ES2830384T3 - Dispositivo de aislamiento eléctrico - Google Patents

Abstract

Dispositivo de aislamiento eléctrico (10) que comprende: - un soporte (100) de espesor E que comprende dos caras opuestas, denominadas respectivamente cara delantera (101) y cara trasera (102), teniendo las dos caras una longitud L y una anchura l, - en cada cara del soporte (100) está dispuesta una pluralidad de divisores de tensión (110) que se extiende a lo largo de la longitud L de dicha cara, comprendiendo cada divisor de tensión (110) componentes eléctricos (120) conectados en serie y dispuestos sucesivamente en una primera etapa (111) y una segunda etapa (112), comprendiendo cada primera etapa (111) una fila de componentes eléctricos pares (122) y una fila de componentes eléctricos impares (123), siendo las dos filas paralelas a lo largo de la longitud L, y adyacentes a lo largo de la anchura l, y correspondiendo la segunda etapa (112) a una disposición en fila de los componentes eléctricos (120).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de aislamiento eléctrico

Área técnica

La invención se refiere a un dispositivo de aislamiento eléctrico para la medición de tensión de línea de CC o CA.

Más concretamente, la presente invención se refiere a un dispositivo provisto de divisores de tensión destinados a proteger contra las sobretensiones durante las operaciones de mantenimiento o supervisión en una línea de baja tensión. Por baja tensión, nos referimos a una línea con una tensión de menos de 1200V de corriente alterna (CA) y 1500V de corriente continua (CC), por ejemplo 230V de corriente alterna.

Estado de la técnica anterior

Las redes de generación y distribución de electricidad de alta tensión (HT) han alcanzado tal robustez que los incidentes eléctricos se observan principalmente en redes de media tensión (MT) y baja tensión (BT).

Este desarrollo, por lo tanto, lleva a la supervisión de las tensiones de las líneas de MT y BT con sensores de tensión. Las limitaciones normativas definidas en las normas IEC60664-1, IEC60255-27, IEC60255-5 imponen requisitos de aislamiento eléctrico que deben respetarse para garantizar la seguridad de las personas, por ejemplo, al manipular los sensores de tensión o durante las operaciones de mantenimiento o supervisión de las redes de BT. Así pues, las normas mencionadas y/o los usuarios imponen proteger, por ejemplo, a los operarios de posibles sobretensiones de unos 10 kV a 50 Hz durante 10 minutos, y de unos 20 kV a 50 Hz por un pulso.

Por esta razón, para asegurar el aislamiento eléctrico y la transformación de las medidas de las tensiones trifásicas de BT, se ha propuesto utilizar un transformador de potencial (como se muestra en la figura 1).

Sin embargo, esta solución no es satisfactoria.

En efecto, los transformadores de potencial (TP) son pesados y tienen una huella considerable, lo que limita su integración en un sistema modular que comprende, por ejemplo, módulos dispuestos sobre carriles DIN como se muestra en la figura 8.

Además, la tensión medida en los terminales de salida de un TP no varía linealmente con la tensión impuesta a la entrada del TP (esta última depende, por ejemplo, de la frecuencia de la tensión medido, el intervalo de tensión en el que se encuentra la tensión, etc.). Por lo tanto, el escalamiento de la tensión impuesta a la entrada del TP, y por dicho Tp , no es lineal. Por escalamiento, nos referimos a la transformación de una tensión en otra tensión (más débil, por ejemplo). Un sistema lineal realiza un escalamiento homotético, es decir, la tensión de entrada se multiplica por un factor de proporcionalidad constante, y por lo tanto es independiente de la tensión de entrada. Esta no linealidad de un TP es perjudicial para la calidad y fiabilidad de las mediciones de tensión.

Alternativamente, el aislamiento también puede ser proporcionado por optoacopladores. Sin embargo, estos dispositivos requieren una fuente de alimentación eléctrica y, por lo tanto, una conexión adecuada. Por lo tanto, no son satisfactorios.

El documento 2013/0088092 de los EE.UU. describe una disposición de aislamiento.

Por lo tanto, uno de los objetivos de la invención es proponer un dispositivo de aislamiento con una huella más pequeña que los aislantes conocidos en el estado de la técnica.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo de aislamiento adecuado para un escalamiento de media tensión que no plantee un problema de no linealidad.

Otro objetivo de la invención es también proporcionar un dispositivo de aislamiento que respete la forma de onda de la tensión eléctrica medida.

Divulgación de la invención

Los objetivos de la invención son alcanzados por un dispositivo de aislamiento eléctrico que comprende..:

• un soporte de espesor E que comprende dos caras opuestas, denominadas respectivamente como cara delantera y cara trasera, teniendo las dos caras una longitud L y una anchura l,

• en cada cara del soporte está dispuesta una pluralidad de divisores de tensión que se extienden a lo largo de la longitud L de dicha cara, comprendiendo cada divisor de tensión los componentes eléctricos conectados en serie y dispuestos sucesivamente en una primera etapa y una segunda etapa, comprendiendo cada primera etapa una fila de componentes eléctricos pares y una fila de componentes eléctricos impares, siendo las dos filas paralelas a lo largo de la longitud L y sustancialmente adyacentes a lo largo del ancho l, y correspondiendo la segunda etapa a una disposición en fila de los componentes eléctricos.

