ES2826479T3 - Dispositivo de separación para una línea de energía y procedimiento para la separación de una línea de energía - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de separación para una línea de energía (1), que comprende - al menos un medio de separación (16) dispuesto 1espacialmente en un estado cerrado del dispositivo de separación entre una primera y una segunda pieza de conexión (2, 4) y que se puede mover entre una posición cerrada y una posición abierta, - presentando el medio de separación (6) al menos un elemento de unión (8) que crea una unión eléctrica entre las piezas de conexión (2, 4) en el estado cerrado del dispositivo de separación, - estando unido eléctricamente el elemento de unión (8) a la primera pieza de conexión (2) mediante un primer punto de contacto (10a) y a la segunda pieza de conexión (6) mediante un segundo punto de contacto (10b) en el estado cerrado del dispositivo separación, - estando dispuesto el medio de separación (6) de tal modo que una tensión disruptiva entre la primera y la segunda pieza de conexión (2, 4) en un estado abierto del dispositivo de separación es mayor que entre la primera pieza de conexión (2) y el primer punto de contacto (10a) del elemento de unión (8) y/o entre la segunda pieza de conexión (4) y el segundo punto de contacto (10b) del elemento de unión (8), caracterizado por que - el medio de separación (6) está revestido con al menos dos elementos de resistencia (18a, b) que se diferencian por su conductibilidad específica y forman un gradiente de resistencia, estando dispuestos los elementos de resistencia (18a, b), inmediatamente después de la separación, entre las piezas de conexión (2, 4), conectando así eléctricamente las piezas de conexión (2, 4).
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de separación para una línea de energía y procedimiento para la separación de una línea de energía La invención se refiere a un dispositivo de separación para una línea de energía, en particular una línea de energía de automóvil, que comprende al menos un medio de separación dispuesto espacialmente entre una primera y una segunda pieza de conexión en un estado cerrado del dispositivo de separación. La invención se refiere también a un procedimiento para la separación de una línea de energía.
La protección eléctrica de conductores de energía, en particular conductores de energía de automóvil, representa un sector de la tecnología automotriz relevante para la seguridad respecto al aseguramiento de la seguridad de los ocupantes de un automóvil. En particular los conductores de energía de automóvil, que conducen una alta corriente, como el cable de arranque y de generador, la línea de batería principal y/u otras líneas conductoras de corriente de la red de a bordo del automóvil, se tienen que separar rápidamente de la batería del automóvil en caso de accidentes. Si esto no se garantiza, se pueden producir cortocircuitos con corrientes temporalmente muy altas en caso de accidentes. Las corrientes de cortocircuito altas pueden provocar la formación de arcos voltaicos. Esto se tiene que impedir de una manera fiable para no poner en peligro la seguridad de los ocupantes del vehículo.
En la actualidad se utilizan a menudo dispositivos de separación, en los que las líneas de energía se cortan mediante dispositivos de separación pirotécnicos si hay una amenaza de cortocircuito. La separación de las líneas de energía con ayuda de los dispositivos de separación pirotécnicos se consigue generalmente mediante el corte mecánico de la línea de energía o mediante la aceleración de un perno hacia afuera de un cilindro, estando formado en el estado cerrado un tramo de corriente entre el perno y el cilindro, que se corta mediante el dispositivo de separación, por ejemplo, el perno.
La desventaja de los dispositivos pirotécnicos utilizados normalmente radica en el hecho de que en el momento de la separación de una línea conductora de corriente se pueden formar arcos voltaicos entre el espacio existente en el punto de separación, lo que provoca que las piezas de conexión se mantengan conectadas eléctricamente entre sí al menos temporalmente. Esto ocurre a menudo particularmente en aplicaciones de alto voltaje en vehículos eléctricos o híbridos, porque las altas corrientes y las diferencias de potencial propician especialmente aquí la formación de arcos voltaicos.
Tal dispositivo de separación es conocido del documento DE102014109405A1.
Por esta razón, la invención tiene el objetivo de proporcionar un dispositivo de separación para líneas de energía que garantice una separación segura de líneas conductoras de corriente incluso en aplicaciones de alto voltaje. Este objetivo se consigue según la invención mediante un dispositivo de separación de acuerdo con la reivindicación 1.
El dispositivo de separación puede estar configurado de tal modo que la primera y la segunda pieza de conexión ssean componentes conductores de corriente de una línea de energía de automóvil. Asimismo, la primera y la segunda pieza de conexión pueden ser también componentes conductores de corriente de líneas de energía de otros vehículos, de instalaciones de edificio, de máquinas o centros de control operados por electricidad. En particular en los puntos, en los que fluyen corrientes altas, es conveniente una protección concreta de los circuitos eléctricos. El dispositivo de separación presenta ventajosamente al respecto en el estado cerrado una capacidad de carga de corriente superior a 10 amperios, preferentemente superior a 20 amperios, en particular superior a 100 amperios.
Asimismo, en los puntos con tensiones comparativamente altas es conveniente una protección concreta de los circuitos eléctricos. A fin de garantizar también una separación segura, por ejemplo, de líneas en redes de a bordo de alta tensión, el dispositivo de separación está configurado ventajosamente de tal modo que entre las piezas de conexión hay en el estado abierto una diferencia de potencia de al menos 100 V, preferentemente de al menos 200 V, en particular superior a 200 V.
Para implementar un suministro de energía con la menor pérdida posible en un estado cerrado del dispositivo de separación, el elemento de unión, así como las piezas de conexión pueden estar hechos preferentemente de un material conductor de electricidad, por ejemplo, un material de cobre o un material de aluminio. En este caso, las piezas de conexión y el elemento de unión pueden estar hechos también de materiales diferentes. El material del elemento de unión o de las piezas de conexión se puede adaptar ventajosamente a los requerimientos respectivos. Un material de cobre se utiliza en el sector de la transmisión de corriente preferentemente en los lugares, en los que se dispone solo de un espacio constructivo limitado y están presentes a la vez altas temperaturas operativas y el material debe cumplir altos requisitos mecánicos. Un material de aluminio se utiliza en el sector de la transmisión de corriente en aquellos lugares, en los que sea necesario ahorrar peso o costos.
El elemento de unión puede estar configurado preferentemente como línea plana. Es evidente que según otro
ejemplo de realización se pueden utilizar asimismo líneas redondas, en vez de líneas planas. No obstante, puede estar prevista también una combinación de líneas redondas y planas. Las líneas pueden estar hechas de un material macizo.
Se ha comprobado que con la separación de líneas conductoras de corriente se puede conseguir una reducción extremadamente eficiente de la probabilidad de formación de arcos voltaicos, si una línea conductora de corriente se separa esencialmente al mismo tiempo no solo en uno, sino en dos puntos de separación. De esta manera, la tensión inducida se distribuye en ambos puntos de separación y, por consiguiente, la tensión a separar se distribuye en los dos puntos de separación.
Para garantizar una reducción lo más eficiente posible de la probabilidad de formación de arcos voltaicos se propone, por consiguiente, que el elemento de unión pueda estar dispuesto en el medio de separación de modo que una separación tenga lugar esencialmente al mismo tiempo en al menos dos puntos de contacto.
En este sentido se propone que el elemento de unión pueda estar unido al medio de separación al menos por arrastre de forma, por ejemplo, como unión machihembrada o unión en cola de milano. El elemento de unión puede estar unido preferentemente al medio de separación por arrastre de fuerza, por ejemplo, por enchavetado o atornillado. De manera particularmente preferida, el elemento de unión puede estar unido al medio de separación por arrastre de material, en particular por soldadura indirecta, pegado o soldadura directa.
