ES2582703T3 - Descargador de sobretensiones para la protección de una planta eléctrica contra sobretensiones transitorias - Google Patents

Abstract

Un descargador de sobretensiones que comprende un primer y un segundo terminales eléctricos (1, 2) para su conexión a los hilos activos de una planta eléctrica, entre los cuales se inserta un elemento de protección (3), provisto de un par de electrodos (4), entre cuyos dichos primer terminal eléctrico (1) y electrodo (4) del elemento de protección (3) se provee un desconectador que comprende una lámina flexible, resiliente, conductora (5) que tiene un extremo de la base (5a) conectado eléctricamente a dicho primer terminal (1) y un extremo más distante (5d) mantenido eléctricamente conectado a dicho electrodo (4) por medio de una soldadura de un material conductor de baja temperatura de fusión, en el que dicha lámina (5) está montada cargada elásticamente de acuerdo en un sentido de forma que empuja dicho extremo más distante (5d) alejándole de dicho electrodo (4) y caracterizado porque dicha lámina (5) de un espesor inferior a 0,5 mm está hecha de un material conductor con una conductividad inferior que la del cobre IACS (Norma Internacional de Cobre Recocido) < 60 de modo que se funde/sublima por el calentamiento por efecto Joule tras el paso de una corriente de cortocircuito.

Description

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DESCRIPCION

Descargador de sobretensiones para la proteccion de una planta electrica contra sobretensiones transitorias Ambito de la invencion

La presente invencion se refiere a una estructura mejorada de un descargador de sobretensiones, tambien definido como limitador de sobretensiones o, mas concisamente, SPD (Dispositivo de Proteccion contra Sobretensiones). Con estos terminos, se hace referencia a aquellos dispositivos electricos o electronicos, conectados entre los terminales activos de la planta electrica y tierra, que descargan a tierra picos de sobretension - como los generados por rayos atmosfericos y maniobras de conmutacion - que podnan, de otro modo, causar danos graves a la planta electrica y a sus equipos.

Estado de la Tecnica anterior

Los fenomenos atmosfericos directos son la principal causa de los efectos destructivos devastadores en las plantas electricas; las descargas indirectas y las sobretensiones por conmutacion son tambien fuente de grandes danos, cuyo origen no es facil de identificar, pero cuyos efectos son igualmente nefastos para plantas sensibles y en las que es primordial que exista una continuidad en su funcionamiento. La duracion de estos fenomenos vana entre unos cuantos microsegundos a unos cuantos cientos de milisegundos, pero en este periodo de tiempo tan corto concentran un contenido de energfa extremadamente alto. Estos fenomenos deben ser interceptados adecuadamente para proteger las plantas conectadas a la red electrica y garantizar por tanto su integridad y funcionamiento. En la actualidad, con el uso creciente de aparatos electricos y electronicos y con el aumento exponencial del nivel de integracion de los semiconductores, se hace necesario prestar atencion creciente a este asunto, en comparacion con el pasado. La concienciacion de que las sobretensiones transitorias representan un factor condicionante para la caractenstica “tiempo medio entre avenas” (MTBF) de una planta o de un equipo obliga a la necesidad de adoptar crecientes medidas de seguridad sofisticadas y mas efectivas.

Todo ello ha conducido a la atencion creciente del sector, que ha generado, por un lado, que la industria participe en el desarrollo de aparatos cada vez mas eficaces y, por otro lado, que los organismos normalizadores se comprometan en la definicion de requisitos nacionales e internacionales mas precisos que satisfagan los avances tecnologicos.

La presente invencion se refiere a la realizacion de aparatos para la proteccion contra sobretensiones - aparatos a los que se hara referencia a continuacion como descargadores - la aplicacion de los cuales se regula, por ejemplo, en las normas CEI EN 62305-1/4, Ed. 2 (2011-02), IEC 60364-4-44-443 Ed. 2 (2007) y CLC/TS 50539-12 (2010-03) para la proteccion contra los rayos y sobretensiones debidas a conmutacion. Los requisitos y los metodos de comprobacion se refieren a la norma lEc 61643-11 Ed. 1 (2011-03) y a la norma CEI EN 50539-11 (2013-02).

