ES2608488T3 - Procedimiento y medios para controlar la integridad de una resistencia elèctrica - Google Patents

Procedimiento y medios para controlar la integridad de una resistencia elèctrica Download PDF

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ES2608488T3 ES12818562.6T ES12818562T ES2608488T3 ES 2608488 T3 ES2608488 T3 ES 2608488T3 ES 12818562 T ES12818562 T ES 12818562T ES 2608488 T3 ES2608488 T3 ES 2608488T3
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Abstract

Dispositivo (C) destinado a controlar la integridad de una o más capas aislantes (13) de una resistencia de aislamiento múltiple (10), en el que dicha una o más capas aislantes(13) son capas consecutivas (13) encajadas entre sus envolturas más exteriores (11) y más interiores (12) caracterizado porque está provisto de un circuito eléctrico (20.a, 20.b, 20.c, 20.d) que presenta unos puntos de conexión fijos (A, B) con dichas envolturas más exteriores y más interiores (11, 12) y, en serie con dichos puntos de conexión (A, B), - un generador de corriente (22), - unos medios de desconexión (23; R; 26; 30) de la alimentación de dicha resistencia de aislamiento múltiple (10), en el que dicho generador de corriente (22): - aplica constantemente una diferencia de tensión entre dichas envolturas más exteriores (11) y más interiores (12), - es apto para generar energía eléctrica y una corriente de cortocircuito (Icc) indicativa de la aparición de una degradación de la resistencia de dicha envoltura más exterior (11), a partir de que se produzca dicha degradación, - presenta una tensión mucho más débil que los valores peligrosos.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento y medios para controlar la integridad de una resistencia electrica.
El objetivo de la presente invencion es un dispositivo simple y fiable destinado a detectar instantaneamente el deterioro del aislamiento electrico de las resistencias electricas de inmersion destinadas a calentar el agua.
Por tanto, la presente invencion se refiere al campo de los elementos calefactores del agua, en particular a los calentadores de agua de acumulacion, pero mas en general, a cualquier aparato domestico, por ejemplo lavavajillas y lavadoras, que utilice elementos calefactores de inmersion o asimismo, a los calentadores de agua para banos, tambien del tipo de inmersion.
Las denominadas resistencias electricas blindadas se utilizan principalmente en dicho tipo de aparatos. Comprenden un filamento electrico resistivo coaxial con respecto a un tubo metalico (el blindaje real) del que se mantiene separado, encontrandose el filamento electrico sumergido en un polvo electricamente aislante y qufmicamente inerte (habitualmente polvo de oxido de magnesio).
Durante la introduccion del polvo, que se realiza por gravedad, entre el blindaje y el filamento electrico que se mantiene vertical, el blindaje se encuentra sujeto a vibraciones para una mejor compactacion del propio polvo.
Segun la tecnica anterior, el tubo que constituye el blindaje de la resistencia es de un material metalico; en el pasado se han utilizado a menudo aleaciones de cobre, mientras actualmente tambien se utilizan aleaciones de aluminio, acero inoxidable y titanio, ya que se ven menos afectadas por la corrosion por efecto galvanico en los depositos metalicos destinados a almacenar el agua calentada.
Tras haberse introducido entre el blindaje y el filamento electrico, el polvo de oxido de magnesio se compacta mediante tecnicas conocidas, por ejemplo por martilleo o laminacion.
La resistencia se sella a continuacion por los extremos impregnando el polvo aislante con resinas para sellar aptas a fin de evitar que se escape el propio polvo y la entrada de humedad; a continuacion se dispone un conector en cada extremo de la resistencia (por ejemplo, un conector faston) destinados a la conexion con los medios de suministro de energfa electrica correspondientes; por ultimo, la resistencia rectilfnea obtenida de este modo se flexiona y/o enrolla para proporcionar la forma final pretendida, incluso compleja (tal como en U, zigzag, helicoidal, etc.) a la misma.
De ahora en adelante en la presente memoria, a fin de facilitar la descripcion, los elementos calefactores electricos de inmersion mencionados anteriormente, con un unico estado de aislamiento electrico, se denominaran genericamente con el termino "resistencia blindada estandar".
Hasta ahora, la resistencia blindada estandar se realiza con materiales y tecnologfas estandarizados, que proporcionan una garantfa importante de buen funcionamiento; sin embargo, adolece de inconvenientes, el mayor de los cuales por supuesto radica en la posibilidad de perforar el blindaje y el material aislante o, en cualquier caso, en la absorcion de humedad mediante el polvo de oxido de magnesio debido a una aplicacion imperfecta del sellador, con el riesgo consiguiente de cortocircuito entre el filamento resistivo y el agua en la que se sumerge la resistencia.
De hecho, una rotura del blindaje permite que el agua contenida en el deposito entre en contacto con el filamento resistivo, de tal modo que el agua y todas las piezas electricamente conductoras conectadas al mismo se encuentren bajo tension.