Según un modo de realización, para cada una de las filas pares e impares de componentes eléctricos, el espaciamiento según la longitud L entre dos componentes eléctricos de una misma fila es menor que el espaciamiento requerido para la inserción de un componente eléctrico.

Según un modo de realización, el espaciamiento, según el ancho l, de las filas pares e impares de componentes eléctricos dispuestas en una misma cara es regular, siendo este espaciamiento ventajosamente menor que el espaciamiento requerido para la inserción de un componente eléctrico.

Según un modo de realización, en cada una de las filas de componentes eléctricos pares e impares, la disposición de dichos componentes eléctricos es regular en un paso T en la dirección de la longitud L.

Según un modo de realización, las filas pares de las dos caras del soporte están en fase entre sí, y las filas impares de las dos caras del soporte también están en fase entre sí.

Según un modo de realización, las filas pares presentan un desfase según la longitud L respecto a las filas impares, siendo el desfase ventajosamente la mitad del período T.

Según un modo de realización, el soporte comprende al menos una capa de blindaje interpuesta entre dos capas de aislamiento eléctrico y dispuesta esencialmente en paralelo a las dos caras del soporte, estando la capa de blindaje adaptada para reducir la diafonía entre los componentes eléctricos opuestos entre sí a través del espesor E del soporte.

Según un modo de realización, la capa de blindaje incluye un metal, ventajosamente, el metal incluye al menos uno de los elementos seleccionados de: cobre.

Según un modo de realización, las dos capas de aislamiento eléctrico comprenden un material dieléctrico, ventajosamente el material dieléctrico comprende al menos uno de los elementos seleccionados de: epoxi, FR4, baquelita.

El FR4 es un tipo de epoxi reforzado con fibra de vidrio.

Según un modo de realización, las segundas etapas están dispuestas paralelamente entre sí a lo largo de la longitud L, las segundas etapas de la cara delantera están desfasadas a lo largo de la anchura l con respecto a las segundas etapas de la cara trasera de tal manera que ningún componente eléctrico de las segundas etapas de una cara se enfrente, ni siquiera parcialmente, a otro componente eléctrico dispuesto en la otra cara.

Según un modo de realización, la capa de blindaje se extiende sólo sobre una primera superficie, siendo la primera superficie la opuesta a la superficie ocupada por las primeras etapas.

Según un modo de realización, dos primeras etapas, cada una dispuesta en una cara diferente del soporte, sólo pueden tener una fila de componentes eléctricos enfrentados entre sí a través del espesor E del soporte, de modo que al menos una fila de componentes en una de las dos caras no se enfrente a ninguna fila dispuesta en la otra cara. Según un modo de realización, la capa de blindaje se extiende sólo sobre una segunda superficie, limitándose la segunda superficie a la proyección en dirección E de la superficie ocupada por las filas de la cara delantera, cada una de las cuales tiene una fila de la cara trasera opuesta.

Según un modo de realización, las segundas etapas de los divisores de tensión tienen un extremo libre para ser conectado a una fuente de baja tensión.

Según un modo de realización, las primeras etapas de los divisores de tensión tienen cada una un extremo libre para ser conectado a un dispositivo de medición de tensión.

Según un modo de realización, un conector Ethernet del tipo RJ45 está dispuesto en el soporte para asegurar la conexión entre los extremos libres de las primeras etapas y el dispositivo de medición de tensión.

Según un modo de realización, los componentes eléctricos de los divisores de tensión forman un circuito impreso con el soporte.

Según un modo de realización, todos los componentes eléctricos de todos los divisores de tensión son idénticos, ventajosamente los componentes eléctricos son resistencias eléctricas.

Según un modo de realización, el espesor E del soporte es menor de 1,6 mm.

Según un modo de realización, el soporte también comprende un moldeado y un sobremoldeado destinados a asegurar, respectivamente, el aislamiento eléctrico y la resistencia mecánica del dispositivo.

Según un modo de realización, el dispositivo está provisto de medios de sujeción a un carril, por ejemplo, un carril DIN.