Para garantizar una separación lo más simultánea posible de las piezas de conexión del elemento de unión se propone que el dispositivo de separación pueda estar configurado preferentemente de modo que el medio de separación se pueda mover por traslación y/o rotación entre un estado abierto y un estado cerrado del dispositivo de separación. La forma del medio de separación se puede adaptar aquí ventajosamente al tipo de separación. Así, por ejemplo, el medio de separación puede estar configurado esencialmente con una forma circular en caso de una separación de las piezas de conexión de un elemento de unión como resultado de una rotación del medio de separación, mientras que el medio de separación puede estar configurado esencialmente con una forma poligonal, en particular, cuadrada, en caso de una separación de las piezas de conexión de un elemento de unión como resultado de un movimiento de traslación. Esto facilita en particular la operación de separación del elemento de unión de las piezas de conexión en dependencia del tipo de movimiento del elemento de separación. Son posibles también formas romboidales, trapezoidales, elípticas u otras formas geométricas para el elemento de separación. Mediante un movimiento de traslación o rotación del elemento de separación, así como la disposición, en particular asegurada contra pérdida, del elemento de unión en el medio de separación se puede conseguir una separación esencialmente simultánea del elemento de unión de las dos piezas de conexión y, por tanto, una reducción de la probabilidad de formación de arcos voltaicos durante la separación de una línea conductora de corriente.
Para garantizar el inicio simple y a la vez seguro de una operación de separación se propone que el dispositivo de separación pueda estar configurado como dispositivo de separación pirotécnico. La separación se puede iniciar aquí preferentemente mediante la ignición de una cápsula de ignición en un canal de ignición. El canal de ignición puede estar dispuesto en una forma de realización con un medio de separación, por ejemplo, en una lengüeta de conexión que está unida a su vez firmemente al medio de separación y lo mantiene en una posición fija.
Como resultado del impulso causado por la ignición de la cápsula de ignición se puede separar la unión entre el canal de ignición y la lengüeta de conexión. Como resultado de la separación, el medio de separación no se puede mantener en su posición y gira a continuación junto con el elemento de unión alrededor del propio eje y separa el elemento de unión de la primera y la segunda pieza de conexión en un primer y un segundo punto de contacto. En una forma de realización de un dispositivo de separación con un elemento de separación, el canal de ignición puede estar dispuesto también en un pistón que como resultado del impulso causado por la ignición de la cápsula de ignición se acelera para alejarse del canal de ignición de tal modo que el medio de separación realiza un movimiento de traslación en ángulo, preferentemente en perpendicular al plano de unión de las piezas de conexión y del elemento de unión, que separa la unión existente entre el canal de ignición y la lengüeta de conexión.
De manera alternativa a la separación con ayuda de un medio de separación pirotécnico, la separación de las piezas de conexión del elemento de unión se puede realizar asimismo con un medio de separación por aire comprimido, un medio de separación controlado por motor, un medio de separación controlado hidráulicamente o un medio de separación controlado por imán.
De manera alternativa a una separación mediante un movimiento del medio de separación, una separación se puede realizar también mediante la aceleración de dos cuchillas de separación que se aceleran esencialmente al mismo tiempo en dirección de los puntos de contacto entre las piezas de conexión y el elemento de unión y separan las piezas de conexión del elemento de unión en estos puntos.
Para garantizar una mayor flexibilidad respecto al recorrido de desplazamiento del medio de separación del dispositivo de separación en cuestión se propone que el dispositivo de separación esté configurado de tal modo que
el medio de separación está dispuesto en un estado final del dispositivo de separación de tal modo que la tensión disruptiva entre la primera y la segunda pieza de conexión es igual o menor que entre la primera pieza de conexión y el primer punto de contacto del elemento de unión y/o entre la segunda pieza de conexión y el segundo punto de contacto del elemento de unión.
En el caso de un medio de separación redondo, preferentemente circular, esto se puede implementar, por ejemplo, al girarse el medio de separación del dispositivo de separación hacia afuera de la posición original en un ángulo de 45° o más durante la separación. Alternativamente, esto se puede implementar en el caso de un medio de separación angular al ser el tramo de un movimiento de traslación, ejecutado durante la separación, mayor o igual que la distancia entre las dos piezas de conexión en el estado abierto del dispositivo de separación.
Para impedir de la manera más eficiente posible la formación de un arco voltaico se propone que el medio de separación pueda presentar al menos un elemento aislante, dispuesto espacialmente entre la primera y la segunda pieza de conexión en un estado abierto del dispositivo de separación. El elemento aislante puede estar unido al medio de separación por arrastre de forma, preferentemente por arrastre de fuerza, en particular preferentemente por arrastre de material.
En una forma de realización del dispositivo de separación con un medio de separación redondo, preferentemente circular, el medio aislante puede estar configurado preferentemente con una forma semicircular y puede estar dispuesto directamente en el elemento de unión en un estado cerrado del dispositivo de separación. En esta forma de realización en particular, el medio de separación puede presentar al menos dos elementos aislantes dispuestos espacialmente entre una primera y una segunda pieza de conexión en un estado cerrado del dispositivo de separación. Esto garantiza una extinción lo más rápida posible de un arco voltaico en ambos puntos de separación después de separarse el elemento de unión de las piezas de conexión.
En una forma de realización del dispositivo de separación con un medio de separación angular puede estar dispuesto preferentemente solo un elemento aislante, configurado ventajosamente con una forma rectangular, directamente en el elemento de unión en un estado cerrado del dispositivo de separación.
Una manera particularmente simple de disponer un elemento aislante en o junto a un medio de separación se puede conseguir al estar hecho el medio de separación preferentemente por completo de un material aislante. En este caso, el medio de separación puede presentar solo una ranura o entalladura para alojar el elemento de unión y, en caso contrario, puede estar hecho completamente de un material aislante.
Para garantizar una extinción suficientemente rápida y segura de un arco voltaico después de la separación de una línea conductora de corriente se propone que el elemento aislante pueda estar hecho de un material aislante resistente a la descarga disruptiva con una conductibilidad eléctrica pequeña, preferentemente plástico, cerámica o resina. El elemento aislante puede estar hecho preferentemente de un material aislante con una rigidez dieléctrica al menos superior a 5 kV/mm, preferentemente superior a 20 kV/mm, en particular preferentemente superior a 50 kV/mm y/o puede presentar una conductibilidad eléctrica específica al menos inferior a 10-5 Scm-1, preferentemente inferior a 10-10 Scm-1, en particular preferentemente inferior a 10-15 Scm-1.
Según un ejemplo de realización se propone que el dispositivo de separación pueda presentar al menos un elemento de resistencia que inmediatamente después de la separación queda dispuesto entre las piezas de conexión, uniendo así eléctricamente las piezas de conexión. El elemento de resistencia puede estar unido al medio de separación por arrastre de forma, preferentemente por arrastre de fuerza, en particular por arrastre de material. Se ha comprobado que la probabilidad de formación de arcos voltaicos durante la separación de líneas conductoras de corriente se puede reducir claramente si las piezas de conexión se mantienen unidas de una manera conductora de electricidad mediante al menos un elemento de resistencia inmediatamente después de la separación y la corriente se reduce así primero para desconectarse finalmente por completo. El flujo de corriente entre las piezas de conexión se limita primero solo antes de que al menos un elemento aislante, dispuesto espacialmente entre la primera y la segunda pieza de conexión, impida esencialmente por completo el flujo de corriente para conseguir una separación completa. Tal disposición corresponde a una conmutación de dos etapas y reduce el riesgo de formación de un arco voltaico, por que de manera adicional a una tensión de inducción reducida se reduce el respectivo cambio de corriente en el tiempo (di/dt).