Por otro lado, dado el procedimiento de produccion, no existen alternativas al uso de un polvo, debiendose utilizar un material no solo facilmente compactable sino tambien apto para entrar en contacto directo con el filamento electrico: de hecho, este ultimo alcanza temperaturas de algunos cientos de grados durante su funcionamiento.
Si se cumplen las reglas de seguridad tanto en la construccion del calentador de agua como en la fabricacion del sistema de suministro electrico, la rotura del blindaje exterior no debe provocar situaciones peligrosas para el usuario. De hecho, todas las partes metalicas del calentador de agua, asf como el sistema electrico, presentan una conexion a tierra y se proporciona ademas una caja de fusibles.
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Sin embargo, no siempre se cumplen las reglas de seguridad. Puede ocurrir que el sistema electrico no este provisto de toma de tierra por negligencia o, tal como sucede en algunos pafses, no se proporcione caja de fusibles alguna.
Se ha alcanzado una solucion parcial a dicho tipo de problemas realizando resistencias electricas de immersion provistas de una doble capa de aislamiento electrico, lo que reduce en gran medida la probabilidad de cortocircuitos.
La patente china n. CN 201298931Y da a conocer un ejemplo de dicho tipo de resistencia electrica con aislamiento doble electrico: ademas se anade una resistencia blindada estandar especffica con una segunda capa aislante de oxido de magnesio y un tubo metalico exterior que aloja el conjunto.
Asimismo la segunda capa adolece de riesgos de entrada de humedad debido a defectos en el sellado con resina.
En dicho documento chino CN 201298931Y no se proporcionan medios de control para comprobar el funcionamiento ordinario de la resistencia electrica, es decir, para controlar el estado de desgaste de la misma y evitar riesgos al usuario en caso de perforacion y cortocircuito entre el elemento resistivo y el agua de acumulacion.
El documento JP 7208805, que se refiere asimismo a una resistencia blindada provista de una pluralidad capas aislantes, da a conocer unos medios destinados a comprobar la integridad de las mismas. Se proporciona un dispositivo que mide la resistencia electrica del blindaje exterior del filamento resistivo interior.
Por lo tanto, unicamente se puede accionar dicha medicion con el filamento resistivo desconectado de la red de suministro de energfa electrica; ello requiere medios para desconectar la resistencia electrica y necesariamente, por lo tanto, dicha supervision no se puede realizar continuamente sino a intervalos. El documento indica intervalos de 24 horas. En cada medicion se examina la diferencia entre el valor de resistencia medido y el almacenado; se considera defectuosa la resistencia si dicha diferencia supera un valor predeterminado. Por lo tanto, el metodo descrito puede indicar degradaciones lentas en el valor aislante, pero no puede proteger contra fallos imprevistos; el procedimiento de medicion, ademas, es mas complejo que lo que deberfa ser un dispositivo de seguridad en el que la sencillez constituye una de las mayores garantfas de fiabilidad.
De un modo similar al documento JP 7208805, tambien la patente alemana DE 19940988 proporciona un procedimiento para controlar la integridad de una o mas capas aislantes de una resistencia electrica, obligatoriamente tras desconectar ambos terminales de la misma de la red de alimentacion electrica.
El documento DE 199409855, cuyo sistema descrito se puede aplicar asimismo a resistencias de aislamiento simples, mide la resistividad del filamento electrico; tambien en dicho documento se proporciona, mediante derivadores de prueba, la desconexion de los terminales de resistencia de la red de alimentacion electrica y la conexion de los mismos a un instrumento destinado a medir la resistividad de la resistencia: si esta es demasiado elevada, significa que se ha interrumpido la resistencia; si es demasiado baja, se ha producido un cortocircuito a traves de la capa aislante. Por supuesto, lo importante es la posibilidad de determinar la presencia de cortocircuitos; por otro lado, la deteccion de la desconexion de la resistencia no resulta significativa ya que no esta relacionada con situaciones de peligro; asimismo, dicho fallo ya lo senala, por supuesto, el calentamiento defectuoso de la resistencia.
Por lo tanto, dichos metodos no permiten realizar un control continuo, requiriendo la desactivacion periodica de la resistencia electrica; ademas, requieren dispositivos adicionales costosos, tales como desviadores de prueba y el instrumento de medicion destinado a comprobar la integridad de la capa aislante; por ultimo, estan disenados especialmente para resistencias aislantes simples.
De ahora en adelante en la presente memoria se hara referencia de un modo general a los elementos calefactores electricos de inmersion con dos o mas capas aislantes concentricas, cada una de las mismas, desde el interior hacia el exterior, encajadas en la envoltura metalica correspondiente, con el termino "resistencia de aislamiento multiple". Por supuesto, en la mayorfa de los casos practicos, dichas resistencias de aislamiento multiples deben comprender simplemente resistencias con aislamiento doble.
