende un
núcleo magnético móvil dispuesto esencialmente en el primer devanado
cuando el accionador está en posición inactiva.
Preferentemente, el primer y segundo devanado
tienen notablemente el mismo número de espiras.
Preferentemente, el primer y segundo devanado
tienen un número de espiras igual o inferior a 700.
En una forma de realización particular, los
medios de tratamiento comprenden un componente que pasa en posición
abierta cuando la corriente que lo atraviesa se anula y medios de
activación que proporcionan una señal de orden sin memorización
después de la avería para activar la conducción de dicho componente,
estando conectado el accionador a una línea de alimentación
alternativa.
Ventajosamente, el accionador puede estar
conectado indiferentemente a una línea de alimentación hacia arriba
o hacia abajo de los contactos eléctricos.
Preferentemente, la unidad de tratamiento
comprende medios de activación en una corriente de avería
diferencial.
En una forma de realización particular, la
unidad de tratamiento comprende medios de activación en función de
la tensión de la línea de alimentación.
Preferentemente, los medios de activación en
función de la tensión de la línea de alimentación comprenden un
piloto mecánico ordenado por un relé conectado a un devanador del
accionador.
Otras ventajas y características se desprenderán
más claramente de la descripción que viene a continuación, de
formas de realización particulares de la invención, dados a título
de ejemplos no limitativos y representados en los dibujos anexos en
los que:
la figura 1 representa un esquema de un
dispositivo de protección de tipo conocido;
la figura 2 representa un esquema de un
dispositivo de protección según una primera forma de realización de
la invención;
la figura 3 representa un esquema de un
dispositivo de protección según una segunda forma de realización de
la invención;
la figura 4 representa un esquema de un
accionador para un dispositivo de protección según una forma de
realización de la invención;
la figura 5 representa una vista en perspectiva
de un accionador según la figura 4;
las figuras 6 y 7 representan vistas de un
soporte de un accionador según la figura 4;
la figura 8 representa un esquema de un
dispositivo de protección según una tercera forma de realización de
la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
El dispositivo de protección conocido
representado en la figura 1 comprende contactos 1 para interrumpir
una corriente eléctrica en una red de distribución. Un mecanismo 2
que puede accionarse por un accionador 3 ordena a los contactos.
Una unidad de tratamiento 4 recibe una señal representativa de una
corriente eléctrica provista por un sensor 5.
En este esquema, el sensor 5 es un núcleo para
la medida de una corriente diferencial. El accionador 3 comprende
un devanado 6 conectado entre un conductor de una línea de
alimentación 7 y una primera salida 51 de la unidad de tratamiento
4. Un segundo conductor de la línea de alimentación está conectado a
una segunda salida 52 de la unidad de tratamiento 4. De esta
manera, la unidad de tratamiento 4 está alimentada por la línea de
alimentación a través del devanado del accionador.
Cuando el sensor 5 detecta una corriente de
avería diferencial, la unidad de tratamiento 4 ordena la circulación
de una corriente en el devanado 6 del accionador 3 que desplaza un
núcleo magnético 9. El núcleo 9 ordena la activación del mecanismo
2 para abrir los contactos 1.
En este esquema, la unidad de tratamiento
comprende un circuito electrónico de tratamiento 14 que trata la
señal provista por el sensor 5 y ordena a un tiristor 16 conectado
entre la primera y la segunda salida 51 y 52 de la unidad de
tratamiento. Un circuito de alimentación 15 que tiene entradas
conectadas a las salidas 51 y 52 de la unidad de tratamiento provee
la alimentación del circuito 14. El circuito de alimentación
comprende generalmente un dispositivo reductor de tensión y un
circuito rectificador. Ya que el circuito de alimentación está
conectado en serie con el accionador, la corriente absorbida por
dicho circuito de alimentación es muy débil para no causar
activación.
activación.
Para evitar que las perturbaciones eléctricas en
forma de sobretensiones perturben el funcionamiento de la unidad de
tratamiento, un varistor 8 está conectado entre la primera y la
segunda salida de dicho circuito 4. No obstante, con este esquema,
una perturbación puede hacer circular una corriente suficiente para
desplazar el núcleo y ordenar la abertura de los contactos.