En particular, la presente invencion se refiere a los descargadores segun la tecnica mas reciente, que comprenden un elemento de proteccion en forma de varistor y espedfico de plantas de BT (baja tension, es decir, tension nominal de hasta 1000 V CA y 1500 V CC) y de plantas fotovoltaicas (lado de CA y lado de CC).

El varistor empleado en los descargadores es un componente bien conocido; su comportamiento es el mismo del de una resistencia variable (no lineal) en la relacion tension/corriente. Una vez que se ha superado la tension de referencia, por ejemplo cuando se produce una sobretension de corta duracion o un pico de extracorriente, el varistor reduce abruptamente su resistencia, de modo que el pico puede ser facilmente descargado a tierra y no continua hacia otros equipos o partes de mayor resistencia de la planta. Un varistor normalmente consta de una masa de material semiconductor (por ejemplo, ZnO), dispuesto a modo de emparedado entre dos superficies de metal opuestas, que conforman los electrodos a los cuales se unen electricamente los contactos de los terminales para la conexion con el descargador. Normalmente, en estos dispositivos, los dos terminales se conectan al hilo de fase y al hilo de proteccion y/o al hilo neutro, respectivamente.

En el circuito interno del descargador, en serie con el elemento de proteccion en forma de varistor, se suministra normalmente un “desconectador”, que conforma el objeto espedfico de la invencion y cuya funcion se describira ampliamente a continuacion. El desconectador es un dispositivo complejo de desconexion, con funciones protectoras en caso de fallo del elemento de proteccion.

En condiciones normales, es decir, en ausencia de sobretensiones/extracorrientes, el elemento de proteccion tiene una impedancia tan alta que representa una interrupcion del circuito a tierra y la corriente que circula dentro del descargador es insignificante. Por lo tanto, no circula ninguna corriente a tierra que pueda generar condiciones peligrosas para la seguridad de las personas. Este sistema, ampliamente conocido, funciona de forma altamente efectiva siempre que el elemento de proteccion (por ejemplo, el varistor) este totalmente mtegro y funcionando.

Tras varias sobrecargas debidas, por ejemplo, a grandes corrientes transitorias descargadas a tierra, a un numero excesivo de ciclos operativos o a condiciones anormales de la red de suministro, el elemento de proteccion (normalmente, el varistor) experimenta un proceso de envejecimiento y degradacion de forma que gradualmente comienza a reducir su impedancia y, por lo tanto, a descargar a tierra, incluso en ausencia de

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sobretensiones/extracorrientes, aumentando y cada vez mas significativamente los valores de la corriente. Si es leve la reduccion de la impedancia, y en consecuencia el valor de la corriente de descarga a tierra, el funcionamiento del descargador aun sera aceptable, pero por encima de ciertos valores, el descargador se vuelve inutilizable y peligroso para los usuarios. En este punto debe ser necesariamente desconectado de la planta.

Al desconectador se le conffa por lo tanto la tarea de interrumpir el circuito, tanto en el caso de corrientes debiles (funcionamiento llevado a cabo normalmente con funciones inherentes), como en el caso de altas corrientes de cortocircuito (funcionamiento llevado a cabo normalmente con la ayuda de fusibles). La activacion de la desconexion tiene lugar por efecto termico (efecto Joule). El desconectador que realiza normalmente esta funcion de apertura del circuito puede ser interno/externo al descargador.

El desconectador termico consta substancialmente de un hilo electrico de forma variada conectado en serie con el electrodo del varistor. Consiste en una unidad compleja, que comprende normalmente una lamina metalica unida al electrodo del varistor por medio de una soldadura con un material de bajo punto de fusion, es decir, capaz de fundir a relativamente baja temperatura (120°-180°C). La lamina resiliente esta soldada segun una disposicion elasticamente flexible o cargada por un muelle, obligada en cualquier caso elasticamente como para generar un esfuerzo tendente a desplazarla alejandola del electrodo del varistor. Debido a este montaje, cuando - tras la degradacion - el varistor comienza a descargar una corriente significativa a tierra, no en el caso de transitorios sino continuamente, tiende a calentarse debido al efecto Joule. Tal temperatura se transfiere a la soldadura y cuando se alcanza la temperatura de baja fusion de la aleacion, la caractenstica de retencion de la soldadura cesa, liberando la lamina metalica de contactar con el electrodo del varistor, abriendo por consiguiente el circuito electrico y restaurando las condiciones de seguridad.