Para reducir de la manera más eficiente posible un flujo de corriente entre las piezas de conexión se propone que el elemento de resistencia pueda estar hecho de un material con una conductibilidad eléctrica específica baja al menos inferior a 102 Scm-1, preferentemente inferior al 0-1 S cm-1, en particular preferentemente inferior a 10-4 Scm-1. En una forma de realización del dispositivo de separación con un medio de separación redondo, preferentemente circular, el elemento de resistencia puede estar configurado preferentemente con una forma semicircular y puede estar dispuesto directamente en el elemento de unión en un estado cerrado del dispositivo de separación. En esta forma de realización en particular, el medio de separación puede presentar al menos dos elementos de resistencia dispuestos espacialmente entre una primera y una segunda pieza de conexión en un estado cerrado del dispositivo
de separación. Esto garantiza una reducción lo más rápida posible del flujo de corriente en los puntos de separación después de separarse el elemento de unión de las piezas de conexión.
En una forma de realización del dispositivo de separación con un medio de separación angular puede estar dispuesto preferentemente solo un elemento de resistencia que puede estar configurado ventajosamente con una forma rectangular y dispuesto directamente en el elemento de unión en un estado cerrado del dispositivo de separación.
Se propone que el dispositivo de separación pueda presentar al menos dos elementos de resistencia que pueden estar hechos preferentemente de materiales diferentes con una conductibilidad eléctrica específica diferente.
Con preferencia, los elementos de resistencia se pueden disponer inmediatamente después de una separación entre las piezas de conexión de tal modo que un cambio de corriente en el tiempo (di/dt) debido a la separación de una línea conductora de corriente es lo más pequeño posible.
En el caso de una forma de realización del dispositivo de separación con un medio de separación circular, esto se puede conseguir, por ejemplo, al estar dispuestos dos elementos de resistencia semicirculares, que se diferencian por su conductibilidad eléctrica específica, en el medio de separación de tal modo que después de separarse una unión eléctrica entre las piezas de conexión y el elemento de unión debido a un giro del medio de separación se crea una unión eléctrica entre las piezas de conexión mediante los dos elementos de resistencia, formando los dos elementos de resistencia un gradiente de resistencia a lo largo de la dirección de movimiento del medio de separación, de modo que con el aumento del ángulo de giro aumenta la resistencia eléctrica entre las piezas de conexión.
En el caso de una forma de realización del dispositivo de separación con un medio de separación rectangular, dos elementos de resistencia con una conductibilidad eléctrica específica diferente pueden estar dispuestos preferentemente de tal modo que después de una separación del dispositivo de separación, el elemento de resistencia con la conductibilidad eléctrica específica mayor queda dispuesto primero entre la primera y la segunda pieza de conexión, antes de que el elemento de resistencia con la conductibilidad eléctrica específica menor quede dispuesto después entre las piezas de conexión. De esta manera se implementa también un gradiente de resistencia en dirección de movimiento del medio de separación.
Según un ejemplo de realización se propone que más de dos elementos de resistencia, que se diferencian por su conductibilidad eléctrica específica, estén dispuestos en o junto al medio de separación, en particular en forma de un revestimiento con un material de resistencia que forma un gradiente de resistencia. Esto posibilita una separación de una línea conductora de corriente con una resistencia creciente en dirección de movimiento y reduce considerablemente el gradiente de resistencia y, por consiguiente, la probabilidad de formación de un arco voltaico durante la separación de una línea conductora de corriente.
Según otro ejemplo de realización se propone que el dispositivo de separación presente al menos dos medios de separación conectados eléctricamente en serie, estando unidos entre sí los medios de separación, separados espacialmente uno del otro, preferentemente con ayuda de medios de unión.
El principio de minimización de la probabilidad de formación de un arco voltaico durante la separación de una línea conductora de corriente se puede optimizar también, porque con el aumento del número de puntos de separación, la tensión inducida por el cambio de corriente se distribuye en varios puntos de separación, asumiéndose una apertura esencialmente simultánea de los puntos de separación.
Según otro ejemplo de realización se propone que en una disposición paralela, una primera y una segunda pieza de conexión se puedan unir eléctricamente entre sí en el estado cerrado del dispositivo de separación mediante dos elementos de unión en un primer y un segundo punto de contacto, así como en un tercer y un cuarto punto de contacto y se puedan separar una de la otra esencialmente al mismo tiempo debido a un movimiento de rotación o traslación del medio de separación.
De esta manera, el principio de minimización de la probabilidad de formación de un arco voltaico durante la separación de una línea conductora de corriente se puede optimizar aún más, porque mediante la disposición paralela de dos elementos de unión y una apertura esencialmente simultánea de dos puntos de separación dispuestos en paralelo respectivamente, no solo la tensión inducida, sino también el flujo de corriente se reducen a la mitad en cada uno de los puntos de separación en comparación con solo un punto de separación.
Se entiende que todos los ejemplos y formas de realización de una disposición en serie de un dispositivo de separación se pueden aplicar igualmente a una disposición paralela de un dispositivo de separación. Por consiguiente, la probabilidad de formación de un arco voltaico durante la separación de una línea conductora de corriente se puede reducir también en la forma de realización paralela mediante la integración adicional de elementos de resistencia en forma de un gradiente de resistencia.
Para garantizar un aislamiento eléctrico se propone que el dispositivo de separación pueda estar dispuesto en una carcasa. De esta manera se puede conseguir que no se produzca una descarga eléctrica al entorno durante una separación de una línea conductora de corriente, a pesar de la formación de un arco voltaico.
La carcasa puede estar hecha aquí preferentemente de un material resistente a la descarga disruptiva con una conductibilidad eléctrica específica pequeña, en particular de plástico, cerámica o resina.
Otro objetivo es un procedimiento para la separación de acuerdo con la reivindicación 13.
El procedimiento para la separación de una línea de energía se puede diseñar aquí preferentemente de tal modo que una separación de los medios de separación tiene lugar esencialmente al mismo tiempo en al menos dos puntos de contacto.
Para proteger a los ocupantes de un automóvil de una manera fiable y a la vez fácil contra un cortocircuito de una línea conductora de corriente en caso de un accidente, el procedimiento para la separación de una línea de energía, en particular la señal de separación, puede estar acoplado preferentemente a la activación de una señal de control de airbag.
De manera alternativa o adicional al acoplamiento del procedimiento en cuestión a una señal de control de airbag, el procedimiento puede estar acoplado también al comportamiento de otros componentes del vehículo, por ejemplo, el comportamiento del tensor del cinturón, del limitador de fuerza del cinturón o de la barra de vuelco.
En particular, el presente procedimiento puede estar acoplado también a señales de sensores de choque o impacto. Según un ejemplo de realización se propone que la señal de separación sea recibida por un sensor, preferentemente un sensor Reed, un sensor Hall o un sensor de inducción.
Para poder transmitir la señal de separación sin interferencias y con seguridad, la señal de separación se puede transmitir con preferencia galvánicamente de manera separada del circuito de corriente. Esto se puede conseguir en particular al estar dispuesto el sensor de una manera aislada eléctricamente, por ejemplo, en una carcasa del dispositivo de separación.
Según otro ejemplo de realización se propone un procedimiento para la separación de una línea de energía, en el que además de la separación de una unión eléctrica se crea, en particular esencialmente al mismo tiempo que la separación de una unión eléctrica, una unión eléctrica que posibilita la descarga de energía eléctrica almacenada, en particular la descarga de una tensión de un circuito intermedio desde un condensador de circuito intermedio.
