ES2845279T3 - Disposición de protección contra sobretensiones, que se compone de una vía de chispas de cuernos situada en una carcasa aislante - Google Patents

Abstract

Disposición de protección contra sobretensiones, que se compone de una vía de chispas de cuernos situada en una carcasa aislante (1) con cámara de deionización para la extinción del arco voltaico, donde la cámara de deionización presenta una pluralidad de chapas de extinción espaciadas y en la zona de ignición de la vía de chispas de cuernos está situado un electrodo de disparo, además con un varistor que está conectado eléctricamente en serie con la vía de chispas de cuernos, caracterizada por que en la carcasa (1) está configurado un primer y un segundo dispositivo de desconexión, donde el primer dispositivo de desconexión (2) está en conexión termoconductora con el varistor y al alcanzar o sobrepasar una temperatura límite libera un cursor asistido por fuerza de resorte (3), que interrumpe el circuito en serie entre varistor y vía de chispas de cuernos, además el segundo dispositivo de desconexión (13) presenta un conductor fusible que está situado en la zona de la cámara de deionización, donde el conductor fusible mantiene un elemento de desconexión (14) asistido por fuerza de resorte en una primera posición y libera este elemento de desconexión en el caso de fusión inducida por carga, de manera que el elemento de desconexión (14) adopta una segunda posición, donde al alcanzar la segunda posición se interrumpe una conexión eléctrica con el electrodo de disparo, además, en la carcasa (1) está configurada una estrella de tres puntas, montada de forma giratoria o un disco, de modo que una primera punta de estrella (7) se arrastra por el cursor (3) durante su movimiento para la interrupción del circuito en serie y de igual manera se arrastra una segunda punta de estrella (16) durante el movimiento del elemento de desconexión (14) de la primera a la segunda posición, donde como resultado del respectivo movimiento de arrastre la estrella está sujeta a un giro alrededor de su eje de giro, con la consecuencia de que una tercera punta de estrella (10) libera una palanca pivotable (8) asistida por fuerza de resorte, que acciona un contacto de señalización remota (11) y/o una indicación de estado de error óptica (12).

Description

DESCRIPCIÓN

Disposición de protección contra sobretensiones, que se compone de una vía de chispas de cuernos situada en una carcasa aislante

[0001] La invención se refiere a una disposición de protección contra sobretensiones, que se compone de una vía de chispas de cuernos situada en una carcasa aislante con cámara de deionización para la extinción del arco voltaico, donde la cámara de deionización presenta una pluralidad de chapas de extinción espaciadas y en la zona de ignición de la vía de chispas de cuernos está situado un electrodo de disparo, además con un varistor que está conectado eléctricamente en serie con la vía de chispas de cuernos, según el preámbulo de la reivindicación 1.

[0002] Los pararrayos de vías de chispas de cuernos con cámara de deionización para la extinción del arco voltaico se conocen previamente, por ejemplo, por el documento DE 102011 051 738 A1.

[0003] Una vía de chispas de cuernos correspondiente se sitúa en una carcasa y presenta medios para el control de un flujo de gas interno para el ajuste de un comportamiento diferente del arco voltaico originado durante una carga de corriente de impulsos, por un lado, así como el arco voltaico debido a la corriente de seguimiento de red, por otro lado.

[0004] En una vía de chispas de cuernos de este tipo se puede disponer un electrodo de disparo en la zona de ignición. El electrodo de disparo puede comprender un elemento conductor, que está rodeado por una vía de deslizamiento. Asimismo, las vías de deslizamiento adyacentes pueden estar hechas de un material aislante o semiconductor. El electrodo de disparo conocido se inserta en uno de los dos electrodos en la zona de ignición o está dispuesto entre los dos electrodos de la vía de chispas de cuernos preferiblemente en la zona inferior de la zona de ignición. El documento DE 19545505 C1 muestra un descargador de sobretensiones con al menos una resistencia dependiente de la tensión, por ejemplo, un varistor, y dispositivos de desconexión térmicos.

[0005] Estos dispositivos de desconexión se componen, por un lado, de una tira de fusible y, por otro lado, de un disparo térmico con una aleación fusible eutéctica.