En un dispositivo según una forma de realización
de la invención, el accionador comprende dos devanados conectados
en serie y que comprenden una salida común o un devanado con un
punto medio. La salida común o el punto medio está conectado a
medios de limitación de sobretensión.
En el esquema de la figura 2 se representa un
dispositivo según una primera forma de realización de la invención.
En este esquema, el accionador comprende un primer devanado 10
conectado entre un primer conductor de la línea 7 y una salida
común 11 y un segundo devanado 12 conectado entre dicha salida común
11 y una salida 51 de la unidad de tratamiento 4. El varistor 8
está conectado entre la salida común 11 y un segundo conductor de
la línea 7.
En esta forma de realización el varistor 8 puede
ser de pequeña dimensión ya que la impedancia del primer devanado
limita la corriente de perturbación. De esta manera, para
perturbaciones transitorias, el primer devanado y el varistor se
encuentran en serie, limitando el primer devanado la corriente en el
varistor y el varistor 8 limitando la tensión aplicada en la
entrada de la unidad de tratamiento 4. La corriente que circula
únicamente en el primer devanado no induce fuerza electromagnética
suficiente para desplazar el núcleo del accionador. El segundo
devanado en serie con el primer permite inducir una fuerza
suficiente para ordenar el desplazamiento del núcleo del accionador
cuando la unidad de tratamiento permite el paso de una corriente de
activación en los dos devanados.
En el esquema de la figura 3 se representa un
dispositivo según una segunda forma de realización de la invención.
En este esquema, la unidad de tratamiento tiene la primera salida 51
que une el tiristor 16 con el segundo devanado 12 y comprende una
tercera salida 53 que une el circuito de alimentación 15 con el
varistor 8 y con la salida común 11 del accionador. Una impedancia
17 compuesta por un condensador y una resistencia produce una
subida de tensión entre el varistor y el circuito de alimentación
15. Esta impedancia 17 también puede integrarse en la unidad de
tratamiento o formar parte del circuito de alimentación.
En la figura 4 se representa un esquema
detallado del accionador. En este esquema, el primer devanado 10
está realizado en dos partes 10a y 10b separadas por una pantalla
aislante 13. Esta disposición permite evitar los encendidos
eléctricos entre las espiras del devanado cuando las perturbaciones
presentan sobretensiones muy altas, por ejemplo tensiones de varios
kilovoltios.
Además, cuando las perturbaciones son de gran
potencia, el primer devanado puede inducir perturbaciones
electromagnéticas en el segundo devanado. Las tensiones generadas
de esta manera en el segundo devanado pueden perturbar la unidad de
tratamiento 4. Para evitar inducciones del primer devanado en el
segundo devanado, el núcleo magnético móvil del accionador está
dispuesto esencialmente en el primer devanado cuando el accionador
está en posición inactiva.
En la figura 5 se representa una vista de un
accionador según la figura 4. En esta figura el accionador comprende
un soporte 18. En las figuras 6 y 7 se representan vistas de un
soporte 18.
Para optimizar la fabricación del accionador, el
primer y segundo devanado tienen preferentemente el mismo
número de espiras notablemente. Ventajosamente cada devanado tiene un número de espiras igual o inferior
a 700.
número de espiras notablemente. Ventajosamente cada devanado tiene un número de espiras igual o inferior
a 700.
Estando conectado el accionador a una línea de
alimentación alternativa, la unidad de tratamiento comprende
ventajosamente un componente de mando del accionador que pasa en
posición abierta cuando la corriente que lo atraviesa se anula y
medios de activación que proporcionan una señal de mando sin
memorización después de avería para activar la conducción de dicho
componente. Preferentemente, dicho componente es un tiristor 16 que
deja pasar una alternancia y se bloquea en el momento en que la
alternancia cambia de signo. De esta manera, en el momento en que
una avería eléctrica desaparece después de la activación, la
conducción del componente de mando y, por consiguiente, la
circulación de una corriente en el accionador no dura más de un
período siguiente. Los medios de activación sin memorización son
por ejemplo comparadores integrados en el circuito de tratamiento
14.
De esta manera, el accionador puede estar
conectado a una línea de alimentación hacia arriba de los contactos
eléctricos como en las figuras 2 y 3 o hacia abajo de los contactos
eléctricos.