Algunos ejemplos de este esquema general se describen en los documentos US 2012/14028 y EP 2541577.

Este sistema se ha comprobado que el bastante efectivo pero no enteramente carente de inconvenientes. En la practica, tras la apertura de un circuito electrico recorrido por una corriente, un arco electrico tiende a establecerse, el cual trata de mantener la continuidad del circuito. Si el arco no se extingue naturalmente o si el desconectador falla al tratar de interrumpirlo, surge una situacion de peligro tanto en el descargador (sobrecalentamiento con posibilidad de fuego y/o explosion) como en la planta electrica afectada. Con objeto de interrumpir las altas corrientes de cortocircuito se recurre a menudo a fusibles de apoyo dispuestos en el exterior o dentro del propio descargador.

Las posibles soluciones a este problema que implican la introduccion en el desconectador del descargador de los mecanismos completos de interrupcion del arco ya existen en el mercado. En particular ya se ha descrito el utilizar discos rotativos o separadores, dispuestos segun un plano paralelo al del varistor, o brazos de palanca oscilantes, dispuestos los mismos en el recorrido del arco tras la apertura del desconectador. Sin embargo, estos mecanismos segun la tecnica anterior son complicados y no siempre efectivos, ya que el arco tiende a sortear el dispositivo de interceptacion.

La mayor parte de estos mecanismos y de los fusibles de apoyo representa un obstaculo significativo para la aplicacion de los descargadores, ya que lo deseable es disenarlos como para permitir el alojamiento el sistema completo de proteccion contra sobretensiones en los tfpicos cuadros modulares “clasicos” de aparatos de BT, con montajes en carriles DIN, configuraciones modulares mas que consolidadas para armarios electricos para usos civiles e industriales.

Resumen de la invencion

El problema tecnico a considerar es por consiguiente proponer una estructura de descargador que supere los inconvenientes mencionados. En particular un descargador con un desconectador que permita: abrir con seguridad el circuito en el caso de lenta degradacion del elemento de proteccion y abrir el circuito igualmente con seguridad tambien en el caso de muy rapida degradacion (cortocircuito) del elemento de proteccion, realizando inherentemente la funcion de fusible. Al mismo tiempo se desea, en ambas situaciones, que el desconectador sea capaz de extinguir efectivamente cualquier forma de arco electrico, interrumpiendo tambien las altas corrientes de cortocircuito. La estructura propuesta del descargador, ademas de realizar todas estas funciones, debe poder tener un volumen pequeno para que se pueda alojar en cuadros normales.

Estos objetivos se logran por medio de las caractensticas expuestas en los terminos esenciales en las reivindicaciones adjuntas.

De acuerdo con la invencion y de acuerdo con la reivindicacion 1, se proporciona un descargador de sobretensiones que consta de un primer y un segundo terminales electricos para su conexion a los hilos activos de una planta electrica, entre los cuales se inserta un elemento de proteccion, provisto de un par de electrodos, proporcionandose entre dicho primer terminal electrico y el electrodo del elemento de proteccion un desconectador que consta de una lamina conductora, resiliente y flexible que tiene un extremo de la base cableado electricamente a dicho primer terminal y un extremo mas distante mantenido electricamente conectado a dicho electrodo por medio de una soldadura de un material conductor de baja temperatura de fusion, en el que dicha lamina esta montada cargada elasticamente en un sentido como para empujar dicho extremo mas distante lejos de dicho electrodo y que tiene un

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espesor menor de 0,5 mm y de un material conductor con una conductividad mucho menor que la del cobre (IACS<60) tal como para fundirse/sublimarse mediante calentamiento por efecto Joule tras el paso de una corriente de cortocircuito.