[0006] Con el corte de la tira de fusible o el disparo térmico se acciona un indicador de daños con la ayuda de una fuerza de resorte. Por consiguiente, es visible un siniestro.

[0007] Para aportar una indicación del caso de fallo acontecido con medios sencillos en modo constructivo poco voluminoso tanto en el caso de una corriente de fuga del varistor inadmisible originada por envejecimiento, como también en el caso de una sobrecorriente momentánea demasiado alta, que genera un cortocircuito en el varistor, está prevista una carcasa en la que se sitúa una tira de fusible resistente a la sobrecorriente momentánea. El indicador de daños es un componente separado, fijado en la carcasa de forma separable y móvil tras soltarse un resorte con respecto a la carcasa de fusible.

[0008] El disparo térmico está dispuesto fuera de la carcasa y está en conexión termoconductora con el varistor, de manera que un calentamiento inadmisible del varistor provoca el corte del disparo térmico y se realiza una indicación de daños.

[0009] Por el documento DE 102014 215 282 B3 se conoce previamente un equipo de protección contra sobretensiones con una vía de chispas integrada. La vía de chispas presenta un fusible conectado en serie, donde el circuito en serie se puede conectar con una red de suministro con un primer potencial y un segundo potencial distinto aquí. La vía de chispas presenta dos electrodos principales. Además, está presente una carcasa.

[0010] El conductor fusible conecta una primera conexión con el segundo electrodo principal de la vía de chispas, donde el fusible presenta además otro contacto, donde el otro contacto está dispuesto aislado respecto al primer contacto y aislado respecto al segundo electrodo principal de la vía de chispas. El equipo de protección contra sobretensiones presenta un canal de plasma, que conduce desde la cámara de combustión de la vía de chispas hasta las proximidades del conductor fusible, de modo que el plasma actúa sobre el alambre fusible degradando de forma dirigida. Por consiguiente, el alambre fusible puede estar sujeto a una destrucción.

[0011] En el caso del descargador de sobretensiones con al menos un elemento varistor, así como un dispositivo de desconexión según el documento DE 102011 011 254 A1, el dispositivo de desconexión sirve para separar el elemento de descarga de varistor de la red, donde el dispositivo de desconexión está incorporado en la ruta de conexión eléctrica de la disposición de descargador.

[0012] El dispositivo de desconexión comprende un aparato que en el caso de sobrecarga térmica del elemento de descarga de varistor conecta un fusible en la ruta de conexión eléctrica. Por consiguiente, la disposición de descargador contra sobretensiones es capaz de reducir la corriente de cortocircuito del suministro de corriente conectado o de la red conectada en el estado de cortocircuito por sobrecarga en el interior del elemento de descarga de varistor. Se pueden reducir los daños resultantes de equipos conectados y/o conexiones internas.

[0013] Partiendo del estado de la técnica expuesto, el objetivo de la invención es especificar una disposición de protección contra sobretensiones perfeccionada, que se compone de una vía de chispas de cuernos situada en una carcasa aislante con cámara de deionización para la extinción del arco voltaico, que cree la posibilidad de provocar una desconexión en todos los casos de fallo concebibles que se produzcan, es decir, en el caso de carga térmica demasiado alta del varistor usado, pero también en el caso de arcos voltaicos umbral que se producen dentro de la cámara de deionización, donde cada estado de fallo acontecido se puede simbolizar con un único dispositivo de visualización independientemente de su causa o tipo y eventualmente notificarse de forma remota.

[0014] La solución del objetivo de la invención se realiza con la combinación de características según la enseñanza de la reivindicación 1, donde las reivindicaciones dependientes comprenden al menos configuraciones y perfeccionamientos convenientes.

[0015] Por lo tanto, se parte de una disposición de protección contra sobretensiones, que se compone de una vía de chispas de cuernos situada en una carcasa aislante con cámara de deionización para la extinción del arco voltaico. La cámara de deionización presenta una pluralidad de chapas de extinción espaciadas, según se muestra esto, por ejemplo, en el documento DE 102011 051738 A1.

[0016] En la zona de ignición de la vía de chispas de cuernos está situado un electrodo de disparo, para diseñar el comportamiento de respuesta de la vía de chispas de forma ajustable. Además, la disposición de protección contra sobretensiones comprende un varistor, que está conectado eléctricamente en serie con la vía de chispas de cuernos.