Se ha comprobado que en particular durante la separación de líneas conductoras de corriente de las redes de a bordo de alta tensión de vehículos eléctricos o híbridos, que presentan circuitos de corriente intermedios con condensadores de circuito intermedio, se ha de asegurar la descarga también de tales circuitos de corriente durante una separación de las líneas conductoras de corriente para evitar poner en peligro a las personas debido a la alta tensión.
El objeto se explica detalladamente a continuación por medio de un dibujo que muestra ejemplos de realización. En el dibujo muestran:
Fig. 1a un dispositivo de separación para una línea de energía según un primer ejemplo de realización en un estado cerrado;
Fig. 1b el dispositivo de separación según la figura 1a en un estado abierto;
Fig. 1c un dispositivo de separación para una línea de energía según un primer ejemplo de realización con un medio de separación de dos partes en un estado cerrado;
Fig. 1d el dispositivo de separación según la figura 1c en un estado abierto;
Fig. 2a un dispositivo de separación para una línea de energía según un segundo ejemplo de realización en un estado cerrado;
Fig. 2b el dispositivo de separación según la figura 2a en un estado abierto;
Fig. 3a un dispositivo de separación para una línea de energía en una realización de dos etapas según un primer ejemplo de realización en un estado cerrado;
Fig. 3b el dispositivo de separación según la figura 3a en un estado existente inmediatamente después de la separación;
Fig. 3c el dispositivo de separación según las figuras 3a, b en un estado abierto;
Fig. 4a un dispositivo de separación para una línea de energía en una realización de dos etapas según un segundo ejemplo de realización en un estado cerrado;
Fig. 4b el dispositivo de separación según la figura 4a en un estado existente inmediatamente después de la separación;
Fig. 4c el dispositivo de separación según las figuras 4a, b en un estado abierto;
Fig. 5a un dispositivo de separación para una línea de energía en una disposición paralela según un primer ejemplo de realización en un estado cerrado;
Fig. 5b el dispositivo de separación según la figura 5a en un estado abierto;
Fig. 6a un dispositivo de separación para una línea de energía en una disposición paralela según un segundo ejemplo de realización en un estado cerrado;
Fig. 6b el dispositivo de separación según la figura 6a en un estado abierto;
Fig. 7a un dispositivo de separación para una línea de energía en una disposición paralela y una realización de dos etapas según un primer ejemplo de realización en un estado cerrado;
Fig. 7b el dispositivo de separación según la figura 7a en un estado existente inmediatamente después de la separación;
Fig. 7c el dispositivo de separación según las figuras 7a, b en un estado abierto;
Fig. 8a un dispositivo de separación para una línea de energía en una disposición paralela y una configuración de dos etapas según un segundo ejemplo de realización en un estado cerrado;
Fig. 8b el dispositivo de separación según la figura 8a en un estado existente inmediatamente después de la separación;
Fig. 8c el dispositivo de separación según las figuras 8a, b en un estado abierto;
Fig. 9a un dispositivo de separación para una línea de energía para la separación y la creación simultáneas de una unión eléctrica según un primer ejemplo de realización en un estado inicial;
Fig. 9b el dispositivo de separación según la figura 9a en un estado final.
En la medida de lo posible se utilizaron en los dibujos los mismos números de referencia para los elementos iguales. La figura 1a muestra un dispositivo de separación para una línea de energía 1 en un estado cerrado. En este estado, una primera pieza de conexión 2 y una segunda pieza de conexión 4 están unidas eléctricamente entre sí en un primer y un segundo punto de contacto 10a, 10b mediante un elemento de unión 8. El elemento de unión 8 está dispuesto en o junto a un medio de separación 6. En el medio de separación 6 está fijada una lengüeta de conexión 12' dispuesta en un canal de ignición 12 que presenta una cápsula de ignición 14.
El elemento de unión 8, así como las piezas de conexión 2, 4 pueden estar hechos preferentemente de un material conductor de electricidad, tal como un material de cobre o un material de aluminio. En este caso, las piezas de conexión 2, 4 y el elemento de unión 8 pueden estar hechos también de materiales diferentes.
El elemento de unión 8 puede estar configurado preferentemente como línea plana. Es evidente que según otra variante se pueden utilizar asimismo líneas redondas, en vez de líneas planas. No obstante, puede estar prevista también una combinación de líneas redondas y planas. El elemento de unión 8 puede estar dispuesto preferentemente en el medio de separación 6. El elemento de unión 8 es preferentemente un circuito impreso metálico, dispuesto preferentemente en una ranura o entalladura en el medio de separación 6.
Según la representación de la figura 1a, el medio de separación 6 es un componente circular que puede estar montado de manera preferentemente giratoria. El medio de separación 6 puede estar hecho preferentemente de un aislante eléctrico, preferentemente plástico o cerámica. El medio de separación 6 puede presentar en particular entalladuras en forma de ranura o semicírculo, en las que se puede insertar el elemento de unión 8. Así, por ejemplo, en un estado cerrado del dispositivo de separación 1 se puede crear una unión eléctrica entre una primera y una segunda pieza de conexión 2, 4 mediante el elemento de unión 8.
Los puntos de contacto 10a, 10b pueden estar configurados ventajosamente en forma de puntos de rotura controlada que presentan estrechamientos de material. Con este fin, en el estado cerrado del dispositivo de separación 1, las secciones transversales de material pueden ser menor en las zonas de contacto correspondientes 10a, 10b entre las piezas de conexión 2, 4 y el elemento de unión que en las piezas de conexión 2, 4 y/o el elemento de unión 8. Las zonas de contacto 10a, 10b pueden estar hechas preferentemente también de un material que presenta, por una parte, una resistencia de material pequeña y tiene, por la otra parte, una capacidad de carga de corriente alta.
La lengüeta de conexión 12', situada en el canal de ignición 12, puede presentar asimismo un punto de rotura controlada que puede estar dispuesto preferentemente en el punto de contacto entre la lengüeta de conexión 12' y el canal de ignición 12.
La figura 1b muestra el dispositivo de separación para una línea de energía 1 de la figura 1a en un estado abierto. En este caso, las dos piezas de conexión 2, 4 ya no están unidas entre sí mediante el elemento de unión 8, sino que están separadas eléctricamente una de la otra como resultado de un giro del medio de separación 6. En la figura 1b se puede observar que la lengüeta de conexión 12' se separó del canal de ignición 12 mediante la activación de la cápsula de ignición 14 y, por tanto, el medio de separación 6 no se puede mantener en su posición original. Mediante el giro representado del medio de separación 6 en un ángulo aproximado de 20 a 25° en contra del sentido de las agujas del reloj, el elemento de unión 8 se separó de la primera y la segunda pieza de conexión 2, 4 en el primer y el segundo punto de contacto 10a, 10b. Es evidente que según otra variante se puede realizar también un giro en el sentido de las agujas del reloj, en vez de un giro en contra del sentido de las agujas del reloj.
Mediante la forma de realización representada en las figuras 1a, b es posible separar esencialmente al mismo tiempo el tramo de corriente en dos puntos de contacto diferentes 10a, 10b situados a distancia uno del otro, distribuyéndose así la tensión inducida en ambos puntos de separación. Como resultado de lo anterior se reduce claramente la probabilidad de formación de arcos voltaicos.