De acuerdo con un descargador de sobretensiones de ejemplo, util para comprender la invencion, entre dicho extremo de la base de la lamina y dicho electrodo del elemento de proteccion se proporciona una grna de deslizamiento para un cursor de interceptacion cargado segun un sentido longitudinal de dicha grna de deslizamiento por medios elasticos de precarga, y en el que al menos una porcion inclinada de dicha lamina se desplaza a traves de dicha grna de deslizamiento segun un cierto angulo con respecto al eje longitudinal de desplazamiento del mismo, actuando dicha porcion inclinada de la lamina como un soporte y elemento de sujecion para un extremo de cabeza de dicho cursor.

Preferiblemente, el extremo de cabeza de dicho cursor de interceptacion tiene una arandela longitudinal apta para encajar firmemente con un diente sobresaliente de una pared de fin de carrera de dicha grna de deslizamiento.

Con mayor preferencia, el extremo de cabeza de dicho cursor de interceptacion tiene una superficie en forma de tacon, inclinada con respecto a un eje de deslizamiento de dicha grna de deslizamiento de acuerdo con el mismo angulo de dicha porcion inclinada de dicha lamina flexible, resiliente.

Dicha grna de deslizamiento esta limitada por una pared de separacion en la que reposa al menos una porcion de dicha lamina en dicha condicion de precarga.

Se proporciona un descargador de sobretensiones que comprende un primer y un segundo terminales electricos para ser conectados a los hilos activos de una planta electrica, entre los cuales se inserta un elemento de proteccion, provisto de un par de electrodos cableados electricamente a dichos terminales electricos, estando provisto un desconectador entre dicho primer terminal electrico y un electrodo del elemento de proteccion que consta de una lamina conductora, resiliente, flexible que tiene un extremo de la base conectado electricamente a dicho primer terminal electrico y un extremo mas distante electricamente conectado a dicho electrodo, en una condicion de precarga elastica, por medio de una soldadura con un material de baja temperatura de fusion, en el que entre dicho extremo de la base de la lamina y dicho electrodo del elemento de proteccion se proporciona una grna de deslizamiento para un cursor de interceptacion cargado en un sentido longitudinal de dicha grna de deslizamiento por medios elasticos de precarga, y en el que al menos una porcion inclinada de dicha lamina se desplaza a traves de dicha grna de deslizamiento segun un cierto angulo con respecto al eje longitudinal de deslizamiento del mismo, actuando dicha porcion inclinada de la lamina como un soporte y un elemento de sujecion para un extremo de cabeza de dicho cursor.

El extremo de cabeza de dicho cursor de interceptacion puede tener una superficie en forma de tacon, inclinada con respecto al eje de deslizamiento de dicha grna de deslizamiento de acuerdo con el mismo angulo de dicha porcion inclinada de la lamina resiliente, flexible.

Preferiblemente dicho cursor tiene una arandela longitudinal apta para encajar con un nervio longitudinal correspondiente de la grna de deslizamiento.

Ademas, la grna de deslizamiento esta limitada por una pared de separacion en la que al menos una porcion de dicha lamina se encuentra en dicha condicion de precarga.

Un aspecto adicional es que dicha porcion inclinada de la lamina acaba en un pie soldado doblado, formando dicho extremo mas distante.

Preferiblemente, dicho cursor de interceptacion se hace de material BMC (Compuesto de Moldeo a Granel) que cumple con la norma UL 94 con una clase de inflamabilidad HB y preferiblemente con propiedades desgasificadoras por medio de la liberacion de CO2 en presencia de arco electrico.

Breve descripcion de los dibujos

Las caractensticas y ventajas adicionales de la invencion se hacen en cualquier caso mas evidentes a partir de la siguiente descripcion detallada de las realizaciones preferidas, dadas puramente como un ejemplo no limitativo e ilustradas en los siguiente dibujos, en los que:

La figura 1 es una vista esquematica en alzado lateral, con ciertas partes retiradas, de la estructura del descargador de acuerdo con la invencion en una condicion intacta y con el desconectador en reposo;

La figura 2 es una vista similar a la de la figura 1, pero en una condicion de degradacion y con el desconectador en una fase inicial de circuito abierto; y

La figura 3 es una vista similar a la de la figura 1, en una condicion de degradacion y con el desconectador que alcanzado la condicion final y que ha completado la apertura del circuito.