Breve descripción de los dibujos

Otras características y ventajas aparecerán en la siguiente descripción de los modos de realización de un dispositivo de aislamiento eléctrico según la invención, dados como ejemplos no limitantes, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

• La figura 1 es una representación de un transformador de potencial conocido de la técnica anterior,

• Las figuras 2a y 2b son representaciones esquemáticas de la disposición de las resistencias eléctricas de la primera etapa de los divisores de tensión según la invención, la figura 2b representa en transparencia dichas primeras etapas dispuestas en la parte trasera del soporte,

• La figura 3 es una representación esquemática de la disposición de las resistencias eléctricas, según la invención, de las segundas etapas de cada divisor de tensión en cada una de las caras del soporte, estando las segundas etapas dispuestas en la cara trasera observadas por transparencia,

• La figura 4 es una representación esquemática de una capa de blindaje que comprende 3 capas superpuestas de aislamiento,

• Las figuras 5a y 5b son representaciones esquemáticas del dispositivo de aislamiento eléctrico, según la invención, en vista desde arriba (Figura 5a) y por transparencia a través de la cara delantera (Figura 5b),

• La figura 6 es una representación esquemática, según la invención, del dispositivo de aislamiento eléctrico (las resistencias eléctricas de la cara trasera se ven por transparencia a través de la cara delantera),

• Las figuras 7a, b, c son una representación esquemática, según la invención, del dispositivo de aislamiento eléctrico antes del moldeado (Figura 7a), estando el moldeado destinado a rodear el dispositivo de aislamiento (Figura 7b) y el sobremoldeado destinado a rodear el moldeado (Figura 7c),

• La figura 8 es una representación esquemática, según la invención, del dispositivo de aislamiento eléctrico montado en un carril DIN,

• La figura 9a es una representación esquemática de la solapa protectora tomada aisladamente,

• La figura 9b es una representación esquemática de la solapa protectora insertada en el dispositivo de aislamiento eléctrico según la invención.

Descripción detallada de los modos de realización específicos

Para los diferentes modos de realización, se utilizarán las mismas referencias para elementos idénticos o que realicen la misma función, a fin de simplificar la descripción. Las figuras 2 a 8 muestran ejemplos de realización de un dispositivo de aislamiento eléctrico 10 según la presente invención.

El dispositivo de aislamiento eléctrico 10 consiste en un soporte 100 de espesor E (Fig. 4).

El soporte 100 consiste en dos caras 101 y 102 esencialmente paralelas, convencionalmente denominadas cara delantera 101 y trasera 102. Las caras delantera 101 y trasera 102 están conectadas por una superficie de contorno. La cara delantera 101 y la cara trasera 102 pueden tener forma rectangular con longitud L y anchura l.

A lo largo de este documento, consideraremos que la longitud L es mayor que el ancho l. El soporte 100 puede ser un soporte 100 para placas de circuito impreso ("PCB" o "Printed Circuit Board" en terminología anglosajona).

También identificamos a lo largo de la memoria la longitud del soporte 100 y la longitud de las caras delantera 101 y trasera 102.

El soporte tiene un espesor E. Por espesor E del soporte entendemos la distancia entre la cara delantera 101 y la cara trasera 102 del soporte según una dirección perpendicular a una de las caras 101 y 102.

A menos que se especifique lo contrario, identificamos a lo largo de la memoria, la longitud L y la dirección según la longitud L.

A menos que se especifique lo contrario, a lo largo de la memoria, identificamos la anchura l y la dirección según la anchura l.

A menos que se especifique lo contrario, identificamos a lo largo de la memoria, el espesor E y la dirección según el espesor E.

Una pluralidad de divisores de tensión 110 está dispuesta en cada una de las caras (delantera 101 y trasera 102) del soporte 100. Los divisores de tensión 110 según la invención comprenden componentes eléctricos 120 conectados en serie. Al decir conectados en serie, nos referimos a conectados eléctricamente en serie, así que a lo largo de la descripción, en aras de la simplificación, omitiremos el término "eléctricamente".

Es obvio, sin necesidad de especificarlo, que los divisores de tensión 110 están eléctricamente aislados entre sí.

Los componentes eléctricos 120 pueden incluir resistencias eléctricas o condensadores.

Los siguientes modos de realización de la invención se describirán en el contexto de los componentes eléctricos que consisten en resistencias eléctricas, entendiéndose que dichos modos de realización pueden muy bien implementarse con condensadores.

La conexión eléctrica entre las resistencias eléctricas 120 está asegurada por las pistas metálicas 130.

Las resistencias eléctricas 120 se colocan ventajosamente en la cara delantera 101 y en la cara trasera 102 y se sueldan a las pistas metálicas 130. No detallaremos estos pasos de fabricación que son conocidos por el experto en la materia.

Cada divisor de tensión 110 se forma en sólo una de las dos caras del soporte 100. En otras palabras, no hay conexión eléctrica entre dos resistencias eléctricas 120 dispuestas a cada cara del soporte 100, y cada divisor de tensión 110 se extiende a lo largo de la longitud L de la superficie en la que está dispuesto. Al extenderse a lo largo de la longitud L de la superficie, queremos decir que el divisor de tensión 110 es esencialmente paralelo a la dirección definida por dicha longitud L. Así, puesto que cada divisor de tensión 110 se extiende a lo largo de la longitud L de la cara en la que está dispuesto, el experto en la materia entiende que los divisores de tensión 110 son paralelos entre sí.