La figura 1c muestra un dispositivo de separación para una línea de energía 1 con un medio de separación 6 de dos partes en un estado cerrado. En este estado, una primera pieza de conexión 2 y una segunda pieza de conexión 4 están unidas eléctricamente entre sí mediante un elemento de unión 8, así como otras dos piezas de unión 10c, 10c'. Las piezas de unión 10c, 10c' están dispuestas respectivamente en la primera sección de medio de separación 6a del medio de separación 6 y unidas eléctricamente en cada caso a la primera o la segunda pieza de conexión 2, 4 en un primer punto de contacto 10a o 10b. Asimismo, las piezas de unión 10c, 10c' están unidas eléctricamente en cada caso en un segundo punto de contacto 10a' o 10b' al elemento de unión 8 respectivamente que está dispuesto en la segunda sección de medio de separación 6b del medio de separación 6. En correspondencia con la disposición del dispositivo de separación según las figuras 1a, b está prevista también en la realización con un medio de separación de dos partes una lengüeta de conexión 12' fijada, por una parte, en un canal de ignición 12 que presenta una cápsula de ignición 14 y, por la otra parte, en la sección de medio de separación 6a del medio de separación 6.
La figura 1d muestra el dispositivo de separación para una línea de energía 1 de la figura 1c en un estado abierto. En este caso, las dos piezas de conexión 2, 4 ya no están unidas entre sí mediante el elemento de unión 8, así como las dos piezas de unión 10c, 10c', sino que están separadas eléctricamente una de la otra como resultado de un giro de la primera sección de medio de separación 6a. En la figura 1d se puede observar que la lengüeta de conexión 12' se separó también, en la realización con un medio de separación de dos partes, del canal de ignición 12 mediante la activación de la cápsula de ignición 14. A diferencia del dispositivo de separación con un medio de separación de una sola parte según las figuras 1a, b, aquí varía exclusivamente la posición de la primera sección de medio de separación 6a y no de todo el medio de separación 6. Como resultado de la activación de la cápsula de ignición se produce el giro representado de la primera sección de medio de separación 6a en un ángulo aproximado de 20 a 25°, mediante lo que las piezas de unión 10c, 10c' se separan entre la primera pieza de conexión 2 y el elemento de unión 8 en los puntos de contacto 10a y 10a' o la segunda pieza de conexión y el elemento de unión 8 en los puntos de contacto 10b y 10b'.
Mediante la forma de realización representada en las figuras 1c, d es posible separar esencialmente al mismo tiempo el tramo de corriente no solo en dos, sino en cuatro puntos de contacto diferentes 10a, 10a', 10b, 10b' dispuestos a distancia uno del otro, distribuyéndose así la tensión inducida no solo en dos, sino en cuatro puntos de separación. Por consiguiente, se reduce también la probabilidad de formación de arcos voltaicos respecto al dispositivo con un medio de separación de una sola parte según las figuras 1a, b. La figura 2a muestra un dispositivo de separación para una línea de energía 1 según una segunda forma de realización en un estado cerrado. En este caso también, una primera pieza de conexión 2 y una segunda pieza de conexión 4 están unidas eléctricamente entre sí en un primer y un segundo punto de contacto 10a, 10b mediante un elemento de unión 8. A diferencia de la forma de realización según las figuras 1a, b, el medio de separación 6, en el que está dispuesto el elemento de unión 8, tiene una forma rectangular. Según el ejemplo de realización de las figuras 2a, b, una cápsula de ignición 14 está dispuesta también en un canal de ignición 12, pero una lengüeta de conexión no está fijada en el canal de ignición 12, como se propone en las figuras 1a, b, sino que un perno 16' se ha dispuesto en el canal de ignición 12.
El medio de separación 6, así como el perno 16' se pueden mantener en su posición mediante una delimitación lateral 16, como en la representación de la figura 2, para prevenir un movimiento del perno 16' y del medio de separación 6 esencialmente en perpendicular a la dirección de movimiento principal.
La dirección de movimiento principal del perno 16' se puede observar en la figura 2b que muestra el dispositivo de separación para una línea de energía 1 de la figura 2a en un estado abierto. En este caso, las dos piezas de conexión 2, 4 no están unidas ahora entre sí mediante el elemento de unión 8, sino que están separadas una de la otra debido a un movimiento del medio de separación 6 en ángulo, preferentemente en perpendicular al eje de unión de las piezas de conexión y del elemento de unión 8. En la figura 2b se puede observar que el perno 16' se acelera para alejarse del canal de ignición 12 debido a la activación de la cápsula de ignición 14 y desplaza el medio de separación 6 hacia afuera de su posición original. Mediante el movimiento de traslación representado del medio de separación 6, el elemento de unión 8 se separó de la primera y la segunda pieza de conexión 2, 4 en el primer y el segundo punto de contacto 10a, 10b. En este caso, la separación del tramo de corriente se realiza esencialmente al mismo tiempo.
Las figuras 3a-c muestran otro ejemplo de realización de un dispositivo de separación para una línea de energía 1 con un mecanismo de conmutación de dos etapas.
En la figura 3a está representada la estructura, mostrada en la figura 1a, con un elemento de separación giratorio 6, en la que una primera y una segunda pieza de conexión 2, 4 están conectadas eléctricamente entre sí mediante un elemento de unión 8. Sin embargo, una diferencia radica en que el medio de separación 6 según la realización de la figura 3a presenta al menos dos elementos de resistencia 18a, b, dispuestos de forma semicircular en el medio de separación 6.
Los elementos de resistencia pueden estar hechos preferentemente de un material con una conductibilidad eléctrica específica inferior a 102 S cm-1, preferentemente inferior a 10-1 S cm-1, en particular preferentemente inferior a 10-4 Scm-1. Los elementos de resistencia pueden estar unidos al medio de separación 6, en particular por soldadura indirecta, pegado o soldadura directa. Asimismo, los elementos de resistencia pueden estar unidos también al medio de separación 6 por arrastre de forma, en particular como unión machihembrada o unión en cola de milano. En el medio de separación 6 pueden estar dispuestos también más de dos elementos de resistencia que pueden estar hechos preferentemente de distintos materiales con una conductibilidad eléctrica específica diferente en cada caso.
La figura 3b muestra una forma intermedia entre un estado cerrado del dispositivo de separación 1 según la figura 3a y un estado abierto según la figura 3c inmediatamente después de separarse las piezas de conexión 2, 4 del elemento de unión 8. En este caso, las dos piezas de conexión 2, 4 ya no están unidas entre sí mediante el elemento de unión 8, sino que se unen eléctricamente entre sí al menos parcialmente mediante los elementos de resistencia 18a, b como resultado de un giro del medio de separación 6. El giro del medio de separación 6 se produce, como se puede observar en la figura 3b, mediante la activación de una cápsula de ignición 14 y la separación resultante de la lengüeta de conexión 12' del canal de ignición 12. Mediante el giro representado del medio de separación 6 en un ángulo aproximado de 10 a 15° en contra del sentido de las agujas del reloj, el elemento de unión 8 se separó de la primera y la segunda pieza de conexión 2, 4 en el primer y el segundo punto de contacto 10a, 10b, estando formada aquí aún una unión eléctrica entre la primera y la segunda pieza de conexión al menos parcialmente mediante los elementos de resistencia 18a, b.
Como ya se mencionó, en el medio de separación 6 pueden estar dispuestos también más de dos elementos de resistencia 18a, b que pueden estar hechos preferentemente de distintos materiales con una conductibilidad eléctrica específica diferente en cada caso. Se ha comprobado que la formación de un arco voltaico durante la separación de una línea conductora de corriente se puede eliminar de la manera más eficiente posible al estar dispuestos en el medio de separación 6 elementos de resistencia que forman un gradiente de resistencia en dirección de movimiento. Mediante este tipo de disposición se puede implementar, en vez de una separación brusca de una línea de energía, una separación más suave de una línea de energía, en la que está presente un gradiente de corriente menor, lo que contrarresta la formación de arcos voltaicos.