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Descripcion detallada de una realizacion preferida

Como muestran las diferentes vistas laterales, un descargador se aloja en un cuerpo de armario, modulo C, de dimensiones tales que puede estar alojado en un modulo unico normalizado y cableado dentro de un armario electrico para plantas electricas de BT (baja tension). En este modulo C se alojan dos terminales electricos opuestos, de una manera conocida per se - un primer terminal electrico 1 para la conexion del hilo de fase y un segundo terminal electrico 2 para la conexion del hilo de proteccion o del hilo neutro - entre los cuales se monta un elemento de proteccion (tfpicamente un varistor), esquematizado aqu por medio de una oblea 3, sobre las superficies opuestas de los respectivos electrodos conductores (en los dibujos solo se muestra un electrodo 4, el otro situado en el lado opuesto no visible del dibujo).

El electrodo 4 esta conectado directamente al terminal electrico de fase 1, mientras que el electrodo opuesto esta conectado a tierra o al terminal electrico neutro 2. La conexion entre el electrodo 4 y el terminal electrico de fase 1 esta realizada por medio de un hilo que conforma un elemento del desconectador. En particular, dicho hilo del desconectador tiene la forma de una lamina flexible 5, que esta precargada elasticamente y unida al electrodo 4 por medio de una soldadura apropiada de baja temperatura de fusion en el lugar marcado con 5d.

El material utilizado en la soldadura de baja temperatura de fusion pertenece tfpicamente al grupo de aleaciones basadas en estano, plomo, bismuto o, indio en binaria o ternaria, formulaciones eutecticas y no eutecticas, con niveles de temperaturas de fusion comprendidas entre 120°C y 180°C.

En la realizacion de ejemplo ilustrada en los dibujos, la lamina 5 del desconectador esta genericamente doblada en forma de So en forma de U (para que tenga la maxima flexibilidad), y tiene:

- una primera porcion 5a ffsica y electricamente unida al cuerpo del terminal electrico 1, que continua en

- una segunda porcion 5b que se desplaza adyacente a una pared ngida 11 dentro del cuerpo del armario C, y en

- una tercera porcion flexible 5c, que se proyecta en plan voladizo desde la pared ngida de soporte 11, formando una articulacion de flexion resiliente 5c' con la segunda porcion 5b, y en

- una porcion del cuarto terminal en forma de pie 5d, doblada adicionalmente (segun un angulo de aproximadamente 60°) con respecto a la tercera porcion 5c, soldada (en el punto de funcionamiento normal) con material de soldadura de baja temperatura de fusion al electrodo 4 del varistor 3.

El hilo del desconectador, en forma de dicha lamina metalica, es resiliente y se mantiene desviado (por lo tanto elasticamente precargado) en la posicion de trabajo ilustrada la figura 1, contra la reaccion de la pared ngida fija 11, por medio de la soldadura sobre el electrodo 4.

Durante el funcionamiento ordinario (condicion de reposo del desconectador), esta realizacion asegura la continuidad electrica entre el terminal electrico 1 y el electrodo 4 del varistor, por medio de la lamina 5.

De acuerdo con un aspecto de la invencion, la lamina 5 es preferiblemente de poco espesor (del orden de pocas decimas de milfmetro, por ejemplo, 0,2 - 0,3 mm) y de un material de conductividad electrica inferior a la del cobre, por las razones que se explicaran a continuacion. Un nivel de conductividad de ejemplo puede ser un IACS (Norma Internacional del Cobre Recocido) < 60. El material consiste preferiblemente en una aleacion de cobre de tales elementos como para cambiar la conductividad del mismo (IACS del cobre < 90) y conferir propiedades resilientes a un material notoriamente ductil y maleable pero no elastico.

De acuerdo con un aspecto adicional de la invencion, ademas, entre la pared ngida de soporte 11 de la lamina 5 y un compartimento interno 12 que aloja el varistor 3, se define un cursor 7 para interceptar el arco y para comprimirlo, cuyo cursor es guiado a lo largo de un recorrido de deslizamiento por medio de la grna 6.