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Aunque dichas resistencias de aislamiento multiples suponen un avance en la seguridad, se ha observado sin embargo que los medios y los procedimientos indicados para controlar la integridad de las mismas no son todavfa satisfactorios.
Un objetivo de la presente invencion es, por lo menos en parte, evitar dichos inconvenientes proporcionando dispositivos de control continuo y procedimientos que, al producirse una degradacion de una o mas capas del aislamiento electrico de una resistencia de aislamiento multiple, emiten inmediatamente una senal que se puede utilizar para alertar al usuario y/o desconectar automaticamente la misma resistencia de la red de alimentacion electrica.
Un objetivo adicional, por lo menos de algunas de las variantes de la presente invencion, comprende utilizar, para dicha desconexion de la red de alimentacion electrica, dispositivos ya presentes o ya dispuestos para controlar dicha resistencia de aislamiento multiple.
Un objetivo adicional, por lo menos para las variantes preferidas de la presente invencion, comprende alcanzar los objetivos anteriores asimismo sin alimentacion de la red o con la resistencia electrica desactivada.
Estos y otros objetivos, que se pondran claramente de manifiesto a continuacion, se alcanzan con el dispositivo segun la presente invencion, cuyas caracterfsticas se presentaran mas claramente a partir de la descripcion siguiente de unas formas de realizacion preferidas de la misma, segun las reivindicaciones e ilustradas, a tftulo de ejemplo no limitativo, en los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 representa esquematicamente una resistencia con aislamiento doble y un circuito de alarma en caso de degradacion del aislamiento electrico de la capa aislante mas exterior;
- la figura 2 representa esquematicamente una resistencia con aislamiento doble y un circuito de alarma y de desconexion en caso de degradacion del aislamiento electrico de la capa aislante mas exterior segun una primera variante;
- la figura 3 representa esquematicamente una resistencia con aislamiento doble y un circuito de alarma y de desconexion en caso de degradacion del aislamiento electrico de la capa aislante mas exterior segun una segunda variante;
- la figura 4 representa esquematicamente una resistencia con aislamiento doble y un circuito de alarma y de desconexion en caso de degradacion del aislamiento electrico de la capa aislante mas exterior segun una tercera variante;
A continuacion se describiran las caracterfsticas de la presente invencion utilizando las referencias de las figuras.
Haciendo referencia a todas las figuras, la referencia numerica 10 indica una resistencia con aislamiento doble en la que se basara la descripcion de la presente invencion, que se generalizara posteriormente como resistencia de aislamiento multiple 10.
En las distintas variantes, la letra C indica el dispositivo destinado a controlar la integridad de la capa aislante exterior de una resistencia con aislamiento doble 10.
La referencia numerica 22 indica un generador de corriente de baja tension que comprende un acumulador que se mantiene cargado mediante una fuente de alimentacion o, preferentemente, una baterfa simple por su coste muy reducido y debido a que, en los circuitos abiertos, dura anos. Una fuente de alimentacion suministrada directamente desde la red de alimentacion electrica adolecerfa por lo menos del inconveniente de no funcionar sin la energfa electrica procedente de la red de alimentacion electrica. Sin embargo, se puede prever asimismo que dicho generador de corriente de baja tension 22 sea un transformador comun apto para modificar la tension de la corriente procedente de la red de alimentacion electrica.
La referencia numerica 21 indica un conmutador electrico de boton monoestable que puede cerrar el circuito electrico unicamente cuando se presiona (al que de ahora en adelante se hara referencia en la presente memoria como "conmutador de prueba 21").
La referencia numerica 23, representada con el sfmbolo utilizado para el LED, indica un avisador sonoro o visual (al que de ahora en adelante en la presente memoria se denominara "avisador 23"), es decir, un dispositivo de emision de senales tal como una sirena o un LED que pueda emitir senales sonoras o luminosas perceptibles por un usuario.
La referencia numerica 24 indica posibles resistencias destinadas a calibrar la corriente y la cafda de tension admisible en los terminales de los avisadores 23 (a las que de ahora en adelante en la presente memoria se
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denominara "resistencias de calibracion 24") en los circuitos electricos 20.a, 20.b, 20.c, 20.d ilustrados a continuacion.
Las letras A y B indican puntos de conexion de dichos circuitos electricos 20.a, 20.b, 20.c, 20.d., respectivamente con la envoltura exterior 11 ya la envoltura interior 12 de la resistencia con aislamiento doble 10.
Haciendo referencia a la figura 1, el generador de corriente 22 aplica un diferencial de tension entre dichas envolturas mas exterior 11 y mas interior 12 pero, puesto que se encuentran aisladas electricamente entre si desde la capa aislante mas exterior 13, no se produce circulacion de corriente alguna.