Las resistencias eléctricas 120 de cada divisor de tensión 110 están dispuestas sucesivamente en una primera etapa 111 (encuadrado discontinuo en la Figura 2a) y una segunda etapa 112 (encuadrado discontinuo en la Figura 3).

Cada primera etapa 111 comprende una fila de resistencias eléctricas pares 122 y una fila de resistencias eléctricas impares 123 (encuadrado discontinuo de la figura 2b). Las dos filas de resistencias eléctricas pares 122 e impares 123 son paralelas entre sí a lo largo de la longitud L de la cara 101/102 del soporte 100 en la que están dispuestas. En otras palabras, todas las filas de resistencias pares 122 e impares 123 de todos los divisores de tensión 110 son paralelas entre sí a lo largo de la dirección definida por la longitud L de las dos caras delanteras 101 y traseras 102. Por resistencia eléctrica par 122 o resistencia eléctrica impar 123 nos referimos a la paridad de su posición en la conexión en serie. La conexión en serie de las resistencias eléctricas 120 de la primera etapa 111 puede disponerse de manera que cada otra resistencia eléctrica 120 sea una resistencia eléctrica 120 de la fila par 122 de dicha primera etapa 111, y la otra resistencia eléctrica 120 sea una resistencia eléctrica 120 de la fila impar 123 de la misma primera etapa. En otras palabras, una resistencia eléctrica impar 123 sólo puede ser conectada a resistencias eléctricas pares 122 en la entrada y en la salida. Del mismo modo, una resistencia eléctrica par 122 sólo puede ser conectada a las resistencias eléctricas impares 123 en la entrada y en la salida. En esta configuración se entiende que las dos resistencias eléctricas 120, dispuestas en el extremo de la primera etapa 111, están conectadas sólo a una única resistencia eléctrica 120 de la misma primera etapa.

Las dos filas 122 y 123 de resistencias eléctricas en la primera etapa 111 de un divisor de tensión 110 son esencialmente adyacentes según el ancho l. Por esencialmente adyacentes, queremos decir que la fila de resistencias eléctricas de número impar 123 puede tener un ligero desfase (desfase S mostrado en la figura 2), en términos de posicionamiento, según la longitud L, en relación con la fila de resistencias eléctricas de número par 122. El ligero desfase puede ser menor que la longitud de una resistencia eléctrica.

Además, según un modo de realización ventajoso, una resistencia eléctrica en una fila de una primera etapa está conectada en serie con las dos resistencias eléctricas de la otra fila de la primera etapa que están más cerca de ella (excepto las dos resistencias eléctricas 120 del extremo de la primera etapa). Por lo tanto, la longitud de las pistas 130 puede ser tan corta como sea posible. Además, según esta configuración, la diferencia de potencial de las dos pistas 130 conectadas cada una a la entrada y salida de la misma resistencia eléctrica 120 es lo suficientemente pequeña como para evitar un arco eléctrico en la región del soporte donde las dos pistas están más cerca una de la otra (punto A de la figura 2a).

La segunda etapa 112 de cada divisor de tensión 110 incluye resistencias eléctricas 120 dispuestas en línea.

Dado que cada divisor de tensión 110 se extiende a lo largo de la longitud L de las dos caras delantera 101 y trasera 102 del soporte 100, está claro para el experto que todas las segundas etapas 112 son también paralelas entre sí.

Así, la disposición de los divisores de tensión 110 a ambos caras 101/102 del soporte 100 permite reducir el ancho del soporte 100, y consecuentemente reducir las dimensiones del dispositivo de aislamiento eléctrico 10 según la invención.

Además, la disposición de una parte de las resistencias eléctricas 120 para cada divisor de tensión 110 según una primera etapa 111 también permite reducir la longitud de cada divisor de tensión 110 en comparación con un divisor de tensión 110 que comprende sólo resistencias eléctricas 120 conectadas en serie y dispuestas linealmente.

Además, el aislamiento por divisores de tensión 110 que comprenden resistencias eléctricas 120 conectadas en serie no muestran no linealidades como las observadas en los transformadores de potencial. Así, el divisor de tensión 110 puede escalar la tensión, tomado de una fase de una red trifásica por ejemplo, de una manera homotética (es decir: no se induce ninguna distorsión de la forma de onda de la tensión por el divisor de tensión).

Finalmente, los divisores de tensión 110 de acuerdo con la invención no requieren una fuente de alimentación para funcionar.

Ventajosamente, el espacio según la longitud L entre dos resistencias eléctricas 120 en la misma fila de resistencias eléctricas pares 122 o impares 123 es menor que el espacio requerido para la inserción de una resistencia eléctrica. Así, la disposición de la primera etapa 111 permite aumentar la densidad "lineal" de las resistencias eléctricas 120 en función de la longitud L de las caras del soporte 100. Por densidad "lineal" de resistencias eléctricas 120 según la longitud L, entendemos el número de resistencias eléctricas 120 por unidad de longitud del divisor de tensión 110. Por ejemplo, las resistencias eléctricas 120 de los divisores de tensión 110, en la primera etapa 111, pueden incluir óxido de rutenio, tener forma paralelepipédica de 6,8 mm de largo, 3,4 mm de ancho y 0,7 mm de alto.