[0017] Según la invención, la carcasa está configurada para la recepción de la protección contra sobretensiones, que recibe un primer y un segundo dispositivo de desconexión.

[0018] El primer dispositivo de desconexión está en conexión termoconductora con el varistor. Al alcanzar o sobrepasar una temperatura límite se libera un cursor asistido por fuerza de resorte, que interrumpe el circuito en serie entre el varistor y la vía de chispas de cuernos. Este dispositivo de desconexión térmico puede comprender, por ejemplo, un punto de soldadura que al alcanzar la temperatura de fusión cambia su estado agregado, de modo que el cursor mencionado con la ayuda de la asistencia por fuerza de resorte es capaz realizar el movimiento deseado.

[0019] Además, está presente un segundo dispositivo de desconexión, que presenta un conductor fusible, que está situado en la zona de la cámara de deionización y allí se puede exponer a un arco voltaico que se origina. En una forma de realización, el conductor fusible se pone en contacto con chapas de extinción de la cámara de deionización y se funde en el caso de carga, en particular en el caso de una carga de corriente de seguimiento de red.

[0020] El conductor fusible es capaz de mantener un elemento de desconexión asistido por fuerza de resorte en una primera posición, pero también liberar este elemento de desconexión en el caso de fusión debida a la acción del arco voltaico, de manera que el elemento de desconexión adopta una segunda posición. Cuando se ha alcanzado la segunda posición, se interrumpe una conexión eléctrica con el electrodo de disparo. Una nueva ignición de la vía de chispas ya no es posible debido a la sobrecarga acontecida.

[0021] Además, en la carcasa está configurada una estrella de tres puntas, montada de forma giratoria o un disco circular con narices, de modo que una primera punta de estrella o nariz con un extremo de punta de estrella se arrastra por el cursor durante su movimiento para la interrupción del circuito en serie.

[0022] De igual manera, una segunda punta de estrella o nariz con su extremo de punta de estrella se puede arrastrar durante el movimiento del elemento de desconexión de la primera a la segunda posición, donde, como resultado del respectivo movimiento de arrastre, la estrella o el disco está sujeto a un giro alrededor de su eje de giro. La consecuencia es que una tercera punta de estrella o nariz con su extremo de punta de estrella libera una palanca pivotable, asistida por fuerza de resorte, que acciona un contacto de señalización remota y/o una indicación de estado de error óptica.

[0023] El respectivo efecto del cursor o del elemento de desconexión sobre la estrella montada de forma giratoria con la consecuencia del giro de la estrella que acontece junto con el desencadenamiento de la palanca pivotable se corresponde con una operación cuasi mecánica «OR» con vistas a los dispositivos de desconexión.

[0024] Según la invención, mediante el uso de la estrella montada de forma giratoria o del disco circular en el espacio más estrecho se puede realizar el registro del respectivo estado del dispositivo de desconexión en cuestión junto con la transmisión de un movimiento mecánico, de manera que la palanca mencionada anteriormente se liberara desde su posición fijada por la tercera punta de estrella.

[0025] En la configuración de la invención, el electrodo de disparo está en conexión con uno de los electrodos principales de la vía de chispas de cuernos a través de un elemento limitador de tensión. Esta conexión mencionada anteriormente se puede interrumpir eléctricamente por medio del cursor de desconexión.

[0026] La carcasa presenta en un primer plano de carcasa la vía de chispas de cuernos y el varistor, donde en un segundo plano de carcasa están configurados al menos el elemento de desconexión, la estrella y la palanca, así como una prolongación de accionamiento del cursor.

[0027] El cursor llega como resultado del movimiento de desconexión a una posición tal que se separan dos contactos metálicos, donde el cursor penetra en el espacio intermedio de separación y de este modo se impiden los posibles arcos voltaicos que se originan.

[0028] El elemento de desconexión, al alcanzar la segunda posición, despega un estribo de contacto de resorte de una superficie de contacto del elemento de conmutación de tensión, de modo que de esta manera se puede implementar la interrupción deseada de la conexión eléctrica.

[0029] Tanto el cursor como también el elemento de desconexión están hechos de un material eléctricamente aislante.