La tension y potencia del generador de corriente 22 son los suficientes para alimentar el avisador 23 y los otros medios que se ilustraran a continuacion, lo que unicamente ocurre en el caso de degradacion de la potencia dielectrica de la capa aislante mas exterior 13, lo que resulta suficiente para permitir el paso de una corriente de cortocircuito Icc necesaria para dicha activacion.
Se conoce que los avisadores 23 de este tipo se activan con tensiones mucho mas debiles que los valores peligrosos, en el intervalo de 2 a 3 V, por lo tanto, la tension aplicada por dicho generador de corriente 22 se puede encontrar dentro de dicho intervalo.
Gracias al circuito 20.a de la figura 1, del que se han indicado todos sus elementos, debido a que se aplica constantemente una tension en los puntos de conexion A y B, se realiza un control continuo del estado de la capa aislante exterior 13 y a partir de que su valor de resistencia disminuye debido a una perdida de potencia dielectrica, se genera una corriente de cortocircuito Icc en el circuito 20.a y a continuacion el avisador 23 emite una senal de alarma perceptible por el usuario.
Sin embargo, en este punto resulta adecuado comprobar periodicamente el estado de carga de dicho acumulador o baterfa 22 o, en cualquier caso, comprobar la eficiencia del generador de corriente generico 22 y/o la integridad de por lo menos una parte del circuito 20.a. Esto se obtiene disponiendo el conmutador de prueba 21 que, si se presiona, permite activar el avisador 23 siempre que el generador de corriente 22 sea eficiente y el circuito 20.a se encuentre intacto. Puede disponerse el mismo dispositivo en los circuitos posteriores 20.b, 20.c, 20.d que se ilustraran a continuacion.
Por lo tanto, en el circuito 20.a, el avisador 23 desempena una funcion doble:
- la principal, es decir, indicar el estado de la capa aislante exterior 13;
- la secundaria, es decir, indicar el estado de carga de dicho acumulador o baterfa 22 y la integridad del circuito 20.a.
Se sabe que en la mayor parte de los termostatos de los calentadores de agua existe un dispositivo de proteccion termica provisto de un elemento termo sensible que consiste sustancialmente en un disco bimetalico biestable que, si alcanza temperaturas superiores a un cierto valor mfnimo y que indica un funcionamiento incorrecto del termostato termorregulador, se desconecta, invirtiendo la curvatura del mismo y, de este modo, abre irreversiblemente ambos contactos electricos que conectan el elemento calefactor electrico con la red de alimentacion electrica.
Menos frecuentes, pero utilizados todavfa, hay otros tipos de protectores termicos (por ejemplo, en los que los elementos termo sensibles son fusibles) que, aunque se basan en otros principios, actuan conjuntamente cuando los elementos termo sensibles alcanzan temperaturas superiores a un valor predeterminado. La caracterfstica que comparten dichos protectores termicos es que los elementos termo sensibles actuan asimismo como accionadores, lo que significa que se trata de una modificacion mecanica de los mismos, provocada por la variacion de temperatura, lo que causa la abertura de los contactos de resistencia electrica. De ahora en adelante en la presente memoria dichos protectores termicos se denominaran "protectores termicos electromecanicos".
Si la resistencia con aislamiento doble 10 se utiliza en un aparato tal como un calentador de agua o similar, provisto de dicho tipo de protector termico, resulta ventajosamente posible utilizar la variante de la presente invencion representada en la figura 2, en el circuito 20.b, del que se proporcionan todos sus elementos ya indicados en el circuito 20.a y, ademas, una o mas resistencias R con poca potencia W (preferentemente entre 2 y 6 W).
Dichas resistencias R se disponen en la proximidad de los elementos termo sensibles del protector termico electromecanico (no representado), de tal modo que si se cierra el circuito 20.b debido a una perdida de potencia dielectrica de la capa aislante exterior 13, la corriente de cortocircuito Icc es suficiente para calentar dichos elementos termo sensibles hasta la desconexion del protector termico. Dada la muy baja potencia electrica requerida, dichas resistencias R presentan un tamano muy pequeno y se pueden disponer facilmente fuera y/o dentro del mismo recipiente que aloja los elementos termo sensibles.
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En otras palabras, en esta variante de la presente invencion, una senal de corriente, indicativa de la degradacion del aislamiento electrico, se transforma en una senal de temperatura para que, en caso de fallo, se produzca una desconexion del dispositivo de seguridad, que se dispone en cualquier caso en el calentador de agua, pero se ha disenado para proteger de la calefaccion en lugar de las irregularidades de aislamiento electrico. Se puede haber disenado el circuito 20.b como el circuito 20.a excepto si se hayan anadido resistencias R en serie con el avisador 23 que, como en el caso del circuito 20.a, pudo haber conservado la doble funcion de avisador del estado del aislante 13 y de la carga del generador 22.
Sin embargo, una variante preferida es la representada en la figura 2, en la que se ha anadido otro avisador 23 dispuesto sobre un circuito en paralelo con respecto el de las resistencias R y en serie con el conmutador de prueba 21.