El espacio, según de la longitud L, entre las resistencias eléctricas 120 puede ser de 2 mm.

Ventajosamente, para cada una de las filas de resistencias eléctricas pares 122 e impares 123, la disposición de dichas resistencias eléctricas 120 puede ser regular según la longitud L. Por regular, entendemos el mismo espacio entre dos resistencias eléctricas 120 consecutivas de la misma fila, cualesquiera que sean las resistencias eléctricas 120 de dicha fila consideradas. Decimos que la disposición de las resistencias eléctricas 120 de una fila según la longitud L es periódica, y de paso T. El espacio entre las resistencias eléctricas 120 puede ser el mismo para todas las filas de resistencias eléctricas pares 122 e impares 123.

Ventajosamente, todas las primeras etapas 111 del dispositivo de aislamiento eléctrico 10 pueden ser idénticas. Así, todas las segundas etapas 112 de la misma cara pueden ser adyacentes dos a dos, de modo que la longitud L del soporte 100 puede ser optimizada (es decir, reducida).

También es ventajoso que todas las segundas etapas 112 del dispositivo de aislamiento eléctrico 10 puedan ser idénticas.

Según un modo de realización ventajoso, las filas de resistencias eléctricas pares 122 e impares 123 de una misma cara pueden ser espaciadas, según el ancho l, de dos en dos, un espacio inferior al espacio requerido para la inserción de una resistencia eléctrica. Ventajosamente, este espaciamiento puede ser regular. Por regular, nos referimos al mismo espaciado cualesquiera que sean las dos filas adyacentes consideradas de la misma cara 101/102.

Las filas de resistencias eléctricas pares 122 en ambas caras 101/102 del soporte 100 pueden estar en fase entre sí.

Las filas de resistencias eléctricas impares 123 a ambas caras del soporte 100 pueden estar en fase entre sí.

Por filas de resistencias eléctricas pares 122 (impares 123) (impares 123) en fase, entendemos que cada fila de resistencias pares 122 (impares 123) puede ser obtenida por una operación de traslación de otra fila de resistencias eléctricas pares 122 (impares 123) según el ancho l y/o según el espesor E (es decir, según una dirección perpendicular a la longitud L).

De manera ventajosa, las filas de resistencias eléctricas pares 122 tienen un desfase S (mostrado en la figura 2a) según la longitud L en relación con las filas de resistencias eléctricas impares 123.

El desfase puede ser ventajosamente de medio paso T/2. Por lo tanto, la longitud de la pista 130, que conecta eléctricamente las resistencias eléctricas 120 entre sí, puede ser relativamente corta.

De acuerdo con la disposición propuesta, las resistencias eléctricas 120 de una cara pueden estar, al menos parcialmente, enfrentadas a las resistencias eléctricas 120 de la otra cara, y así generar diafonías ("Cross talk" según la terminología anglosajona).

Este fenómeno puede ser prevenido con los medios apropiados para reducir dichas diafonías.

Por resistencias eléctricas 120, al menos parcialmente, enfrentadas, queremos decir que la proyección perpendicular de una resistencia eléctrica de una cara sobre la otra cara, según el espesor E, se superpone al menos parcialmente a una resistencia eléctrica dispuesta en dicha otra cara.

Entre los medios adecuados para reducir la diafonía, se puede prever considerar un soporte 100 de suficiente espesor. Por ejemplo, un soporte 100 que comprenda un material dieléctrico, y de al menos 3 mm de espesor, que permitirá reducir la diafonía casi por completo entre dos resistencias opuestas entre sí.

Con el fin de reducir la diafonía, también es posible introducir una capa de blindaje 140 (Fig. 4) en el volumen del soporte 100. En otras palabras, el soporte 100 puede tener una capa de blindaje 140 entre dos capas de aislamiento eléctrico 104/105. Por capa de blindaje 140, nos referimos a una capa que puede atenuar o incluso impedir los intercambios o las comunicaciones electromagnéticas entre dos resistencias eléctricas 120 enfrentadas entre sí. En otras palabras, la capa de blindaje 140 protege la diafonía. Las dos capas de aislamiento eléctrico 104/105 pueden incluir al menos uno de los materiales elegidos entre: epoxi, FR4, baquelita.

La capa de blindaje 140 puede ser dispuesta esencialmente paralela a las dos capas de aislamiento.

La capa de blindaje 140 puede extenderse sobre un área equivalente a la de las caras delantera 101 y trasera 102.

La capa de blindaje 140 puede comprender una pila de varias capas. Por ejemplo, la capa de blindaje 140 puede estar compuesta sucesivamente por una primera capa metálica 141, una capa de material aislante 142 y una segunda capa metálica 143.