[0030] La palanca para la indicación de estado está montada de forma pivotable en la carcasa y en un primer extremo de palanca presenta un acodamiento, que libera o recubre una superficie de visualización, donde en un segundo extremo de palanca está configurada una nariz de accionamiento para el contacto de señalización remota.

[0031] La superficie de visualización puede ser en este caso preferiblemente una superficie de carcasa o una ventana en la carcasa.

[0032] El eje de giro de la estrella o del cursor y el eje de pivotación de la palanca se sitúan preferiblemente en paralelo entre sí y presentan una distancia tal que la tercera punta de la estrella se lleva durante el giro de la estrella de una posición de tope referido a la palanca a una posición de liberación.

[0033] Al menos el eje de giro, el eje de pivotación, la estrella y la palanca son componentes de un inserto de carcasa que está situado en el segundo plano de carcasa. Este inserto de carcasa forma una pared intermedia referido a un plano de carcasa subyacente, en la que se sitúa la vía de chispas entre cuernos y el varistor.

[0034] La disposición de protección contra sobretensiones se puede configurar como pieza enchufable con contactos enchufables para la recepción en una pieza base. Los contactos enchufables se sitúan a este respecto preferiblemente en un lado inferior de la pieza enchufable. Las superficies laterales de la pieza enchufable pueden presentar elementos de retención para la fijación de la pieza enchufable en la pieza base, pero también medios para el bloqueo o desbloqueo de estos elementos de retención, así como para sacar más sencillamente la pieza enchufable de la pieza base.

[0035] En una forma de realización preferida de la invención, el conductor fusible del segundo dispositivo de desconexión se pone en contacto con dos chapas de extinción espaciadas seleccionadas.

[0036] El elemento limitador de tensión está configurado preferiblemente como de descargador de gas.

[0037] La invención se explicará más en detalle a continuación mediante un ejemplo de realización y con ayuda de las figuras.

[0038] En este caso muestran:

Fig. 1 una representación de principio de una disposición de protección contra sobretensiones con primer y segundo dispositivo de desconexión representado junto con la estrella giratoria e indicación de función de palanca en un estado de la función completa del descargador de sobretensiones usado, en particular una vía de chispas de cuernos y un varistor;

Fig. 2 una representación similar a aquella según la fig.1, no obstante, en el estado del primer dispositivo de desconexión disparado con cursor y movimiento giratorio resultante de ello de la estrella junto con la liberación de la palanca para la indicado de resorte;

Fig. 3 una representación similar a aquella según la fig. 2, no obstante, aquí con segundo dispositivo de desconexión disparado, donde el elemento de desconexión arrastra la estrella giratoria, de modo que esta puede liberar de nuevo la palanca para la indicación de estado; y

Fig. 4 una representación en perspectiva de una disposición de protección contra sobretensiones como parte enchufable con carcasa cortada parcialmente e inserto de carcasa reconocible (parte superior) junto con la estrella giratoria, palanca y el elemento de desconexión del segundo dispositivo de desconexión con el detalle de un estribo de contacto de resorte, que está en conexión con una superficie de contacto de un descargador de gas en el estado debido.

[0039] La disposición de protección contra sobretensiones mostrada en las figuras parte de una carcasa 1.

[0040] En esta carcasa se sitúa una vía de chispas de cuernos no mostrada con cámara de deionización para la extinción del arco voltaico.

[0041] La cámara de deionización presenta de manera conocida en sí una pluralidad de chapas de extinción espaciadas.

[0042] En la zona de ignición de la vía de chispas de cuernos está situado un electrodo de disparo no representado.

[0043] Además, un varistor (no mostrado) está situado en la carcasa 1, que está conectado eléctricamente en serie con la vía de chispas de cuernos.

[0044] Dentro de la carcasa 1 se sitúa un primer y un segundo dispositivo de desconexión.

[0045] El primer dispositivo de desconexión 2 está en conexión termoconductora con el varistor no representado. Al alcanzar o sobrepasar una temperatura límite se libera el cursor 3, que está montado sobre una guía de forma asistida por fuerza de resorte mediante un resorte 4 (véase la figura 2). En el estado de funcionamiento debido está cerrada la conexión eléctrica entre los contactos 5 y 6.