Las dos zonas semicirculares de las figuras 3a-c pueden estar formadas respectivamente, por ejemplo, a partir de tres elementos de resistencia distintos, dispuestos de tal modo que los dos elementos de resistencia con la conductibilidad eléctrica específica máxima de los seis elementos de resistencia en total quedan dispuestos en primer lugar al menos parcialmente entre las dos piezas de conexión como resultado del giro del medio de separación 6 inmediatamente después de una separación del dispositivo de separación 1. En caso de otro giro o la continuación de un giro, por ejemplo, los dos elementos de resistencia con la próxima conductibilidad eléctrica específica más alta pueden estar dispuestos al menos parcialmente entre las dos piezas de conexión. Por último, en caso de un último giro o la continuación de un giro, por ejemplo, los dos elementos de resistencia con la conductibilidad eléctrica específica más baja pueden estar dispuestos al menos parcialmente entre las dos piezas de conexión.
La figura 3c muestra el dispositivo de separación para una línea de energía 1 según las figuras 3a, b después de
otro giro o la continuación de un giro en un ángulo aproximado de 10 a 15° en un estado abierto, en el que las dos piezas de conexión 2, 4 no están unidas eléctricamente entre sí mediante el elemento de unión 8 o ni al menos parcialmente mediante los elementos de resistencia 18a, b.
La forma de realización representada en las figuras 3a-c hace posible sobre la base de la generación de un gradiente de corriente menor mediante la utilización de elementos de resistencia reducir aún más la probabilidad de formación de arcos voltaicos en comparación con la forma de realización según las figuras 1a, b.
Las figuras 4a-c muestran un segundo ejemplo de realización de un dispositivo de separación para una línea de energía 1 con un mecanismo de conmutación al menos de dos etapas. En la figura 4a está representada la estructura, mostrada en la figura 2a, con un medio de separación rectangular 6, en la que una primera y una segunda pieza de conexión 2, 4 están unidas eléctricamente mediante un elemento de unión 8. Sin embargo, una diferencia radica en que el medio de separación 6 según la realización de la figura 4a presenta un elemento de resistencia 18 dispuesto en o junto al medio de separación 6.
La figura 4b muestra un estado entre un estado cerrado del dispositivo de separación 1 según la figura 4a y un estado abierto según la figura 4c inmediatamente después de separarse las piezas de conexión 2, 4 del elemento de unión 8. En este caso, las dos piezas de conexión 2, 4 ya no están unidas eléctricamente entre sí mediante el elemento de unión 8, sino que están unidas eléctricamente entre sí mediante el elemento de resistencia 18 como resultado de un movimiento de traslación del medio de separación 6. El movimiento de traslación del medio de separación 6 en perpendicular al eje de unión de las piezas de conexión y del elemento de unión se realiza, como se puede observar en la figura 4b, mediante la activación de una cápsula de ignición 14 y la aceleración resultante del perno 16' para alejarse del canal ignición 12.
Es evidente que en la forma de realización según las figuras 4a-c puede estar dispuesto también más de un solo elemento de resistencia en el medio de separación 6, que puede estar hecho de distintos materiales con una conductibilidad eléctrica específica diferente en cada caso. Por tanto, en esta forma de realización es posible también una disposición que reduce aún más la probabilidad de formación de arcos voltaicos mediante una reducción del gradiente de corriente.
La figura 4c muestra el dispositivo de separación para una línea de energía 1 según las figuras 4a, b en un estado abierto. En este caso, las dos piezas de conexión 2, 4 ya no están unidas eléctricamente entre sí mediante el elemento de unión 8 ni mediante el elemento de resistencia 18.
Las figuras 5a, b muestran un dispositivo de separación para una línea de energía 1 en una disposición paralela según un primer ejemplo de realización.
La figura 5a muestra una estructura con un medio de separación 6 giratorio y circular en un estado cerrado. Según esta forma de realización, una primera y una segunda pieza de conexión 2, 4 están unidas eléctricamente entre sí mediante dos elementos de unión 8a, b en un primer y un segundo punto de contacto 10a, 10a', así como un tercer y un cuarto punto de contacto 10b, 10b'. Los elementos de unión 8a, b están dispuestos en el medio de separación 6. De manera similar a la forma de realización según las figuras 1a, b, en el medio de separación 6 está fijada una lengüeta de conexión 12' dispuesta en un canal de ignición 12 que presenta una cápsula de ignición 14.
Los elementos de unión 8a, b pueden estar configurados preferentemente como conductores planos. Es evidente, sin embargo, que los elementos de unión 8a, b pueden estar configurados también como conductores redondos. Con preferencia, los elementos de unión 8a, b pueden estar orientados en paralelo entre sí y pueden presentar esencialmente la misma longitud y la misma sección transversal. Además, los dos elementos de unión 8a, b pueden estar hechos ventajosamente del mismo material.
La figura 5b muestra un dispositivo de separación para una línea de energía 1 según la figura 5a en un estado abierto. En este caso, las dos piezas de conexión 2, 4 ya no están unidas eléctricamente entre sí mediante los elementos de unión 8a, b, sino que están separados una de la otra como resultado de un giro del medio de separación 6. En correspondencia con las formas de realización de las figuras 1a, b, la lengüeta de conexión 12' se separó también aquí del canal de ignición 12 mediante la activación de la cápsula de ignición 14, de modo que el medio de separación 6 ya no se puede mantener en su posición original. Mediante el giro representado del medio de separación 6 en un ángulo aproximado de 20 a 25° en contra del sentido de las agujas del reloj, los elementos de unión 8a, b se separan esencialmente al mismo tiempo de la primera y la segunda pieza de conexión 2, 4 en el primer y el segundo punto de contacto 10a, 10a', así como en el tercer y el cuarto punto de contacto 10b, 10b'. Con la forma de realización representada en la figura 5a, b es posible no solo separar esencialmente al mismo tiempo el tramo de corriente en dos puntos de contacto diferentes 10a, 10b dispuestos a distancia uno del otro, sino que mediante la disposición paralela de los elementos de unión 8a, b es posible de manera adicional una separación esencialmente simultánea en otros dos puntos de separación dispuestos en paralelo a los dos primeros puntos de separación en cada caso. Por tanto, no solo la tensión inducida se puede distribuir en dos puntos de separación, sino también la corriente, que fluye por los puntos de separación, se puede reducir a la mitad. Por consiguiente, la
corriente a conmutar tiene solo la mitad del valor que en la disposición en serie de las figuras 1a, b o 2a, b, lo que reduce también la probabilidad de formación de arcos voltaicos durante la separación de una línea conductora de corriente. La disposición paralela con medio de separación circular según las figuras 5a, b se puede configurar también en correspondencia con la realización con medio de separación de dos partes según las figuras 1c, d, lo que permite reducir también la probabilidad de formación de arcos voltaicos durante la separación de una línea conductora de corriente. La figura 6a muestra una estructura de un dispositivo de separación para una línea de energía 1 en una disposición paralela y un medio de separación rectangular 6 en un estado cerrado. Según esta forma de realización, una primera y una segunda pieza de conexión 2, 4 están unidas eléctricamente entre sí mediante dos elementos de unión 8a, b en un primer y un segundo punto de contacto 10a, 10a', así como en un tercer y un cuarto punto de contacto 10b, 10b'. Los elementos de unión 8a, b están dispuestos en el medio de separación 6.