El motivo es que cuando el conmutador de prueba 21 se utiliza para comprobar el estado de carga de la baterfa 22, si las resistencias R estuviesen en serie con el propio conmutador 21, en particular si se retarda un poco la presion del boton del mismo, dichas resistencias R podrfan calentarse hasta el punto que provocaran la desconexion del protector termico, requiriendo de este modo la intervencion del servicio tecnico para su restablecimiento.
Por el contrario, dado que el circuito 20.b esta provisto de una seguridad activa, el avisador 23 unicamente resulta preferido, pero no esencial, para los objetivos fundamentales de la presente invencion. Asimismo, dicho dispositivo avisador 23 no resulta esencial en los circuitos posteriores 20.c y 20.d.
Haciendo referencia a la variante de la figura 3, se representa un termostato electronico T que presenta un protector termico no electromecanico. De hecho, en estos tipos de termostatos, el protector termico (al que de ahora en adelante se hara referencia en la presente memoria como "protector termico electronico") se desconecta frecuentemente despues de una senal comprobada de una sonda de temperatura sumergida en el agua caliente.
El circuito 20.c presenta un aislante optico 26 mediante el que la senal de corriente de cortocircuito Icc que se genera al iniciarse la degradacion de la potencia dielectrica se transmite a un termostato electronico T con protector termico electronico. Preferentemente el LED del aislante optico 26 se enciende directamente mediante la corriente de cortocircuito Icc que circula en el circuito 20.c. La celula fotoelectrica del propio aislante optico 26 se conecta a contactos generalmente ya presentes en dichos termostatos electronicos T. De este modo, se envfa una senal al termostato T que produce el mismo efecto que dicha sonda termica, es decir, se produce la desconexion del protector termico electronico.
Asimismo para el LED del aislante optico 26, si se cruza directamente mediante la corriente de cortocircuito Icc, puede resultar necesario proporcionar una resistencia de calibracion 24 en serie.
Se puede sustituir el aislante optico 26 mediante cualquier otro medio de transmision que se pueda activar con la corriente de cortocircuito Icc y sea compatible con un termostato electronico T.
Por supuesto, la activacion del protector termico electronico es unicamente posible en presencia de tension procedente de la red alimentacion electrica, pero este es un lfmite implfcito en los protectores termicos electronicos, no de la presente invencion (es cierto asimismo que la resistencia no es activa si falta tension procedente de la red alimentacion electrica).
En cualquier caso, el LED del aislante optico 26 permanece encendido mientras dure la carga del generador de corriente 22, que se puede examinar al cabo de un mes y, por lo tanto, el protector termico electronico se puede activar cuando se restablezca la tension principal.
T al como se representa, asimismo dicho circuito, ademas, puede presentar un avisador 23 que puede disponer de la doble funcion de indicar el estado de la capa aislante exterior 13 y el estado de carga del acumulador o baterfa 22. Dicho avisador, tal como ya se ha indicado, esta asimismo activo si falta fuente de alimentacion de la red.
Existen usos de resistencias de aislamiento doble 10 en las que no se requiere un protector termico electromecanico o electronico; este es el caso de las resistencias utilizadas para calentar agua en recipientes abiertos (como por ejemplo en el calentamiento directo de agua en baneras).
Haciendo referencia ahora a la figura 4, el circuito 20.d presenta un dispositivo destinado a desconectar la resistencia de aislamiento doble 10 que no utiliza protectores termicos electromecanicos o electronicos preexistentes.
La figura representa asimismo, pero resaltando unicamente que no esta relacionado con la presente invencion, un posible termostato 40 provisto de un interruptor de doble seguridad 41 y un unico interruptor de ajuste 42.
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Ademas del generador de corriente 22 descrito anteriormente, el conmutador de prueba 21 y el avisador 23 con la funcion doble mencionada anteriormente para el estado de la capa aislante 13 y de la carga del acumulador o baterfa 22, el circuito 20.d presenta un conmutador de rele biestable 30 con unas bobinas primera y segunda 31 y 32 que abren y cierran el interruptor 33.
En primer lugar, el conmutador 33 se cierra mediante el dispositivo del fabricante pulsando el boton del conmutador de reposicion 34 que activa la primera bobina 31; dicho conmutador de reposicion 34 se dispone preferentemente en una posicion inaccesible para el usuario y, con respecto a la presente invencion, se puede considerar como parte del rele biestable 30.
Se permite un funcionamiento normal a la resistencia de aislamiento doble 10, guiado por el termostato opcional 40, cualquiera que sea su tipo.
En el caso de degradacion de la capacidad dielectrica de la resistencia de la capa aislante exterior 13, la corriente circula en el circuito [A - B - 32 - 22 - 24 - 23 - A] y se activa la bobina 32, lo que abre el interruptor 33.