[0046] En el caso de sobrecarga del varistor no mostrado (véase la figura 2) tiene lugar un movimiento del cursor en la dirección de la flecha. Por consiguiente, el cursor 3 con su extremo delantero llega al espacio entre los contactos 5 y 6 con la interrupción deseada del circuito eléctrico en cuestión.

[0047] A este respecto, el cursor arrastra una primera punta 7 de una estrella montada de forma giratoria con una de sus aristas delanteras.

[0048] Por consiguiente, la estrella rota en la dirección de la flecha, de modo que se libera la palanca 8 (véase la figura 2). En este caso se favorece el movimiento de la palanca 8 mediante otro resorte 9.

[0049] Así la tercera punta de estrella 10 libera la palanca 8.

[0050] De este modo se puede desencadenar un contacto de señalización remota 11 o realizarse una indicación de estado referida a la modificación de posición de la palanca 8 con vistas a una ventana de visualización 12 en la carcasa 1.

[0051] Además, está presente un segundo dispositivo de desconexión 13, que presenta un conductor fusible no mostrado. Este conductor fusible está situado en la zona de la cámara de desconexión no mostrada y allí puede estar expuesto a un arco voltaico que se origina.

[0052] El conductor fusible del segundo dispositivo de desconexión 13 mantiene un elemento de desconexión 14 asistido por fuerza de resorte en una primera posición. La asistencia por fuerza de resorte se realiza por un tercer resorte 15.

[0053] Después de la fusión del conductor fusible debido al efecto del arco voltaico o debido a la carga de la corriente de seguimiento de red se libera el elemento de desconexión 14. La consecuencia es que el elemento de desconexión 14 adopta su segunda posición, según se muestra en la figura 3.

[0054] Al alcanzar la segunda posición, un extremo correspondiente del elemento de desconexión 14 actúa sobre una segunda punta 16 de la estrella montada de forma giratoria

[0055] Esto está representado en la figura 3.

[0056] La consecuencia también es aquí que la estrella montada de forma giratoria realiza un movimiento de giro, donde la tercera punta 10 de la estrella realiza un desplazamiento de posición y libera la palanca 8 de igual manera según se ha explicado esto mediante la figura 2.

[0057] Los ejes de giro 17 y 18, por un lado, de la estrella y, por otro lado, de la palanca 8 presentan una distancia entre sí y se sitúan en paralelo entre sí.

[0058] En la representación en perspectiva según la figura 4 se clarifica que la disposición de protección contra sobretensiones se puede configurar como pieza enchufable con conexiones enchufables 20 y 21.

[0059] En base a esta representación según la figura 4 con carcasa parcialmente rota se puede reconocer un descargador de gas 22, que presenta una superficie de contacto sobre una de sus superficies frontales.

[0060] Un contacto de resorte 24 correspondiente descansa con su extremo del lado de estribo sobre la superficie de contacto del descargador de gas.

[0061] Con el movimiento del elemento de desconexión 14 en la dirección del estribo de resorte 24 se desplaza un extremo del elemento de desconexión en el espacio entre estribo de resorte y superficie de contacto del descargador de gas 22, de modo que se interrumpe el flujo de corriente del circuito de disparo. Simultáneamente, según se explica ya mediante la figura 3, el elemento de desconexión 14 arrastra la punta 16 de la estrella montada de forma giratoria, a fin de liberar la palanca 8 de la indicación y dispositivo de señalización remota.

[0062] A partir de la representación según la figura 4 también se ve que la carcasa presenta un primer plano inferior 26, que recibe la vía de chispas de cuernos y el varistor. Un segundo plano de carcasa subyacente 27 recibe al menos el elemento de desconexión 14, la estrella con sus puntas de estrella, la palanca 8, así como una prolongación del cursor 3.

[0063] A partir de las representaciones se ve que la palanca 8 está montada de forma pivotable por medio del eje 18.