En particular - como se ve en los dibujos - la grna 6 tiene dos paredes paralelas (la pared ngida 11 y una pared en el penmetro opuesto del compartimento 12), que grnan el movimiento longitudinal de deslizamiento del cursor 7, y dos paredes de fin de carrera, una de inicio 13 y una de finalizacion 14. El cursor 7 esta cargado y obligado desde la pared de inicio 13 hacia la pared de finalizacion 14 por medios elasticos de precarga, por ejemplo un muelle precomprimido 8 (se aprecia mejor en los dibujos 2 y 3). El cursor 7 esta provisto preferiblemente de una arandela longitudinal 7a, dispuesta para encajar con y deslizar sobre un nervio longitudinal 9 dispuesto dentro de la grna 6.

Con preferencia, especialmente cuando el dispositivo esta dispuesto para operar con corrientes alternas, el cursor 7 se hace de material BMC (Compuesto de Moldeo a Granel) que cumple la norma UL 94 con una clase de inflamabilidad HB y preferiblemente con propiedades desgasificadoras por medio de la liberacion de CO2 en presencia de un arco electrico.

La tercera porcion inclinada 5c de la lamina resiliente 5 esta dispuesta como para interceptar el recorrido de deslizamiento del cursor 7: como resulta visible en los dibujos, la porcion inclinada 5c se desplaza a traves de la grna 6 con un cierto angulo de inclinacion con respecto al eje grna longitudinal, normalmente un angulo de inclinacion del orden de 45° - 70°, preferiblemente en torno a 60°. En correspondencia, el extremo de cabeza del cursor 7 tiene al

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menos una porcion de superficie frontal 7b que guarda un cierto angulo con respecto al eje longitudinal, definiendo una especie de superficie en forma de tacon 7b que, al coincidir con el mismo angulo de inclinacion, reposa uniformemente sobre la porcion inclinada 5c de la lamina resiliente 5.

Con esta construccion, en la condicion de reposo del desconectador (cuando el pie 5d esta soldado al electrodo 4), el cursor 7 esta limitado entre la pared de inicio 13 y la porcion inclinada 5c de la lamina 5, superando el esfuerzo de precompresion del muelle 8.

Ademas, sobre el extremo de cabeza del cursor 7 se proporciona tambien un arandela longitudinal 7c, cuya funcion se ilustrara mas adelante; la arandela 7c se obtiene preferiblemente en correspondencia con la arandela longitudinal 7a. Correspondientemente, sobre la pared de finalizacion 14 se proporciona un diente 15, proyectado longitudinalmente, preferiblemente en correspondencia con el nervio 9 y apto para encajar firmemente con la arandela 7c del cursor 7.

En una condicion de integridad del descargador y por lo tanto en una condicion de reposo del desconectador, la porcion 5b de la lamina es adyacente a la pared interna 11 que se desplaza longitudinalmente al recorrido de deslizamiento de la grna 6, mientras que la porcion inclinada 5c esta doblada hacia el varistor e intercepta con un cierto angulo la grna 6 y por lo tanto el recorrido de deslizamiento del cursor 7, representando un elemento de detencion y soporte del final de cabeza del cursor 7 cargado por medio del muelle 8. Por consiguiente, el cursor 7 esta retenido en posicion cargado significativamente por medio de un muelle 8 (por ejemplo con una fuerza de alrededor de 5 - 10 N) debido al soporte de cabeza 7b sobre la porcion inclinada 5c de la lamina 5, que esta por su parte retenida en su posicion por medio de la soldadura en 5d.

Cuando, debido a la lenta degradacion del elemento de proteccion en forma de varistor, la corriente (incluso de baja intensidad pero continuadamente) comienza a fluir a traves de la lamina 5 del desconectador, termina por calentar el punto de soldadura situado entre el electrodo 4 y el pie 5d, hasta que hace fundir el material de soldadura e interrumpiendo por consiguiente la restriccion.