La primera 141 y la segunda 143 capas metálicas pueden contener cobre.

La primera 141 y la segunda 143 capas metálicas pueden tener un espesor de 17,5 pm, y la capa de material aislante 142 puede tener un espesor de 200 pm.

A continuación describiremos una disposición especial de las segundas etapas 112 que permite reducir el espesor del soporte 100. De hecho, el espesor de la capa de blindaje 140 es directamente proporcional a su extensión. Así pues, según un modo particular de realización de la invención, puede ser necesario reducir la extensión de la capa de blindaje 140 para reducir también el espesor E del soporte 100.

Así, ventajosamente, la capa de blindaje 140 se extiende sólo sobre una primera superficie 150, siendo la primera superficie 150 la superficie opuesta a la ocupada por las primeras etapas 111 en la cara delantera 101 y la cara trasera 102.

La reducción de la superficie ocupada por la capa de blindaje 140, permite reducir el espesor de ésta última mientras se mantiene una efectividad equivalente en términos de apantallamiento contra la diafonía en las primeras etapas 111.

Por otro lado, el apantallamiento contra la diafonía en las segundas etapas ya no es efectivo. Por lo tanto, puede ser interesante dar a las segundas etapas 112 una disposición especial.

Ventajosamente, las segundas etapas 112 están dispuestas paralelamente entre sí según la longitud L, estando las segundas etapas 112 en la cara delantera 101 desfasadas según la anchura l con respecto a las segundas etapas 112 de la cara trasera 102, de modo que ninguna resistencia eléctrica de las segundas etapas 112 de una cara está ni siquiera parcialmente enfrentada a otra resistencia eléctrica dispuesta en la otra cara. Así, según esta disposición de las segundas etapas 112, no hay diafonía entre las resistencias eléctricas 120 incluidas en las segundas etapas 112. Esta disposición justifica así la limitación de la extensión de la capa de blindaje 140 en la primera superficie 150, y permite así una reducción del espesor del soporte 100.

Ventajosamente, dos primeras etapas 111, cada una dispuesta en una cara diferente del soporte 100 pueden tener sólo una fila de resistencias eléctricas 120 enfrentadas entre sí a través del espesor E del soporte 100, de modo que al menos una fila de resistencias en una de las dos caras no se enfrente a ninguna fila dispuesta en la otra cara. Así pues, se puede considerar reducir aún más la extensión de la capa de blindaje 140 en una superficie a través de la cual las resistencias eléctricas 120 de las primeras etapas 111 se enfrentan entre sí. Así, la capa de blindaje 140 se extiende sólo sobre una segunda superficie 160, limitándose la segunda superficie 160 a la proyección en dirección E de la superficie ocupada por las filas de la cara delantera 101, teniendo cada una de ellas una fila de la cara trasera 102 enfrentada. Por lo tanto, ya que sólo hay cuatro filas de resistencias eléctricas en una cara, sólo tres de las cuatro filas de resistencias eléctricas requieren un apantallamiento por la capa de blindaje.

Para los modos de realización mostrados, las segundas etapas 112 de los divisores de tensión 110 pueden incluir un extremo libre 170 (Figura 6) para la conexión a una fuente de baja tensión. Por ejemplo, el dispositivo de aislamiento eléctrico 10 puede comprender cuatro divisores de tensión 110 y, por consiguiente, cuatro segundas etapas 112, dispuestas a cada lado del soporte 100, estando dichas cuatro segundas etapas 112 destinadas a extraer las tensiones de una línea trifásica (por ejemplo, una línea de tensión de base trifásica compuesta por 3 fases y un neutro).

Para todos los modos de realización mostrados, las primeras etapas 111 de los divisores de tensión 110 pueden incluir un extremo libre 180 (figura 6) para ser conectado a un dispositivo de medición de tensión. Por ejemplo, el dispositivo de aislamiento eléctrico 10 puede comprender cuatro divisores de tensión 110 y, por consiguiente, cuatro primeras etapas 111, dispuestas a cada lado del soporte 100, estando dichas cuatro segundas etapas 112 destinadas a comunicar una tensión a un dispositivo de medición de tensión (un voltímetro, por ejemplo, no representado).

A continuación describiremos un ejemplo de realización de un dispositivo de aislamiento eléctrico 10 según la invención con referencia a las figuras 5 y 6.

En el ejemplo mostrado, el dispositivo de aislamiento eléctrico 10 está destinado a proporcionar aislamiento de una línea trifásica de baja tensión de acuerdo con IEC60664-1, IEC60255-27, IEC60255-5.

Por lo tanto, el dispositivo de aislamiento eléctrico 10 comprende cuatro divisores de tensión idénticos 110 dispuestos en pares en cada una de las caras de un soporte 100.

El soporte tiene una longitud L de 76mm, un ancho l de 29mm, y un espesor E de 1,6 mm.