En una tercera forma de realización de la
invención representado en la figura 8, la línea de alimentación 7
está hacia arriba de los contactos 1 en el mismo lado que el sensor
5. En esta forma de realización, la unidad de tratamiento 4
comprende un dispositivo de accionamiento 19 en exceso de tensión.
Este dispositivo comprende un relé 20 de tipo biestable que ordena
a un piloto mecánico. Este relé está conectado en serie con un
segundo tiristor de mando, estando conectado el conjunto relé 20 y
tiristor 21 entre la primera y segunda salida de la unidad de
tratamiento, en paralelo en el primer tiristor 16. Para detectar un
exceso de tensión, al tiristor 21 le ordena un punto divisor que
comprende resistencias 22 y 23 conectadas entre el ánodo y el
cátodo de dicho tiristor y un diodo 24 en el umbral conectado entre
el punto común del punto divisor y la compuerta del tiristor 21
permite filtrar perturbaciones de corta
duración.
duración.
En esta forma de realización, el dispositivo de
activación 19 está protegido por el varistor 8 y los devanados 10 y
12 del accionador 3.
En los dispositivos descritos anteriormente, la
unidad de tratamiento comprende circuitos para activarse en
corriente diferencial y/o en exceso de tensión de alimentación. No
obstante, la invención puede afectar a otras funciones de
activación o de señalización, por ejemplo activaciones por corte de
neutro u órdenes externas de abertura u otras funciones que actúan
en el accionador.
Los dispositivos de protección de averías
eléctricas según las formas de realización de la invención son
especialmente disyuntores diferenciales, interruptores
diferenciales o relés que comprenden accionadores.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante es sólo para la conveniencia del lector. No forma parte
del documento de patente europea. Aunque se ha tenido mucho cuidado
a la hora de recopilar las referencias, no se pueden excluir
errores u omisiones y la EPO renuncia toda responsabilidad al
respecto.
\bullet US5737167A [0005]
Claims (10)
1. Dispositivo de protección de avería eléctrica
que comprende:
- -
- medios de medición (5) de corriente de avería,
- -
- medios de tratamiento (4) conectados a los medios de medición,
- -
- un accionador (3) conectado a los medios de tratamiento y a una línea de alimentación (7) para activar la abertura de contactos eléctricos (1) y
- -
- medios de limitación de sobretensión (8) conectados al accionador, dispositivo caracterizado porque el accionador comprende:
- -
- un primer devanado (10, 10a, 10b) conectado entre la línea de alimentación y una salida común (11) conectada a los medios de limitación de sobretensión (8) y
- -
- un segundo devanado (12) conectado entre la salida común (11) y los medios de tratamiento (4).
2. Dispositivo según la reivindicación 1
caracterizado porque el primer devanado (10) está realizado
en dos partes (10a, 10b) separadas por una pantalla aislante
(13).
3. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 ó 2 caracterizado porque el accionador comprende un núcleo
magnético móvil (9) dispuesto esencialmente en el primer devanado
(10a, 10b) cuando el accionador está en posición inactiva.
4. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque el primer (10) y
el segundo devanado (12) tienen notablemente el mismo número de
espiras.
5. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque el primer y
segundo devanado tienen un número de espiras igual o inferior a
700.
6. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque los medios de
tratamiento (4) comprenden un componente (16) que pasa en posición
abierta cuando la corriente que lo atraviesa se anula y medios de
activación (14) que proporcionan una señal de orden sin memorización
después de la avería para activar la conducción de dicho
componente, estando conectado el accionador a una línea de
alimentación (7) alternativa.
7. Dispositivo según la reivindicación 6
caracterizado porque el accionador (3) puede estar conectado
indiferentemente a una línea de alimentación (7) hacia arriba o
hacia abajo de los contactos eléctricos (1).
8. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7 caracterizado porque la unidad de
tratamiento comprende medios de activación (14, 5, 16) en una
corriente de avería diferencial.
9. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8 caracterizado porque la unidad de
tratamiento comprende medios de activación (19,
20-25) en función de la tensión de la línea de
alimentación (7).
10. Dispositivo según la reivindicación 9
caracterizado porque los medios de activación (19) en función
de la tensión de la línea de alimentación comprenden un piloto
mecánico ordenado por un relé (20) conectado a un devanador del
accionador.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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| ES2323216T3 true ES2323216T3 (es) | 2009-07-09 |
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|---|---|---|---|
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