En aras de la claridad grafica, la figura representa un rele biestable 30 que abre unicamente uno de los polos conectados a la resistencia de aislamiento doble 10, pero queda claro que con un rele biestable 30 y/o con dos reles biestables se pueden abrir ambos polos, tal como es obligatorio en el caso de los protectores termicos.
De nuevo en aras de la claridad grafica, todos los contactos del conmutador se representan abiertos aunque su estado real quede claro a partir de la descripcion.
Resumiendo lo descrito haciendo referencia a una resistencia de aislamiento doble 10, segun la presente invencion se puede obtener una senal electrica Icc indicativa de que se ha producido una degradacion de la resistencia de la capa aislante exterior 13 de dicha resistencia de aislamiento doble 10, a partir de que se produce dicha degradacion, aplicando constantemente una diferencia de tension entre las envolturas exterior 11 e interior 12 de la propia resistencia 10.
De hecho, con los medios indicados, a partir de que produzca dicha degradacion, se generara una corriente de cortocircuito Icc, que puede activar los medios adecuados para desconectar, directa o indirectamente, la alimentacion de la propia resistencia de aislamiento doble 10, en la que:
- los medios de desconexion indirecta son avisadores 23 que provocan la intervencion del usuario;
- los medios de desconexion directa son resistencias R o aislantes opticos 26 o reles biestables 30 o equivalentes de los mismos que desconectan la resistencia de aislamiento doble 10 de la red de alimentacion electrica,
y en la que es posible pero no es esencial la presencia simultanea de ambos medios de desconexion indirecta 23 y directa R, 26, 30, siendo cada uno de dichos medios aptos de por si para restablecer las condiciones de seguridad.
Se prefiere que el generador de corriente 22, sea una baterfa, puesto que se trata de un dispositivo simple independiente de la tension de la red de alimentacion electrica. Ademas, se garantiza la carga de dichas baterfas durante algunos anos, mientras no se utilicen.
Sin embargo, tal como se ha comentado anteriormente, se puede utilizar asimismo un transformador comun de baja tension como generador de corriente 22, lo que disminuye la tension de la corriente procedente de la alimentacion de red.
Mientras que los avisadores indicados 23 se activan bajo una tension de unicamente de 2 a 3 V, se prefiere que los generadores de corriente 22 utilicen baterfas de 3 a 24 V que puedan garantizar dicha capacidad de carga para mantener activos los avisadores 23 (ya sean LED o sirenas) durante aproximadamente un mes, de tal modo que se alerte al usuario al volver incluso si el/ella ha estado ausente durante un perfodo prolongado.
Para que los generadores de corriente 22 sean compatibles con los avisadores 23, se pueden disponer resistencias de calibracion 24 en dichos circuitos 20.a, 20.b, 20.c, 20.d.
La energfa electrica generada mediante el generador de corriente 22 es suficiente, tal como resulta evidente para los expertos en la materia, para activar el posible protector termico electromecanico o electronico o el rele biestable 30 o la bobina 31. Resultan posibles otras variantes de la presente invencion sin salirse del alcance de proteccion de la misma.
La presente invencion se ha descrito haciendo referencia a una resistencia de aislamiento doble 10, pero la presente descripcion puede extenderse a resistencias de aislamiento multiple 10 con mas de dos capas aislantes, en las que la capa aislante mas exterior 13 se encuentra encajada entre la envoltura mas exterior 11 y la posterior segunda 12,
7
mientras que la capa aislante mas interior 14 se encuentra encajada entre el filamento resistivo 15 y la envoltura mas interior 12. Por supuesto, en una resistencia de aislamiento doble 10, tal como se ha representado, dicha segunda envoltura 12 coincide con dicha envoltura mas interior 12.
5 Cada una de las capas aislantes encajadas entre dos envolturas consecutivas 11 y 12 se puede controlar individualmente mediante un dispositivo de control correspondiente C o una pluralidad de capas consecutivas encajadas entre sus envolturas mas exterior 11 y mas interior 12 se pueden controlar acumulativamente mediante un unico dispositivo de control C que, en este segundo caso, indicarfa una anomalfa unicamente cuando se han deteriorado todas las capas aislantes alojadas.
10
Resultan evidentes las ventajas de la presente invencion en lo que se refiere a su fiabilidad y simplicidad de fabricacion.
Una ventaja adicional es que son posibles unos medios de desconexion de la red de alimentacion electrica del 15 aislamiento multiple 10, que pueden utilizar cualquier protector termico existente.
Otra ventaja es que la verificacion del estado de eficiencia del dispositivo se obtiene presionando el conmutador de prueba 21 con lo que se simula un estado de anomalfa que activa el avisador 23.