Cada divisor de tensión 110 comprende resistencias eléctricas 120 conectadas eléctricamente en serie y dispuestas en una primera etapa 111 y una segunda etapa 112, comprendiendo cada etapa cuatro resistencias eléctricas 120. Los divisores de tensión 110 pueden comprender cada uno una resistencia, llamada "resistencia de pie" 181, conectada en serie en el extremo 180 de la primera etapa 111.

Las resistencias eléctricas 120 pueden estar hechas de óxido de rutenio, y pueden tener una resistencia eléctrica de 3,16*106 ohm.

Las segundas etapas 112 están dispuestas paralelamente entre sí a lo largo de la longitud L, las segundas etapas 112 de la cara delantera 101 pueden estar desfasadas una distancia de 0,5 mm (en la Fig. 3) a lo largo de la anchura l con respecto a las segundas etapas 112 de la cara trasera 102 de manera que ninguna resistencia eléctrica de las segundas etapas 112 de una cara se enfrente, ni siquiera parcialmente, a otra resistencia eléctrica dispuesta en la otra cara.

Las primeras etapas 111 también están dispuestas de manera que una fila de resistencias eléctricas pares 122a de una cara y una fila de resistencias eléctricas impares 123a de la otra cara no se enfrenten cada una a una fila de resistencias eléctricas. Esta configuración permite limitar la superficie de la capa de blindaje 140 en la segunda superficie 160 que se muestra en la figura 6. No se requiere un apantallamiento contra la diafonía en las filas 122a y 123a.

La capa de blindaje 140 comprende sucesivamente una capa de 200 pm de espesor de un material dieléctrico, intercalada entre dos capas de cobre, cada una de 17,5 pm de espesor. La capa de blindaje 140 se encuentra entre dos capas de un material dieléctrico, cada una de 650 pm de espesor. El espesor del soporte 100 es, por tanto, de aproximadamente 1,6 mm.

El extremo libre 180 o, en su caso, la resistencia de pie 181 de las primeras etapas 111 puede conectarse a un dispositivo de medición de tensión a través de un conector 200 (por ejemplo, un conector Ethernet RJ45).

El dispositivo de aislamiento eléctrico 10 (Figura 7a) puede comprender un moldeado (Figura 7b) y un sobremoldeado (Figura 7c) para proporcionar un mejor aislamiento, una mejor resistencia mecánica, así como protección contra la humedad.

El material utilizado para el moldeado puede tener una pequeña variación dimensional de temperatura y bajo tensión mecánica, así como una buena resistencia dieléctrica y compatibilidad química con los componentes electrónicos, para no degradar los componentes internos. Por ejemplo, el material utilizado para el moldeado puede incluir una resina de poliéster termoplástica reforzada con fibra, por ejemplo RYNITE™ 415HP.

El dispositivo de aislamiento eléctrico 10 también puede comprender una solapa de protección 240 en el conector 200 para asegurar un índice de protección IP2x (Figuras 9a y 9b). La solapa protectora también puede tener dos aberturas para acomodar, cada una, un sello en una posición que indique que se ha insertado o retirado un cable de conexión. El sello también evita la manipulación involuntaria.

El dispositivo también puede incluir un terminal de conexión a tierra. El terminal de tierra permite adaptar fácilmente, durante la instalación, el dispositivo de aislamiento según la invención al tipo de régimen neutro de media o baja tensión. Además, el terminal de tierra permite aumentar la resistencia a las perturbaciones electromagnéticas.

Por último, el dispositivo de aislamiento eléctrico 10 puede incluir medios de fijación 230 a un carril 250, por ejemplo, a un carril DIN (Figura 8). Los medios de fijación 230 pueden, por ejemplo, incluir un sistema de tope montado en un resorte.

Alternativamente, o de manera complementaria, los medios de fijación pueden incluir elementos de fijación Telequick™.

Los elementos y características descritos en este último modo de realización son trasladables a los otros modos de realización descritos en la invención.

El dispositivo de aislamiento eléctrico 10 según la invención puede presentarse en forma de módulo y de tamaño reducido en comparación con las soluciones conocidas en el estado de la técnica. Por lo tanto, se puede conectar a un panel eléctrico agrupando otros elementos.

El dispositivo no requiere ninguna fuente de alimentación para funcionar y tiene características eléctricas lineales. El panel eléctrico puede agrupar un conjunto de módulos (por ejemplo, módulos de MT y módulos de BT) dispuestos en carriles (por ejemplo, carriles DIN).

El dispositivo de aislamiento 10 según la invención cumple con los requisitos de las normas IEC60664-1, IEC60255-27, IEC60255-5, y permite garantizar la seguridad de los operarios durante las operaciones de mantenimiento y/o la supervisión de las instalaciones eléctricas (por ejemplo, instalaciones domésticas).