Cuando, debido a la muy rapida degradacion (cortocircuito) del elemento de proteccion (normalmente un varistor), un alto valor de corriente - como el de un posible cortocircuito - fluye a traves de la lamina resiliente 5, esta se comporta como si fuera un fusible. Ciertamente, al ser recorrida por altos niveles de corriente, una pequena porcion de la lamina 5 tiende a fundirse/sublimarse en la proximidad del punto de soldadura interrumpiendose la restriccion tambien en este caso. Por consiguiente no es necesario insertar un fusible adicional auxiliar en serie con el descargador. Esto contribuye ventajosamente a la reduccion del volumen del sistema provisto del descargador de acuerdo con la invencion.

En ambos modos de activacion del desconectador, bajo su propia tension elastica precargada, la lamina 5 se libera y se situa de golpe en la posicion de apertura mostrada en la figura 2. La separacion de la lamina 5 del electrodo 4 se ve tambien favorecida por el empuje del cursor 7 precargado por el muelle 8 el cual - debido a la superficie final en forma de tacon del mismo - tiende a generar una fuerza con una componente transversal hacia la superficie de la soldadura del pie 5d.

Tras darse esta condicion, el cursor 7 ya no queda retenido y es disparado hacia la pared de finalizacion 14 (la unica en la base del dibujo) llevando la lamina 5 mas lejos del area principal de la grna de deslizamiento 6 y por consiguiente del electrodo 4, como se muestra en la figura 3.

Con este movimiento, el cursor de deslizamiento 7 realiza multiples acciones mutuamente sinergicas con el objetivo de interrumpir el arco electrico:

a) Acelera al mayor grado el movimiento lejos de la lamina 5 desde el punto de soldadura en el electrodo 4; por ello se reduce la oportunidad de formacion de un arco y, habna que decir la forma del arco), reduce la energfa que pasa a su traves, reduciendo por ello el tiempo de duracion de la fase de conduccion;

b) Alarga de forma notable, por medio de la elongacion mecanica, cualquier arco que se deba formar entre el electrodo 4 y la lamina 5; esto es una primera accion efectiva conducente a aumentar la resistencia del arco electrico;

c) El desplazamiento hacia delante del cursor 7 en la camara grna 6 produce una reduccion del volumen de la camara del arco, con la consiguiente compresion de la columna del gas ionizado, aumentando la densidad del mismo; tras el aumento de la densidad, la resistencia aumenta: esto es una segunda accion efectiva conducente a aumentar la resistencia del arco electrico;

d) En el caso (opcional) de que el cursor este hecho de material natural BMC con clase de inflamabilidad HB de acuerdo con la norma UL 94, debido al arco electrico, se libera CO2 dentro de la camara grna 6, en una cantidad proporcional a la temperatura del arco electrico que se propaga dentro. El CO2 rompe el arco, determinando un aumento de la resistencia resultante; dado que la temperatura es una funcion de la energfa desarrollada, la accion de ruptura es proporcional al cuadrado de la corriente, veces el tiempo de la duracion del arco; esto intensifica la segunda accion efectiva mencionada anteriormente conducente a aumentar la resistencia del arco electrico;

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e) El encaje en velocidad del diente 15 con la arandela 7c (posicion de la figura 3) en adicion a generar una micro compresion adicional localizada del plasma, crea un efecto de corte mecanico final tendente a cortar el residuo de la columna de gas ionizado: esto es una tercera accion efectiva conducente a la interrupcion del arco.

Esta configuracion, obtenida por medio de la combinacion sinergica de una lamina resiliente y de un cursor cargado elasticamente, incluso en su simplicidad, es altamente efectiva para el corte seguro del arco por medio del aparato de desconexion. Ventajosamente, ademas, lo compacto de los elementos que forman el desconectador y los cortos movimientos necesarios para su funcionamiento, permiten ofrecer niveles de volumen extremadamente bajos, de forma que el cuerpo de la caja que lo contiene puede ser alojado en un unico modulo C normalizado de los armarios electricos de BT.