Claims (20)

  1. 5
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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo (C) destinado a controlar la integridad de una o mas capas aislantes (13) de una resistencia de aislamiento multiple (10), en el que dicha una o mas capas aislantes(13) son capas consecutivas (13) encajadas entre sus envolturas mas exteriores (11) y mas interiores (12)
    caracterizado porque
    esta provisto de un circuito electrico (20.a, 20.b, 20.c, 20.d) que presenta unos puntos de conexion fijos (A, B) con dichas envolturas mas exteriores y mas interiores (11, 12) y, en serie con dichos puntos de conexion (A, B),
    - un generador de corriente (22),
    - unos medios de desconexion (23; R; 26; 30) de la alimentacion de dicha resistencia de aislamiento multiple (10),
    en el que dicho generador de corriente (22):
    - aplica constantemente una diferencia de tension entre dichas envolturas mas exteriores (11) y mas interiores (12),
    - es apto para generar energfa electrica y una corriente de cortocircuito (Icc) indicativa de la aparicion de una degradacion de la resistencia de dicha envoltura mas exterior (11), a partir de que se produzca dicha degradacion,
    - presenta una tension mucho mas debil que los valores peligrosos.
  2. 2. Dispositivo de control (C) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque
    se entiende por dichos medios de desconexion (23; R; 26; 30) unos medios indirectos (23) perceptibles por un usuario, tales como avisadores acusticos o visuales (23) que alertan a dicho usuario a fin de que desconecte dicha resistencia de aislamiento multiple (10) de la red de alimentacion electrica, siendo dicha corriente de cortocircuito (Icc) suficiente para activar dichos medios indirectos (23).
  3. 3. Dispositivo de control (C) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque
    se entiende por dichos medios de desconexion (23; R; 26; 30) unos medios directos (R; 26; 30) que desconectan directamente dicha resistencia de aislamiento multiple (10) de la red de alimentacion electrica, siendo dicha corriente de cortocircuito (Icc) suficiente para activar dichos medios directos (R; 26; 30).
  4. 4. Dispositivo de control (C) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque
    se entiende por dichos medios de desconexion (23; R; 26; 30) unos medios directos (R; 26; 30) que desconectan directamente dicha resistencia de aislamiento multiple (10) de la red de alimentacion electrica y unos medios indirectos (23) perceptibles por un usuario, tales como avisadores acusticos o visuales (23) que alertan a dicho usuario para que desconecte dicha resistencia de aislamiento multiple (10) de la red de alimentacion electrica, siendo dicha corriente de cortocircuito (Icc) suficiente para activar dichos medios directos (23) y dichos medios indirectos (R; 26, 30).
  5. 5. Dispositivo de control (C) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
    dicho generador de corriente (22) genera una tension comprendida entre 2 y 24 V.
  6. 6. Dispositivo de control (C) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
    dicho generador de corriente (22) es una baterfa (22).
  7. 7. Dispositivo de control (C) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores a excepcion de la reivindicacion
    6,
    caracterizado porque
    dicho generador de corriente (22) es un transformador de baja tension para una fuente de alimentacion de la red.
  8. 8. Dispositivo de control (C) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores a excepcion de la reivindicacion
    3,
    caracterizado porque
    dicho circuito electrico (20a, 20b, 20c, 20d) comprende ademas, en serie con dichos medios de desconexion indirecta (23), unas resistencias (24) destinadas a calibrar la corriente de cortocircuito (Icc) y la cafda de tension admisible en los terminales de dichos avisadores (23).
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  9. 9. Dispositivo de control (C) segun la reivindicacion 8, caracterizado porque
    dichos avisadores (23) son LED.
  10. 10. Dispositivo de control (C) segun la reivindicacion 8, caracterizado porque
    dichos avisadores (23) son sirenas.
  11. 11. Dispositivo de control (C) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores a excepcion de la reivindicacion
    3,
    caracterizado porque
    se proporciona un conmutador de prueba (21), dispuesto para activar un avisador (23) destinado a comprobar la eficiencia de dicho generador de corriente (22) y/o la integridad de por lo menos una parte de dicho circuito electrico (20a; 20.b, 20.c, 20.d).
  12. 12. Dispositivo de control (C) segun la reivindicacion anterior, caracterizado porque
    dicho avisador (23) destinado a comprobar la eficiencia de dicho generador de corriente (22) y/o la integridad de por lo menos una parte de dicho circuito electrico (20a; 20.b, 20.c, 20.d) coincide con dichos medios de desconexion indirecta (23).
  13. 13. Dispositivo de control (C) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores a excepcion de la reivindicacion
    2,
    caracterizado porque
    dichos medios de desconexion directa (R; 26; 30) consisten en una o mas resistencias (R) en las que la corriente de cortocircuito (Icc) circula directamente y se genera debido a la degradacion de la potencia dielectrica de una o mas capas aislantes consecutivas (13), siendo aptas dichas una o mas resistencias (R), cuando les atraviesa dicha corriente de cortocircuito (Icc), para calentar los elementos termo sensibles de un protector termico electromecanico destinado a controlar dicha resistencia de aislamiento multiple (10) hasta la desconexion del mismo protector termico.