[0064] La palanca 8 presenta en un primer extremo de palanca 81 un acodamiento, que libera o recubre una superficie de visualización, donde en un segundo extremo de palanca 82 está configurada una nariz de accionamiento para el contacto de señalización remota 11.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Disposición de protección contra sobretensiones, que se compone de una vía de chispas de cuernos situada en una carcasa aislante (1) con cámara de deionización para la extinción del arco voltaico, donde la cámara de deionización presenta una pluralidad de chapas de extinción espaciadas y en la zona de ignición de la vía de chispas de cuernos está situado un electrodo de disparo, además con un varistor que está conectado eléctricamente en serie con la vía de chispas de cuernos, caracterizada por que en la carcasa (1) está configurado un primer y un segundo dispositivo de desconexión, donde el primer dispositivo de desconexión (2) está en conexión termoconductora con el varistor y al alcanzar o sobrepasar una temperatura límite libera un cursor asistido por fuerza de resorte (3), que interrumpe el circuito en serie entre varistor y vía de chispas de cuernos, además el segundo dispositivo de desconexión (13) presenta un conductor fusible que está situado en la zona de la cámara de deionización, donde el conductor fusible mantiene un elemento de desconexión (14) asistido por fuerza de resorte en una primera posición y libera este elemento de desconexión en el caso de fusión inducida por carga, de manera que el elemento de desconexión (14) adopta una segunda posición, donde al alcanzar la segunda posición se interrumpe una conexión eléctrica con el electrodo de disparo, además, en la carcasa (1) está configurada una estrella de tres puntas, montada de forma giratoria o un disco, de modo que una primera punta de estrella (7) se arrastra por el cursor (3) durante su movimiento para la interrupción del circuito en serie y de igual manera se arrastra una segunda punta de estrella (16) durante el movimiento del elemento de desconexión (14) de la primera a la segunda posición, donde como resultado del respectivo movimiento de arrastre la estrella está sujeta a un giro alrededor de su eje de giro, con la consecuencia de que una tercera punta de estrella (10) libera una palanca pivotable (8) asistida por fuerza de resorte, que acciona un contacto de señalización remota (11) y/o una indicación de estado de error óptica (12).

2. Disposición de protección contra sobretensiones según la reivindicación 1, caracterizada por que el electrodo de disparo está en conexión con uno de los electrodos principales de la vía de chispas de cuernos a través de un elemento limitador de tensión y se puede interrumpir esta conexión por medio del elemento de desconexión (14).

3. Disposición de protección contra sobretensiones según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que la carcasa presenta en un primer plano de carcasa (26) la vía de chispas de cuernos y el varistor, donde en un segundo plano de carcasa (27) están configurados al menos el elemento de desconexión (14), la estrella (100) y la palanca (8), así como la prolongación de accionamiento del cursor (3).

4. Disposición de protección contra sobretensiones según la reivindicación 2, caracterizada por que el elemento de desconexión (14), al alcanzar la segunda posición, despega un estribo de contacto de resorte (24) de una superficie de contacto del elemento de conmutación de tensión (22) y por consiguiente interrumpe la conexión eléctrica.

5. Disposición de protección contra sobretensiones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el cursor (3) y el elemento de desconexión (14) están hechos de un material eléctricamente aislante.

6. Disposición de protección contra sobretensiones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la palanca (8) está montada de forma pivotable en la carcasa (1) y en un primer extremo de palanca (81) presenta un acodamiento que libera o recubre una superficie de visualización, donde en un segundo extremo de palanca (82) está configurada una nariz de accionamiento para el contacto de señalización remota (11).

7. Disposición de protección contra sobretensiones según la reivindicación 6, caracterizada por que el eje de giro (17) de la estrella (100) y el eje de pivotación (18) de la palanca (8) discurren en paralelo entre sí.

8. Disposición de protección contra sobretensiones según la reivindicación 7, caracterizada por que al menos el eje de giro (17), el eje de pivotación (18), la estrella (100) y la palanca (8) son componentes de un inserto de carcasa, que está situado en el segundo plano de carcasa (27).

9. Disposición de protección contra sobretensiones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que esta está configurada como pieza enchufable con contactos enchufables (20; 21) para la recepción en una pieza base.

10. Disposición de protección contra sobretensiones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el conductor fusible está en contacto con dos chapas de extinción espaciadas de la cámara de deionización.

11. Disposición de protección contra sobretensiones según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 10, caracterizada por que el elemento de conmutación de tensión está configurado como descargador de gas (22).