Aunque no se considera necesario describirlo en detalle, se debe considerar que es ventajoso emplear tambien un elemento sensible al movimiento del cursor de interceptacion, que haga visible desde el exterior del dispositivo la condicion de descargador fuera de servicio tras la accion de la desconexion. Por ejemplo, en los dibujos se ha representado un cursor secundario 20 que es empujado transversalmente hacia el cursor de interceptacion 7, en correspondencia con la pared de inicio 13. Cuando el cursor de interceptacion resulta activado y se mueve desde la posicion no operativa del mismo, libera espacio para el cursor secundario 20, que se puede mover desde su posicion de reposo (figura 1) y realiza un mmimo desplazamiento (posicion de la figura 3) que puede ser detectado desde el exterior por medio de una senal optica facilmente percibida por la atencion del operario. Es evidente que tal mecanismo de senalizacion puede tomar tambien otras formas diferentes sin afectar significativamente a la descripcion principal proporcionada en este documento.

Finalmente, se debe advertir que la realizacion preferida descrita en este documento proporciona ventajosamente que el eje de deslizamiento longitudinal del cursor de interceptacion se pueda montar de acuerdo con una lmea que constituye la cabeza en forma de T del cuerpo contenedor C. No se descarta que se puedan proporcionar diversas orientaciones, a pesar de obtener al menos parte de los resultados inventivos descritos en este documento.

Sin embargo, se debe entender que la invencion no se debe considerar limitada a la disposicion en particular ilustrada anteriormente, sino que son posibles diferentes variantes, externas o internas con respecto al STD, todo dentro del alcance de los expertos en la materia, sin apartarse del ambito de la invencion, como se define en las siguientes reivindicaciones.

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   REIVINDICACIONES

   1. Un descargador de sobretensiones que comprende un primer y un segundo terminales electricos (1,2) para su conexion a los hilos activos de una planta electrica, entre los cuales se inserta un elemento de proteccion (3), provisto de un par de electrodos (4), entre cuyos dichos primer terminal electrico (1) y electrodo (4) del elemento de proteccion (3) se provee un desconectador que comprende una lamina flexible, resiliente, conductora (5) que tiene un extremo de la base (5a) conectado electricamente a dicho primer terminal (1) y un extremo mas distante (5d) mantenido electricamente conectado a dicho electrodo (4) por medio de una soldadura de un material conductor de baja temperatura de fusion, en el que dicha lamina (5) esta montada cargada elasticamente de acuerdo en un sentido de forma que empuja dicho extremo mas distante (5d) alejandole de dicho electrodo (4) y caracterizado porque dicha lamina (5) de un espesor inferior a 0,5 mm esta hecha de un material conductor con una conductividad inferior que la del cobre IACS (Norma Internacional de Cobre Recocido) < 60 de modo que se funde/sublima por el calentamiento por efecto Joule tras el paso de una corriente de cortocircuito.
2. 2. El descargador de sobretensiones segun la reivindicacion 1, en el que entre dicho extremo de la base (5a) de la lamina (5) y dicho electrodo (4) del elemento de proteccion (3) esta provisto de una grna de deslizamiento (6) para un cursor de interceptacion (7) cargado segun un sentido longitudinal de dicha grna de deslizamiento (6) por medios elasticos precargados (8), y en el que al menos una porcion inclinada (5c) de dicha lamina (5) se desplaza a traves de dicha grna de deslizamiento (6) segun un cierto angulo con respecto al eje de deslizamiento longitudinal del mismo, actuando dicha porcion inclinada (5c) de la lamina como un elemento de soporte para un extremo de cabeza (7b) de dicho cursor (7).
3. 3. El descargador de sobretensiones segun la reivindicacion 2, en el que el extremo de cabeza (7b) de dicho cursor de interceptacion (7) tiene una arandela longitudinal (7c) apta para encajar firmemente con un diente (45) que sobresale de una pared fin de carrera (14) de dicha grna de deslizamiento (6).
4. 4. El descargador de sobretensiones segun las reivindicaciones 2 o 3, en el que el extremo de cabeza (7b) de dicho cursor de interceptacion (7) tiene una superficie en forma de talon, inclinada con respecto al eje de deslizamiento de dicha grna de deslizamiento (6) de acuerdo con el mismo angulo de dicha porcion inclinada (5c) de dicha lamina flexible, resiliente (5).
5. 5. El descargador de sobretensiones segun cualquiera de la reivindicaciones 2 a 4, en el que dicha grna de deslizamiento (6) esta limitada por una pared de separacion (11) en la que al menos una porcion (5b) de dicha lamina (5) descansa en dicha condicion de precarga.