  14. 14. Dispositivo de control (C) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, a excepcion de la reivindicacion 2, caracterizado porque
    dichos medios de desconexion directa (R; 26; 30) consisten en unos medios de transmision (26) aptos para transmitir una senal a un termostato electronico (T), destinado a controlar dicha resistencia de aislamiento multiple (10), lo que provoca la desconexion del protector termico de dicho termostato electronico (T), originandose dicha senal mediante la corriente de cortocircuito (Icc).
  15. 15. Dispositivo de control (C) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, a excepcion de la reivindicacion 2, caracterizado porque
    dichos medios de transmision (26) compatibles con un termostato electronico (T) consisten en un aislante optico (26) en el LED cuya corriente de cortocircuito (Icc) se hace circular directamente, en serie con dicho LED de dicho aislante optico 26), disponiendose una resistencia de calibracion (24).
  16. 16. Dispositivo de control (C) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, a excepcion de la reivindicacion 2, caracterizado porque
    dichos medios de desconexion directa (R; 26; 30) consisten en un rele biestable (30)
    - con unas bobinas primera y segunda (31, 32) que pueden abrir y cerrar un interruptor (33),
    - con un conmutador de reposicion (34) que cierra dicho interruptor (33) activando dicha primera bobina (31),
    - en el que dicha segunda bobina (32) puede abrir dicho interruptor (33),
    - y en el que dicha corriente de cortocircuito (Icc) circula en la segunda bobina (32),
    - y en la que dicho interruptor (33) abre por lo menos una fase de dicha resistencia de aislamiento multiple (10).
  17. 17. Dispositivo de control (C) segun la reivindicacion anterior, caracterizado porque
    que dicho interruptor (33) abre todas las fases de dicha resistencia de aislamiento multiple (10).
  18. 18. Procedimiento para controlar la integridad de una o mas capas aislantes (13) de una resistencia de aislamiento multiple (10) mediante el dispositivo de control (C) segun las reivindicaciones 1 a 17, en el que dichas una o mas capas aislantes (13) son capas consecutivas (13) encajadas entre las envolturas mas exteriores (11) y las mas interiores (12) de las mismas,
    caracterizado porque comprende las etapas siguientes:
    10
    15
    - aplicar tension constantemente en los puntos (A, B) de dichas envolturas mas exterior y mas interior (11, 12),
    - utilizar la corriente de cortocircuito (Icc) que se genera en el caso de degradacion de la potencia dielectrica de dichas una o mas capas aislantes consecutivas (13) para activar una senal de alarma para el usuario y/o un dispositivo destinado a desconectar la alimentacion de dicha resistencia de aislamiento multiple (10).
  19. 19. Procedimiento destinado a controlar la integridad de una o mas capas aislantes (13) de una resistencia de aislamiento multiple (10), segun la reivindicacion anterior,
    caracterizado porque
    proporciona una comprobacion periodica de la eficiencia de los dispositivos (22) y de los circuitos electricos (20.a, 20.b, 20.c, 20.d) que implementan dicho procedimiento.
  20. 20. Procedimiento destinado a controlar la integridad de una o mas capas aislantes (13) de una resistencia de aislamiento multiple (10), segun la reivindicacion anterior,
    caracterizado porque
    dicha comprobacion periodica se realiza simulando artificialmente una situacion de funcionamiento incorrecto.
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Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL144119B (nl) * 1967-03-30 1974-11-15 Chisso Corp Lange pijpleiding voor vloeistof met een verwarmingsinrichting.
GB1599891A (en) * 1978-02-06 1981-10-07 Post Office Apparatus for executing a plurality of tests on an electrical appliance
JP2516120B2 (ja) 1991-09-27 1996-07-10 蛇の目ミシン工業株式会社 浴槽水の加熱装置
RU2063049C1 (ru) * 1992-10-06 1996-06-27 Украинский научно-исследовательский институт силовой электроники "Преобразователь" Устройство контроля состояния электроизоляции электроустановок
US7346274B2 (en) * 1999-07-27 2008-03-18 Bradenbaugh Kenneth A Water heater and method of controlling the same
DE19940988B4 (de) * 1999-08-28 2009-07-30 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Verfahren und Schaltung zur Überwachung eines Mantelrohrheizkörper eines Warmwasserbereiters
US7256372B2 (en) * 2005-12-07 2007-08-14 Aos Holding Company Fluid-heating apparatus, circuit for heating a fluid, and method of operating the same
ITMI20062311A1 (it) * 2006-11-30 2008-06-01 Pierluigi Ansaldi Dispositivo di rilevazione e segnalazione di anomalie nell'impiego di utilizzatori elettrici
CN201488834U (zh) * 2008-11-25 2010-05-26 海尔集团公司 液位液温测量装置
CN201298931Y (zh) 2008-12-03 2009-08-26 江山热威金属制造有限公司 双层套管双层绝缘电热管

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