La figura 6b muestra la disposición de la figura 6a en un estado abierto. En este caso, las dos piezas de conexión 2, 4 ya no están unidas eléctricamente entre sí mediante los elementos de unión 8a, b, sino que están separadas una de la otra como resultado de un movimiento de traslación del medio de separación 6 esencialmente en perpendicular al eje de unión de las piezas de conexión y del elemento de unión. En este caso también, el movimiento de traslación del medio de separación 6 se realiza mediante una aceleración del perno 16' debido a una activación de la cápsula de ignición 14. Mediante el movimiento de traslación representado del medio de separación 6, el elemento de unión se separa esencialmente al mismo tiempo de la primera y la segunda pieza de conexión 2, 4 en el primer y el segundo punto de contacto 10a, 10b, así como en un tercer y un cuarto punto de contacto 10b, 10b'
En las figuras 7a-c está representado un dispositivo de separación para una línea de energía 1 en una disposición paralela y una configuración de dos etapas según un primer ejemplo de realización.
La figura 7a muestra un estado cerrado, en el que una primera y una segunda pieza de conexión 2, 4 están unidas eléctricamente entre sí mediante dos elementos de unión 8a, b en un primer y un segundo punto de contacto 10a, 10a', así como en un tercer y un cuarto punto de contacto 10b, 10b'. Los elementos de unión están dispuestos en un medio de separación giratorio y circular 6. Asimismo, el dispositivo de separación 1 presenta los elementos de resistencia 18a, b dispuestos de forma semicircular en el medio de separación 6. Además de los elementos de resistencia dispuestos de forma semicircular en el medio de separación, el dispositivo de separación presenta también en esta forma de realización un tercer elemento de resistencia 18c dispuesto entre los dos elementos de unión 8a, b.
La figura 7b muestra un estado entre un estado cerrado del dispositivo de separación 1 según la figura 7a y un estado abierto según la figura 7c inmediatamente después de separarse las piezas de conexión 2, 4 de los elementos de unión 8a, b. En este caso, las dos piezas de conexión 2, 4 ya no están conectadas eléctricamente entre sí mediante los elementos de unión 8a, b, sino que se unen eléctricamente entre sí al menos parcialmente mediante los elementos de resistencia 18a, b, c como resultado de un giro del medio de separación 6. El giro del medio de separación 6 se realiza, como se puede observar en la figura 7b, mediante la activación de una cápsula de ignición 14 y la separación resultante de la lengüeta de conexión 12' del canal de ignición 12. Mediante el giro representado del medio de separación 6 en un ángulo aproximado de 10 a 15° en contra del sentido de las agujas del reloj, los elementos de unión 8a, b se separaron de la primera y la segunda pieza de conexión 2, 4 en el primer y el segundo punto de contacto 10a, 10b, así como en un tercer y un cuarto punto de contacto 10b, 10b', estando formada aquí una unión eléctrica entre la primera y la segunda pieza de conexión al menos parcialmente mediante los elementos de resistencia 18a, b, c.
La figura 7c muestra el dispositivo de separación para una línea de energía 1 según la figura 7b después de otro giro o la continuación de un giro en un ángulo aproximado de 10 a 15° en un estado abierto. En este caso, las dos piezas de conexión 2, 4 no están unidas eléctricamente entre sí mediante los elementos de unión 8a, b ni al menos parcialmente mediante los elementos de resistencia 18a, b, c.
Con ayuda de la combinación, representada en las figuras 7a-c, de una separación en serie, una separación paralela, así como una reducción del gradiente de corriente se puede reducir aún más la probabilidad de formación de arcos voltaicos en comparación con las formas de realización anteriores. La combinación también de una separación en serie y una separación paralela según las figuras 7a-c se puede perfeccionar en correspondencia con la configuración con medio de separación de dos partes según las figuras 1c, d, lo que permite reducir aún más la probabilidad de formación de arcos voltaicos durante la separación de una línea conductora de corriente. En las figuras 8a-c está representado un dispositivo de separación para una línea de energía 1 en una disposición paralela y una separación multietapa según un segundo ejemplo de realización.
La figura 8a muestra un estado cerrado, en el que una primera y una segunda pieza de conexión 2, 4 están unidas eléctricamente entre sí mediante dos elementos de unión 8a, b en un primer y un segundo punto de contacto 10a, 10a', así como en un tercer y un cuarto punto de contacto 10b, 10b'. Los elementos de unión están dispuestos en un medio de separación 6 preferentemente rectangular. Además, el dispositivo de separación 1 presenta al menos dos elementos de resistencia 18a, b dispuestos a lado de los elementos de unión 8a, b en el medio de separación 6.
La figura 8b muestra un estado entre un estado entre un estado cerrado del dispositivo de separación 1 según la figura 8a y un estado abierto según la figura 8c inmediatamente después de separarse las piezas de conexión 2, 4 de los elementos de unión 8a, b. En este caso, las dos piezas de conexión 2, 4 ya no están unidas eléctricamente entre sí mediante el elemento de unión 8a, b, sino que están unidas eléctricamente entre sí al menos parcialmente mediante los elementos de resistencia 18a, b como resultado de un movimiento de traslación del medio de separación 6. El movimiento de traslación del medio de separación 6 se realiza, como se puede observar en la figura 8b, mediante la activación de una cápsula de ignición 14 y la aceleración resultante de un perno 16' para alejarse del canal de ignición 12. Mediante el movimiento de traslación representado del medio de separación 6, los elementos de unión 8a, b se separan de la primera y la segunda pieza de conexión 2, 4 en el primer y el segundo punto de contacto 10a, 10b, así como en un tercer y un cuarto punto de contacto 10b, 10b', estando formada una unión eléctrica entre la primera y la segunda pieza de conexión al menos parcialmente mediante los elementos de resistencia 18a, b.
La figura 8c muestra el dispositivo de separación para una línea de energía 1 según las figuras 8a y b en un estado abierto. En este caso, el movimiento de traslación del medio de separación 6 ha avanzado más, de modo que las dos piezas de conexión 2, 4 no están unidas eléctricamente entre sí mediante los elementos de unión 8a, b ni mediante los elementos de resistencia 18a, b.
En las figuras 9a, b está representado también un dispositivo de separación para una línea energía 1 para la separación y la creación simultáneas de una unión eléctrica según otro ejemplo de realización.
La figura 9a muestra el dispositivo de separación 1 en un estado inicial, en el que un primer circuito de corriente está cerrado y un segundo circuito de corriente está abierto. El primer circuito de corriente está representado a modo de ejemplo en forma de una disposición paralela con un medio de separación 6. Según esta forma de realización, en el primer circuito de corriente están unidas eléctricamente entre sí una primera y una segunda pieza de conexión 2, 4 mediante dos elementos de unión 8a, b en un primer y un segundo punto de contacto 10a, 10a', así como en un tercer y un cuarto punto de contacto 10b, 10b'. En el medio de separación 6 está dispuesto también, además de los elementos de unión 8a, b, un tercer elemento de unión 8c que no está unido eléctricamente a ninguno de los dos circuitos de corriente. En cambio, el primer y el segundo circuito de corriente están unidos eléctricamente mediante un condensador 20. El dispositivo de separación 1 presenta también un perno 16' dispuesto entre un medio de separación 6 y un canal de ignición 12 que presenta una cápsula de ignición 14.