El dispositivo de aislamiento 10 según la invención también incluye divisores de tensión hechos de componentes pasivos lineales (las resistencias eléctricas 120) que por lo tanto aseguran una escala lineal de la tensión destinada a ser medida. Así pues, los dispositivos de aislamiento 10 cumplen los criterios de calidad de medición requeridos.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de aislamiento eléctrico (10) que comprende:

- un soporte (100) de espesor E que comprende dos caras opuestas, denominadas respectivamente cara delantera (101) y cara trasera (102), teniendo las dos caras una longitud L y una anchura l,

- en cada cara del soporte (100) está dispuesta una pluralidad de divisores de tensión (110) que se extiende a lo largo de la longitud L de dicha cara, comprendiendo cada divisor de tensión (110) componentes eléctricos (120) conectados en serie y dispuestos sucesivamente en una primera etapa (111) y una segunda etapa (112), comprendiendo cada primera etapa (111) una fila de componentes eléctricos pares (122) y una fila de componentes eléctricos impares (123), siendo las dos filas paralelas a lo largo de la longitud L, y adyacentes a lo largo de la anchura l, y correspondiendo la segunda etapa (112) a una disposición en fila de los componentes eléctricos (120).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que para cada una de las filas de componentes eléctricos pares (122) y las filas de componentes eléctricos impares (123), la separación, a lo largo de la longitud L, entre dos componentes eléctricos (120) de la misma fila es menor que la separación necesaria para la inserción de un componente eléctrico.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, en el que la separación, a lo largo del ancho l, de las filas de componentes eléctricos pares (122) y de las filas de componentes eléctricos impares (123) dispuestos en la misma cara es regular, siendo esta separación ventajosamente menor que la separación necesaria para la inserción de un componente eléctrico.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que en cada una de las filas de componentes eléctricos pares (122) e impares (123), la disposición de dichos componentes eléctricos es regular según un paso T en la dirección de la longitud L.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el que las filas de componentes eléctricos pares (122) de las dos caras del soporte (100) están en fase entre sí, y las filas de componentes eléctricos impares (123) de las dos caras del soporte (100) también están en fase entre sí, ventajosamente, las filas de componentes eléctricos pares (122) tienen un desfase a lo largo de la longitud L en relación con las filas de componentes eléctricos impares (123), siendo el desfase ventajosamente medio paso T/2.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el soporte (100) comprende una capa de blindaje (140) interpuesta entre dos capas de aislamiento eléctrico (104/105), y dispuesta paralelamente a las dos caras del soporte (100), estando adaptada la capa de blindaje (140) para reducir la diafonía entre los componentes eléctricos (120) enfrentados entre sí a través del espesor E del soporte (100).

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que las segundas etapas (112) están dispuestas paralelamente entre sí a lo largo de la longitud L, estando las segundas etapas (112) en la cara delantera desplazadas según la anchura l con respecto a las segundas etapas (112) de la cara trasera (102) de tal manera que ningún componente eléctrico de las segundas etapas (112) de una cara se enfrente, ni siquiera parcialmente, a otro componente eléctrico dispuesto en la otra cara.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, en el que la capa de blindaje (140) se extiende sólo sobre una primera superficie (150), siendo la primera superficie (150) la superficie opuesta a la superficie ocupada por las primeras etapas (111).

9. Dispositivo según la reivindicación 8, en el que las dos primeras etapas (111), cada una de ellas dispuesta en una cara diferente del soporte (100), sólo puede tener una fila de componentes eléctricos (120) opuestos entre sí a través del espesor E del soporte (100), de modo que al menos una fila de componentes en una de las dos caras no se enfrente a ninguna fila dispuesta en la otra cara, ventajosamente, la capa de blindaje (140) se extiende sólo sobre una segunda superficie (160), estando limitada la segunda superficie (160) a la proyección en la dirección E de la superficie ocupada por las filas de la cara delantera (101), cada una de las cuales tiene una fila de la cara trasera (102) opuesta a ella.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que las segundas etapas (111) de los divisores de tensión (110) comprenden un extremo libre para ser conectado a una fuente de baja tensión.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que las primeras etapas (112) de los divisores de tensión (110) comprenden cada una un extremo libre para ser conectado a un dispositivo de medición de la tensión, ventajosamente, un conector Ethernet del tipo RJ45 está dispuesto en el soporte (100), de manera que proporciona la conexión entre los extremos libres de las primeras etapas (112) y el dispositivo de medición de la tensión.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que los componentes eléctricos de los divisores de tensión (110) forman con el portador (100) un circuito impreso .

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que todos los componentes eléctricos (120) de todos los divisores de tensión (110) son idénticos, ventajosamente los componentes eléctricos son resistencias eléctricas.

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el soporte (100) que comprende los divisores de tensión (110) comprende además un moldeado y un sobremoldeado destinados a proporcionar un aislamiento eléctrico y la resistencia mecánica del dispositivo.

15. Dispositivo según la reivindicación 14, en el que el dispositivo está provisto de medios para su fijación (230) a un carril (250), por ejemplo un carril DIN.