Por último, la figura 9b muestra el dispositivo de separación 1 según la figura 9a en un estado final. En este caso, un primer circuito de corriente se encuentra ahora en un estado abierto y un segundo circuito de corriente, en un estado cerrado. Por consiguiente, las dos piezas de conexión 2, 4 en el primer circuito de corriente ya no están unidas eléctricamente entre sí mediante los elementos de unión 8a, b, sino que están separadas una de la otra como resultado de un movimiento de traslación del medio de separación 6 esencialmente en perpendicular al eje de unión de las piezas de conexión y de los elementos de unión 8a, b. En este caso también, el movimiento de traslación del medio de separación 6 se realiza mediante una aceleración del perno 16' debido a una activación de la cápsula de ignición 14. Mediante el movimiento de traslación representado del medio de separación 6, los elementos de unión 8a, b se separan esencialmente al mismo tiempo de la primera y la segunda pieza de conexión 2, 4 en el primer y el segundo punto de contacto 10a, 10b, así como en un tercer y un cuarto punto de contacto 10b, 10b'.
De manera adicional a la separación de los elementos de unión de la primera y la segunda pieza de conexión en el primer circuito de corriente, el tercer elemento de unión 8c se desplaza debido al movimiento de tal modo que crea esencialmente al mismo tiempo una unión eléctrica entre la segunda pieza de conexión y el segundo circuito de corriente. Por tanto, según el estado final mostrado en la figura 9b, el primer circuito de corriente se encuentra en un estado abierto y el segundo circuito de corriente, en un estado cerrado.
Mediante la forma de realización mostrada en las figuras 9a y b puede ser posible también, además de la separación de una línea conductora de corriente, descargar de una manera segura, por ejemplo, la energía eléctrica almacenada en un circuito de corriente intermedio para evitar poner en peligro a las personas a causa de la alta tensión. Los circuitos de corriente intermedios, que funcionan con alta tensión, se utilizan a menudo en aplicaciones de alto voltaje, tales como los vehículos eléctricos o híbridos.
Es evidente que un dispositivo de separación para una línea de energía 1 puede estar configurado para la separación y la creación simultáneas de una unión eléctrica asimismo mediante una combinación de un segundo circuito de corriente con cualquier otra forma de realización de los dispositivos de separación mostrados aquí, suponiéndose que en un estado inicial, uno de los dos circuitos de corriente está cerrado, mientras que el otro circuito de corriente está abierto y en un estado final siguiente, el circuito de corriente abierto primero se encuentra cerrado, mientras que el circuito de corriente cerrado primero se encuentra ahora en un estado abierto.
Claims (14)
1. Dispositivo de separación para una línea de energía (1), que comprende
- al menos un medio de separación (16) dispuesto 1espacialmente en un estado cerrado del dispositivo de separación entre una primera y una segunda pieza de conexión (2, 4) y que se puede mover entre una posición cerrada y una posición abierta,
- presentando el medio de separación (6) al menos un elemento de unión (8) que crea una unión eléctrica entre las piezas de conexión (2, 4) en el estado cerrado del dispositivo de separación,
- estando unido eléctricamente el elemento de unión (8) a la primera pieza de conexión (2) mediante un primer punto de contacto (10a) y a la segunda pieza de conexión (6) mediante un segundo punto de contacto (10b) en el estado cerrado del dispositivo separación,
- estando dispuesto el medio de separación (6) de tal modo que una tensión disruptiva entre la primera y la segunda pieza de conexión (2, 4) en un estado abierto del dispositivo de separación es mayor que entre la primera pieza de conexión (2) y el primer punto de contacto (10a) del elemento de unión (8) y/o entre la segunda pieza de conexión (4) y el segundo punto de contacto (10b) del elemento de unión (8),
caracterizado por que
- el medio de separación (6) está revestido con al menos dos elementos de resistencia (18a, b) que se diferencian por su conductibilidad específica y forman un gradiente de resistencia, estando dispuestos los elementos de resistencia (18a, b), inmediatamente después de la separación, entre las piezas de conexión (2, 4), conectando así eléctricamente las piezas de conexión (2, 4).
2. Dispositivo de separación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el elemento de unión (8) está dispuesto en el medio de separación (6) de tal modo que una separación en al menos dos puntos de contacto (10a, b) tiene lugar esencialmente al mismo tiempo.
3. Dispositivo de separación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el medio de separación (6) se puede mover por traslación y/o rotación entre un estado abierto y un estado cerrado del dispositivo de separación.
4. Dispositivo de separación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el medio de separación presenta una lengüeta de recepción que mantiene el medio de separación en su posición en el estado cerrado del dispositivo de separación.
5. Dispositivo de separación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de separación presenta un medio de separación (6) controlado por aire comprimido, preferentemente un medio de separación (6) con control pirotécnico.
6. Dispositivo de separación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el medio de separación (6) está dispuesto en un estado final del dispositivo de separación de tal modo que la tensión disruptiva entre la primera y la segunda pieza de conexión (2, 4) es igual o menor que entre la primera pieza de conexión (2) y el primer punto de contacto (10a) del elemento de unión (8) y/o entre la segunda pieza de conexión (4) y el segundo punto de contacto (10b) del elemento de unión (8).
7. Dispositivo de separación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el medio de separación (6) presenta al menos un elemento aislante, dispuesto espacialmente entre la primera y la segunda pieza de conexión (2, 4) en un estado abierto del dispositivo de separación.
8. Dispositivo de separación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento aislante está hecho de un material aislante con una rigidez dieléctrica al menos superior a 5 kV/mm, preferentemente superior a 20 kV/mm, en particular preferentemente superior a 50 kV/mm.
9. Dispositivo de separación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento aislante está hecho de un material aislante con una conductibilidad eléctrica específica al menos inferior a 10-5 Scm-1, preferentemente inferior a 10-10 Scm-1, en particular preferentemente inferior a 10-15 Scm-1.
10. Dispositivo de separación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los elementos de resistencia (18a, b) están hechos de un material con una conductibilidad eléctrica específica al menos inferior a 102 Scm-1, preferentemente inferior a 10-1 S cm-1, en particular preferentemente inferior a 10-4 Scm-1.
11. Dispositivo de separación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el medio de separación (6) presenta al menos dos elementos de resistencia (18a, b) hechos preferentemente de materiales diferentes con una conductibilidad eléctrica específica diferente.
12. Dispositivo de separación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de separación presenta al menos dos medios de separación (6) conectados eléctricamente en serie,
estando unidos entre sí los medios de separación (6), separados con preferencia espacialmente uno del otro, a través de medios de unión.
13. Procedimiento para la separación de una línea de energía que comprende:
- recibir al menos una señal de separación,
- activar al menos una señal de tal modo que
- la unión eléctrica entre un elemento de unión (8), dispuesto en un medio de separación (6), y una primera pieza de conexión (2) en un primer punto de contacto (10a) y entre el elemento de unión (8) y una segunda pieza de conexión (4) en un segundo punto de contacto (10b) se separa mediante un movimiento del medio de separación de una posición cerrada a una posición abierta de tal modo que
- la tensión disruptiva entre la primera y la segunda pieza de conexión (2, 4) en el estado separado del dispositivo de separación es mayor que entre la primera pieza de conexión (2) y el primer punto de contacto (10a) del elemento de unión y/o entre la segunda pieza de conexión (4) y el segundo punto de contacto (10b) del elemento de unión (8),
caracterizado por que
- el medio de separación (6) está revestido con al menos dos elementos de resistencia (18a, b) que se diferencian por su conductibilidad específica y forman un gradiente de resistencia, disponiéndose los elementos de resistencia (18a, b) entre las piezas de conexión (2, 4) inmediatamente después de la separación.
14. Procedimiento para la separación de una línea de energía de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por que además de la separación de una unión eléctrica se realiza una unión eléctrica, esencialmente al mismo tiempo que la separación de una unión eléctrica, que posibilita la descarga de la energía eléctrica almacenada.
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